基于插值重采样的信号FFT分析方法研究

针对实际信号做频谱分析时通常不能满足经典FFT算法的待分析信号长度应为2的整数幂的约束条件,通常采用的增加信号采样时间或对信号补零的方法,会造成采样负荷加重或频率泄露。针对与此,提出了基于信号插值重采样的改进FFT分析算法,并与常用FFT算法进行了对比。经仿真结果验证,改进的算法能较好地在不增加信号采样负荷的前提下,精确捕获信号真实频率特性。并将改进的FFT算法应用于实际水电机组振动信号分析,频谱分析与现场真实情况相符,证明基于插值重采样的FFT算法的有效实用性。     

抽样序列傅立叶变换的研究

分析了连续信号抽样变成抽样序列频谱分析与实际电路模型不一致，而理论上的频谱分析导出了对实际电路模型频谱分析适用的原因。给出了实际电路抽样连续信号完成抽样序列的频谱分析方法，最后根据这一方法完成了有限长离散傅里叶正，逆变换。     

基于水下地形测点的剖面数据快速处理方法

常规水下地形测量绘制剖面图时,人工进行数据筛选并绘制剖面图的工作量比较大,且容易产生错漏等问题。运用相关算法可以将剖面测线文件与整编水深文件自动处理并生成剖面文件,大幅减少内业人员工作量,提高内业工作效率。     

基于地形剖面的山体水工洞室围压计算方法初探

山体水工洞室的偏压问题一直是困扰水工界的难题之一,为了探究山体水工洞室偏压的原因,人们从各自的认识出发提出了若干想法。实践证明,目前人们对水工洞室偏压的各种认识都是不尽完美的,没有从根本上揭示水工洞室偏压的原因,因而采用的相应围压计算方法也不具备非常的合理性,为了探究山体水工洞室偏压的真正原因和合理的水工洞室围压计算方法,以若干山区隧道的大量围压实测数据为依据,提出了山体水工洞室偏压的真正原因在于地心引力和水工洞室地形剖面不均衡的观点,进而以地球引力场理论为依据,提出了基于地形剖面的山体水工洞室围压计算方法,给出了相应的计算公式和应用实例。基于地形剖面的山体水工洞室围压计算方法的合理性得到了多个实际工程的实验验证。     

基于DEM的鄱阳湖水下地形分析

利用数字化的鄱阳湖1∶10 000比例尺水下地形高程数据,生成5 m水平分辨率的鄱阳湖水下数字高程模型(DEM)。在此基础上,应用地理信息系统空间分析方法,提取了水下地形断面,生成了坡度、地形起伏度和地表粗糙度等地形指标数据,计算了不同水位下的曲面积和库容,分析了鄱阳湖水下地形特征。分析结果可为鄱阳湖区水利工程规划和设计、水患灾害防治提供依据。     

新型叶剖面设计及叶剖面参数对空泡特性影响的研究--(1)新型叶剖面设计

本文是新型叶剖面设计及叶剖面参数时空泡特性影响的研究的第一部分：新型叶剖面设计。基于Eppler的机翼叶剖面设计理论给出了一种新的螺旋桨叶剖面设计方法。新的设计方法是利用预先给定拱度和厚度分布而不是攻角分布来设计叶剖面，从而在叶剖面的设计过程中可以控制叶剖面的最大厚度和拱度。这样，新的设计方法可以根据螺旋桨在各个半径上的最大厚度和拱度及水动力特性的要求设计各个半径上的叶剖面，为系统地研究叶剖面参数对其空泡特性的影响提供了一种有效工具，并为螺旋桨和叶剖面的同步优化设计打下基础。     

基于FFT和EWT的转子振动信号特征提取方法研究

为了充分挖掘转子振动信号的特征信息,研究提出了一种基于FFT和EWT的转子振动信号特征提取方法。从转子实验台获取转子四种状态的振动信号,将转子特征频率和EWT模态分量组合构成多维特征向量,利用K均值聚类法对比不同方案识别转子状态的正确率,选出最优的特征向量方案,达到了较高的状态识别正确率。     

