基于有限体积HWENO格式的一维溃坝流模拟

基于浅水波方程组建立一维溃坝流模型,并给出数值模拟结果.其中,空间离散采用HWENO(Hermit Weighted Es-sentially Non-Oscillatory)格式,时间离散采用四步TVD(Total Variation Diminish-ing)Runge-Kutta方法,模拟堤坝渍决时洪水演进过程.模拟结果表明:较采用WENO格式所得数值解更精确;同时,相比WENO格式的相应算法,该算法解决一维渍坝流问题能更有效地减弱振荡,对间断具有更高的分辨率.     

高阶间断Galerkin方法求解三维欧拉方程的研究

在三维非结构网格上,对高阶间断Galerkin方法求解定常三维欧拉方程进行研究.文中使用Roe格式通量函数计算网格单元边界上的数值通量;时间方向采用显式Runge-Kutta方法推进;并引入激波探测器和斜率限制器技术,成功地抑制流场解在间断处的数值振荡.对M6机翼跨音速无粘流场进行数值模拟,结果表明:计算结果和实验值吻...     

非结构网格下基于梯度光滑法的改进TVD格式

针对在非结构网格下迎风信息通常无法被清楚地定义而使最小变差递减(TVD)格式很难被直接应用的问题,提出基于梯度光滑法的改进TVD格式.利用基于不同光滑域构造的3种梯度光滑法,即节点梯度光滑法、中点梯度光滑法、中心点梯度光滑法,提出相应的3种改进TVD格式;根据迎风点的位置,先判断所在单元,然后通过3种改进格式对迎风点上的变量进行插值计算.将提出的改进TVD格式应用于求解双曲型偏微分方程间断问题.在数值实验中,采用3种经典流通量限制器(Superbee,Van Leer和Minmod),并将结果与其他方法相比.数值结果表明,基于梯度光滑法的改进TVD格式能够有效避免数值振荡,并减小数值耗散,对于间断问题和连续问题均取得较好的计算结果.     

VTI介质交错网格FCT有限差分数值模拟

波动方程有限差分数值模拟是研究地震波在地下介质中的波场特征和传播机理的重要手段.对于常规有限差分技术,当采用大网格对计算空间进行差分离散时会出现严重的数值频散问题,降低了计算精度.通量校正(Flux- corrected transport method,FCT)技术能够有效压制粗网格情况下有限差分的数值频散.本文研究了具有垂直对称轴横向各向同性(Vertical Transverse Isotropy,VTI)介质的交错网格FCT有限差分技术.首先从一阶速度一应力弹性波方程出发,在交错网格空间中给出了该方程的高阶有限差分法格式及稳定性条件,在此基础上研究了波动方程正演过程中的数值频散FCT压制技术,二者结合实现了该方程的高精度有限差分数值模拟.同常规算法相比,本文算法不额外增加内存需求,少量增加计算量,但可有效压制VTI介质中弹性波动方程正演的数值频散现象.当采用大网格进行数值模拟时,本文方法明显提高了波场模拟精度.     

一维激波管问题的无数值积分间断伽辽金法数值模拟

本文利用间断伽辽金法对一维激波管问题进行了数值模拟。在使用间断伽辽金法过程中,会引入额外的积分项,对于这些积分项,每一时间步进行数值积分需要大量的计算时间,为了克服这个问题并优化相应的求解器,提出了一种基于Lagrange插值多项式的无数值积分格式的间断伽辽金法,这样所需计算时间以及内存将显著减少,同时应用也变得更为简便。最后,利用无数值积分间断伽辽金法,对算例进行了数值模拟并与精确解对比,取得很好的吻合效果。     

