电磁共振腔的节点有限元法

电磁场节点有限元法因未强加电场散度为零的条件而一直受到伪解出现的困扰.本文针对电磁共振腔问题,给出在频域的Maxwell方程表达式.通过引入Lorentz条件,推导出电磁共振腔二类变量和三类变量的变分原理,由此提出了新的电磁共振腔节点有限元法,避免了伪解的出现.最后用子空间叠代法求解了共振腔的本征值问题.数值算例表明本文方法是有效可行的.     

基于Radon变换的图像识别研究

基于Radon变换提出了一种新的图像识别方法，首先构造了二维图像在Radon变换空间的平移和比例不变量，然后根据变换空间数据的特性，利用奇异值分解得到了旋转不变量并将其用于三类飞机的识别，仿真结果表明该方法具有很好的性能和较高的实用价值。     

基于Tau域奇异值分解的航空电磁数据解卷积计算

目前很多国际先进公司的AEM系统都具有不同的发射波形,给后续数据处理带来不便。为去除不同发射电流波形对电磁数据响应的影响,利用SVD分解法,以e指数为基函数,将时域航空电磁响应数据展开成Tau域参数T_i及其系数A_i形式,通过选取有效个数的Tau值,将基函数与发射电流进行卷积,形成新基底函数。通过对相应发射电流的响应以新基底展开,将新基底系数B_i与原基底结合,实现解卷积计算,得到阶跃波形发射电流情况下的电磁响应。仿真实例计算结果表明,经奇异值分解的Tau域分解方法保证了计算的精度和稳定性,基于奇异值分解的解卷积计算方法能够获得原阶跃电流响应,相对误差为1.61%。     

基于奇异谱分析的经验模态分解去噪方法

提出了一种基于奇异谱分析(SSA)的经验模态分解(EMD)去噪方法。该方法先对带噪信号进行EMD分解,得到若干个本征模态函数(IMF)。再通过SSA对每个IMF分量进行去噪处理:把第一个IMF分量作为高频噪声,并根据它计算出剩余IMF中所含的噪声能量,从而得到剩下的每个IMF中信号所占的能量比值。然后选择合适的窗口长度,对每个IMF进行SSA变换,根据IMF中信号所占的能量比值选择合适的奇异值分解(SVD)分量重构,得到去噪后的IMF。再将所有重构得到的IMF分量以及余项相加,得到最终去噪后的信号。经过实验,对比研究了该方法与小波软阈值、EMD软阈值和EMD滤波方法的去噪效果,结果表明该方法整体优于其它方法,是一种有效的信号去噪方法。     

基于多次奇异值分解的信号工频干扰消除方法

针对位移振动信号受工频干扰较为严重问题,依据信号所含工频干扰特征,提出多次应用奇异值分解的方法,依次筛选出工频基波及其谐波成分,以实现工频干扰消除目的。研究结果表明,所提取工频成分准确,同陷波器和小波变换方法相比优势明显,具有良好工程实用性。     

基于IMF聚合与SVD的城轨车辆牵引电机轴承故障诊断

为有效提取城市轨道车辆牵引电机轴承的故障特征,提出一种基于本征模式分量(IMF)聚合与奇异值分解(SVD)相结合的轴承故障诊断方法.该方法首先运用经验模式分解(EMD)将原始振动信号分解成一系列本征模式分量;其次在利用皮尔逊积矩法进行本征模式分量的筛选后将剩余的分量聚合重构,再将重构信号运用奇异值分解降噪;最后对降噪信号进行Hilbert谱分析,实现轴承故障特征向量的提取.城市轨道车辆牵引电机轴承实测数据的分析结果表明该方法能够有效提取故障特征信号,对轴承故障进行有效的诊断.     

基于SVD-AR模型与VPMCD的轴承故障诊断方法

针对强噪声背景下振动信号故障特征难以提取的问题,提出了基于奇异值分解的自回归(SVD-AR)模型,用于提取振动信号的特征,并与变量预测模型模式识别(VPMCD)方法相结合应用于轴承故障诊断.对轴承振动信号进行SVD;然后,利用奇异值差分谱对分量信号进行筛选,对能够反映故障信息的分量信号建立AR模型,提取轴承振动信号的特征信息;采用VPMCD对滚动轴承运行状态进行识别.实验证明了方法的合理性和有效性.     

一类基于奇异值分解的图像水印算法伪验证分析

通过分析发现,一类基于奇异值分解的图像水印算法存在致命漏洞,即利用在水印嵌入过程中生成的密钥可以从其他图像（含未嵌入水印的图像）中提取出高相关的水印信息,称这一新发现的算法漏洞为水印算法的伪验证,并由此首次提出了水印算法伪验证的定义和判定条件。然后通过实例分析,指出基于奇异值分解的水印算法之所以存在伪验证,是由于奇异值分解使得水印信息主要包含于正交阵U、V中,因此水印的提取与正交阵U、V以及奇异值的分布类型有关,而与奇异值的具体取值无关。     

基于主元分析的人脸特征提取MATLAB实现

人脸的特征提取是人脸识别的关键技术,采用主元分析法进行特征提取是经典的方法之一,利用M at-lab进行人脸的特征提取能显著地提高计算效率。论述了利用主元分析和奇异值分解进行人脸特征提取的方法,并详细阐述其在M atlab中的实现过程,包括读取图像文件、计算均值脸、求特征值和特征向量,计算人脸特征参数。实现过程均给出了M atlab代码。实践证明利用M atlab进行主元分析提取特征是一种有效的方法。     

基于四元数矩阵奇异值分解的彩色图像分解

讨论了四元数矩阵的奇异值分解(QSVD),四元数矩阵的奇异值仍是正实数,但两个酉矩阵是含有四元数的四元数矩阵.给出通过四元数矩阵的等价实矩阵求解QSVD的有效算法.最后应用QSVD进行彩色图像分解,并给出了在Fruits、Baboon等图像上的实验结果.QSVD使许多基于SVD的图像处理方法可以推广到彩色图像处理上而不...     