基于GIS技术的西江干流(肇庆—思贤滘段)河道地形变化分析

利用西江干流(肇庆—思贤滘段)河段1997—2012年的固定大断面的实测资料和思贤滘附近地形测量资料,采用GIS技术,构建了用于河床变化分析的水下断面地形数据库和思贤滘附近水下地形三维模型,用以分析该段河道深泓变化、断面形态特征变化、单断面的时空冲淤变化和河道冲淤变化情况。结果表明:GIS技术是研究河道地形变化的一种行之有效的方法。西江干流(肇庆—思贤滘段)河床在1999—2007年间主槽地形平均下切深度10.5 m,2007—2012年间呈现轻微淤积之势,平均淤积厚度1.3 m,河道地形变化主要集中在羚羊峡至砚洲岛和砚洲岛下游河道,航道疏浚工程成为该段河道地形变化的主要因素。     

新型叶剖面设计及叶剖面参数对空泡特性影响的研究-(2)剖面参数对空泡特性的影响

本文是新型叶剖面设计及叶剖面设计参数对空泡特性影响的研究的第二部分 :叶剖面参数对空泡特性的影响。这部分工作利用第一部分的新型叶剖面设计方法 ,系统地研究了叶剖面参数如最大拱度 ,拱度和厚度分布等参数对空泡特性的影响。并根据这些参数对空泡特性的影响 ,优化叶剖面设计。     

大范围地形及城市三维快速建模与漫游

大范围地形及城市三维建模,不仅包括地表高程网格构建,还包括场景中各种地物如河流、建筑物、湖泊、森林等的建模,所需的数据量比较大,涉及到的数据种类和格式较多。用传统的方法实现整个大范围城市场景的三维浏览功能时,建模的工作量很大,一般无法实现快速建模。介绍了Terra Vista在地形建模方面的强大特性以及OSG开源图形库在三维渲染方面的独特品质,结合一个城市大范围地形三维漫游系统,具体说明了如何准备数据并利用Terra Vista的强大地形建模能力,以及OSG的三渲染功能实现大范围城市三维系统的快速建模及流畅漫游。     

基于傅里叶变换的精确频率测量算法

传统的傅里叶频率测量算法，通过傅里叶算法求出相邻2个周期的相位，采用相位差对采样频率进行修正和迭代，计算量大而精度差。文中根据严格推导得到傅里叶算法计算值的准确数学形式，通过对相位差的三角函数进行分解展开，代入傅里叶算法计算值，即可在不需要计算相位的情况下得到相邻2个周期相位差的准确值，从而得到真实的信号频率。仿真分析结果表明，该算法精度高，计算量小，实现简单，完全适合于微机保护测控类装置的实际应用。     

基于频谱分析的间谐波闪变效应计算

在分析IEC闪变仪测量原理的基础上,提出一种基于频谱分析的电压闪变计算方法,先利用快速傅里叶变换（FFT）进行频谱分析,得到各频率分量的参数,然后利用这些参数计算电压闪变。新算法不仅能计算调制波和间谐波引起的总瞬时闪变视感度,还能计算出每个间谐波或间谐波对引起的瞬时闪变视感度占总瞬时闪变视感度的比例,即对闪变的贡献。它表明调制波是间谐波的特例,并且,当输入电压中含有间谐波对时,间谐波对引起的瞬时闪变视感度中的共同作用部分与基波和间谐波的初相角有关,而在以往的研究中一般未考虑相角的影响,或将相角默认为0°。仿真算例将频谱法和IEC算法进行了对比分析,验证了频谱法的有效性和准确性。     

基于LiDAR的青藏高原山坡小流域地形提取方法

数字高程模型(DEM)的精度和分辨率影响着地形分析的结果,这种影响在高原、高山地带尤为明显。以拉萨河夺底沟小流域一处山坡为研究对象,选取典型剖面对比3种DEM数据对实际地形的还原效果。分析表明:SRTM和ASTER GDEM地形数据在青藏高原高山区存在高估山谷谷底高程、漏失地形要素的现象,使用LiDAR技术获取的DEM则可以准确反映实际地形。针对8种分辨率(1,2,5,10,15,20,25,30 m)的LiDAR DEM,使用局部方差均值分析坡度、平面曲率、剖面曲率等地形属性,发现低分辨率DEM在高山地区会遗失大量地形信息,造成地形平坦化和山坡微地形改变。为避免高山地区地形特征失真,给出了坡度和曲率研究适用的最小分辨率阈值:在坡度研究中使用的DEM分辨率应<5 m,曲率研究的最优分辨率为1 m。研究表明在青藏高原高山区,使用LiDAR技术提取高分辨率DEM具有远大的应用前景。     