对流扩散反应方程基于坐标变换的高阶紧致差分格式

基于非均匀网格,提出了一种求解一维定常对流扩散反应方程的高精度紧致差分格式。首先采用坐标变换方法将原方程由物理空间的非均匀网格转换为计算空间的均匀网格,然后给出一阶导数和二阶导数在均匀网格上的中心差分逼近式,并结合变换后的方程,得到了定常对流扩散反应方程具有四阶精度的紧致差分格式。最后,通过数值算例验证了该方法的精确性和高分辨率的特点。数值实验结果表明,对于所研究问题,该方法较不进行坐标变换而直接在物理域上建立的非均匀网格上的高阶紧致格式具有更高精度。     

改进的间断Galerkin法在激波管中的应用

近几年来,新兴的间断Galerkin法在计算流体领域取得了高效成果.该文在DG方法的基础上做了2处改进:主部修正副部和间断界面上的迎风格式.改进的DG法配以迎风格式可以有效地将激波面锁定在几个网格之内,有时可达一个网格;左或右迎风格式可以有效分辨小型激波;双侧迎风格式与精确解有很好的吻合度.数值模拟结果表明,DG法具有良好的收敛性、很小的数值耗散和很好的激波捕捉能力.如果选取m个基函数,DG法可以达到m+1阶精度.构造单元界面通量函数时,不需要增加节点信息就可以提高精度,而且很容易达到高阶精度.     

基于p-多重网格的间断Galerkin方法研究

文章采用规范正交基作为测试函数,基于p-多重网格的思想,建立了间断Galerkin方法的二重网格格式,并以此求解了Euler方程,数值模拟了绕NACA0012和RAE2822翼型的跨音速流场。其中,在网格交界处采用Roe的迎风型数值通量。沿时间方向,高阶格式和低阶格式上分别采用Runge-Kutta方法和LUSGS方法推进。通过对残值收敛曲线的比较,认为文中的p-多重网格算法取得了非常优良的加速收敛效果。     

求解一类交界面问题的模态基函数谱元法数值实验

采用模态基函数形式下的谱元法,对一类一维和二维交界面问题进行了数值计算研究。不仅考虑了具有间断系数的方程,还涉及了右端带有奇性源项的方程。对于二维问题的数值计算,研究了四边形单元谱元法和三角单元谱元法的离散格式。通过一些具有精确解的数值算例,验证了基于模态基函数谱元法求解交界面问题的可行性和有效性。与其他数值方法相比,谱元法对于一维问题可以实现指数阶收敛精度,对于二维问题也得到了较高的计算精度。     

闸门瞬间开启水流的WENO格式数值计算

应用高精度WENO(Weighted Essentially Non-oscillatory)格式求解一维圣维南方程组,建立了闸门瞬间开启水流数值计算的高分辨率数学模型.求解方程时,采用有限体积法积分方程,应用高精度WENO格式确定有限体积交界面处的物理量通量.采用该模型模拟了闸门瞬间全开时洪水波的运动过程,并将计算值与理论解进行了比较,结果表明这类格式精度高,稳定性能好,能够很好地模拟像闸门瞬间开启水流的一类间断解问题.     

面向故障诊断的供水管网水压监测点优化布置方法

为解决供水管网故障诊断中准确率不高、经济性不佳的问题,设计了一个基于改进的果蝇优化算法核极限学习机的供水管网故障诊断模型。经验证,该模型具有学习速度快、故障识别率高等优点。以该模型为核心提出了基于果蝇优化算法的供水管网水压监测点优化布置方法。该方法首先利用果蝇优化算法形成多组水压监测点方案,然后用供水管网故障诊断模型计算每种方案的诊断准确率,选择其中诊断准确率最高、经济性最好的方案作为候选最优方案,并以此方案为基础,使用果蝇优化算法不断循环迭代,最终找到故障诊断准确率高且经济性最好的水压监测点布置方案。利用Matlab语言代码对提出供水管网水压监测点优化布置方法进行了编码实现,使用实际管网数据进行了实验,结果表明,所提出的供水管网水压监测点优化布置方法是一个有效的水压监测点优化布置方法。     