在裂纹尖端引入奇异单元的偶应力有限元法

针对在微观状态下结构力学行为会受尺度效应影响的问题,在偶应力理论中考虑微观结构的旋转梯度可以较好解释结构的尺度效应.建立基于一般偶应力理论的有限元法的基本方程,并在裂纹尖端引入奇异单元,计算受单向拉伸的中心斜裂纹板裂纹尖端场的应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF),分析特征长度变化对SIF的影响,对比偶应力理论下的结果与经典理论下的结果.结果表明：在裂纹尖端引入奇异单元可以提高计算精度和稳定性;偶应力使得裂纹尖端SIF比经典理论下的值小,并且SIF随着特征长度增大而减小.     

基于边光滑有限元法的剪切变形板几何非线性分析

为改善在计算板的几何非线性问题时有限元法系统过硬的数值缺陷,提高计算精度,在考虑剪切变形的yon Karman假设下,基于全拉格朗日描述方法,将边光滑有限元法应用于板的几何非线性分析.计算公式基于1阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁.在三角形单元的基础上进一步形成边界光滑域,在每个光滑域内对应变进行光...     

基于有限元法的黑体腔高温传感器动态特性分析

基于有限元热分析法,建立了黑体腔三维有限元模型,分析了黑体腔结构参数、热物性参数、黑体腔初始预热温度对黑体腔测温过程中动态特性的影响。研究结果表明：黑体腔结构参数的改变直接影响黑体腔动态测温误差、动态响应时间、腔体发射率,进而影响黑体腔性能。黑体腔动态测温误差随着比热或密度的增大而增大。黑体腔初始预热温度对黑体腔动态测温影响较大,初始预热温度每增加100℃,最大测温误差减小50℃左右,动态响应时间减少5 s左右。     

Electromagnetic design of microwave filters using the finite element method

We present two complex microwave filter designs using the finite element method (FEM). A metallic cavity, loaded by low-loss dielectric plates is first optimized to obtain a high unloaded quality factor resonator. An original synthesis approach is then proposed to design a three-pole dielectric loaded cavity filter. The FEM is also applied to characterize a filter element, a dielectric resonator (DR) coupled on a whispering gallery mode (WGM) to two microstrip lines. A generalized [S] matrix is computed. Different elements are then put together to generate complex filtering responses. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. Int J Microwave Millimeter-Wave CAE 7: 167–179, 1997.     

On stochastic finite element method for linear elastostatics by the Taylor expansion

The main aim of the paper is to present an application of the Taylor expansion in formulation and computational implementation of the perturbation-based stochastic finite element method. Random-input parameters as well as all-state functions included in static equilibrium equations are expanded in this approach around their expectations via Taylor series up the order given a priori. It further enables a dual computational approach for determination of probabilistic moments of the state functions—a formation and the solution of increasing order equilibrium equations and, on the other hand, polynomial approximation of deterministic state functions with respect to a given input random parameter. Theoretical and technical details of such methodology are explained also; some elementary engineering application with analytical solution is available to derive explicitly fundamental probabilistic moments of the resulting state function.     

Adaptive domain decomposition algorithms and finite volume/finite element approximation for advection-diffusion equations

Poor performances can be obtained from classical domain decomposition algorithms to solve advection-diffusion equations in the case of convection dominated flows. Therefore, adaptive domain decomposition have been developed for such flows. We investigate the properties of some algorithms of this kind in the framework of a finite volume/finite element discretization.This research was carried out while the author was visiting the Group of Applied Mathematics and Simulation of CRS4, and was supported by an HCM fellowship.     

平面薄膜自由振动的有限元分析

构造6节点三角形单元,适合于平面薄膜自由振动的有限元分析.文中采用面积坐标,给出单元的形函数,根据哈密顿原理建立薄膜自由振动方程,推导其单元刚度矩阵和单元质量矩阵.3个典型算例表明,6节点三角形单元的计算结果比ANSYS三角形单元更接近理论解,具有更高的精度.     

轴向力在线监控装置弹性元件的有限元分析

对离心式旋转机械轴向力在线监控装置做了简单的介绍,此装置包括测力弹性元件和轴向力在线监控 系统两部分,为了保证所研制的测力传感器的性能,采用有限元方法计算了弹性元件在轴向力 Ｆ＝ ３９．２ ｋＮ时 的应变、应力、灵敏度及轴位移的分布情况,结果表明：所设计的测力传感器完全符合要求。     

基于PANDA框架的并行有限元模态分析程序开发和应用

为提高大型结构振动分析的规模、精度和效率,基于面向对象有限元并行计算框架PANDA和高性能矩阵特征问题并行求解算法,开发出适用于大规模结构振动问题计算的并行有限元模态分析程序;在超级计算机银河YH和曙光5000A上,通过不同算例验证该程序的正确性和可靠性.以某靶室结构为研究对象演示该程序的应用,指出实际应用时需注意加速...