基于有限元方法的洞坪拱坝体形优化研究

在初步设计体形的基础上,建立以坝体混凝土方量最小为目标函数,以坝体几何形状限制和坝体拉、压应力满足有限元等效应力控制指标为约束条件的拱坝优化数学模型,运用大型有限元软件ANSYS对洞坪拱坝进行体形优化研究.计算表明,该方法求解效率高,结果的收敛性稳定,优化后的体形更扁平美观,坝体应力更趋于均匀.     

基于有限元求解均质承压水稳定流问题的傅里叶分析方法

规则区域均质承压水稳定流问题在只考虑Dirichlet、Neumann 边界时具备11种边界类型组合模式。不同组合模式在有限元剖分下具有不同的稀疏线性方程组。本文对不同组合模式下的稀疏线性方程组进行傅里叶分析,在分析过程中对各种变换公式均采用快速傅里叶变换算法进行计算,实现了均质承压水稳定流问题的快速求解。文中通过具有解析解的水流基准问题验证了傅里叶分析方法的可信性,并以此为基础,在不同剖分模式下分别应用傅里叶分析法与迭代法（Jacobi 、Gauss-Seidel、SOR 、PCG ）进行算法的性能比较。计算结果表明：剖分密度越高（即剖分结点数多）, 在求解精度相当的情况下傅里叶分析方法的求解效率优势越显著。该方法的另一大优势在于不需计算和存储原始系数矩阵,从而节省了大量内存空间。     

复杂地形条件下填方路基稳定性分析与设计

土工格栅加筋土路基是一项重要的技术革新, 对于提高公路质量、节约工程用地、保护生态环境意义重大。以某山区高速公路土工格栅高填方路基为对象, 采用简化Bishop法和楔形体法对其稳定性进行了分析, 并选择极限抗拉强度为90 kN/m的单向HDPE土工格栅作为加筋材料, 对36 m高边坡进行加筋设计。根据最终设计方案, 简化Bishop法得出最小安全系数K为1.32, 楔形体法得出最小安全系数K为1.45, 可以看出, 在复杂地形条件下, 可采用土工格栅加筋来改善高填方路基的稳定性, 使其稳定安全系数可以满足相关标准的要求;同时, 应结合实际工程特点, 通过合理调整筋材布置来提高填方路基的可靠性。     

基于FEM求解均质承压水稳定流问题的傅里叶分析方法

规则区域均质承压水稳定流问题在只考虑Dirichlet、Neumann边界时具备11种边界类型组合模式。不同组合模式在FEM剖分下具有不同的稀疏线性方程组。本文首先对不同组合模式下的稀疏线性方程组进行傅里叶分析,在分析过程中对各种变换公式均采用快速傅里叶变换(FFT)算法进行计算,实现了均质承压水稳定流问题的快速求解。文中通过具有解析解的水流基准问题验证了傅里叶分析方法的可信性,并以此为基础,在不同剖分模式下分别应用傅里叶分析法与迭代法(Jacobi、Gauss-Seidel、SOR、PCG),进行算法的性能比较。计算结果表明:剖分密度越高（即剖分结点数多）,在求解精度相当的情况下傅里叶分析方法的求解效率优势越显著。该方法的另一大优势在于不需计算和存储原始系数矩阵,从而节省了大量内存空间。     

一种基于固有频率的超高压线路相间保护方案

在分析影响固有频率因素的基础上，提出了一种利用固有频率的超高压输电线路相间故障保护方案。理论分析表明，故障后产生的各种频率信号中，固有频率信号是明确的，且信号较强，便于采集。该方案利用线路两侧的固有频率主频差和阻抗判据区分区内、外相间故障，可以有效提高区内故障时保护的动作速度，同时保证区外故障时保护不误动。该方案不受系统振荡、负荷电流、故障时刻、过渡电阻、故障点位置和系统运行方式的影响，受电流互感器饱和的影响较小。ATP仿真和MATLAB分析验证了该方案的有效性。