基于组合权重与云模型的电网规划综合评价方法研究

为提高输电网规划方案评估的准确性,减少不确定性及指标权重主观性强对输电网规划方案评估结果的影响,提出了一种基于云模型的组合权重法实现对电网规划方案的评价。首先,基于电网规划的实际要求,构建了考虑经济性、可靠性、适应性及社会性的输电网规划方案综合评价指标体系,通过层次分析法计算主观权重,通过熵权法计算客观权重,再线性加权最终确定组合权重。其次,运用云模型对各输电网规划方案进行排序。最后,算例分析验证了所提电网规划方案评价方法的有效性。     

改进型Boussinesq方程高精度紧致差分显格式

采用一种高精度的紧致差分显格式对改进型Boussinesq方程进行数值求解;采用具有TVD性质的三阶Runge-Kutta方法进行预报,用三次样条函数进行校正,时间精度可达到四阶;在空间离散上采用六阶精度的三点紧致显格式进行计算;运用以上数值格式对Beji和Nadaoka改进型Boussinesq方程进行了求解,求解证明:高精度的数值结果和已知的试验结果吻合良好.作为验证算例,同时对波浪在台阶上的传播进行了模拟,从效果对比上可以看出,所得结果明显比Kittitanasuan的计算结果更靠近试验值.     

WENO格式与虚拟单元浸入边界法在笛卡尔网格中的应用

高精度有限差分WENO格式在结构网格上处理具有复杂几何外形绕流问题时较困难,而虚拟单元浸入边界法却是一种较新颖且对网格的要求较低的方法,适用于复杂几何外形边界的处理.为此,在笛卡尔网格上采用WENO格式以求解Euler守恒律方程,试图将两者有效结合起来,希望能在笛卡尔网格上处理具有复杂几何外形的物体绕流问题.最后,几个经典数值算例的结果验证了该方法的有效性.     

GRU结合STL分解的短期电量预测方法

基于循环神经网络的模型具有出色的捕获非线性关系的能力,在电量预测中具有良好的性能。但它无法完全捕获历史信息,影响了预测结果的准确性。为了解决这些问题,提出了一种门控循环单元（GRU）模型结合STL分解的方法。评估结果表明,该方法能较好地捕获局部和全局信息,并具有比传统模型更高的预测精度。     

基于多域特征的JPEG图像盲检测算法

为了提高图像信息隐藏盲检测的检测率,实现了一种从多个域提取统计特征的JPEG图像通用隐写分析算法.采用联合概率密度来计算离散余弦变换(DCT)系数间的相关性,将其扩展到小波域和空域,提取特征值;并使用同样的方法提取校准图像的特征值.二者的差值组成最终的特征向量训练分类器.对5种典型的JPEG隐写术,使用3种不同图像库进行了一系列的实验,结果表明：在嵌入率只有0.05 bpnc时,该算法检测率大于72%,与目前几种典型的通用隐写分析算法相比,具有更好的检测效果;特征约简能弱化高维特征向量间的相关性,提高分类精确度并大大节约分类时间,是通用隐写分析系统框架中一个重要的步骤.     

基于主独立内容特征的人脸图像检索方法

提出一种基于独立分量分析的内容特征,并用于人脸图像检索,得到一种基于内容的图像检索新方案.该方案首先在降维空间提取出基于高阶统计特性的主独立内容特征(PICF),应用提取的PICF特征进行有效的人脸图像描述.为确保计算有效性和检索正确率,运用可消除独立特征顺序不确定性的基于PICF的检索方法,并在具备不同亮度、尺度、姿势和图像描述变化的ORL脸谱数据库中完成了人脸图像检索实验.计算机仿真结果验证了所提出方法的有效性.最佳检索率为100%,平均查准率达95.14％/千次.     

带有鲁棒控制项的MIMO非线性系统的模糊控制

针对一类不确定多输入多输出（MIMO）非线性系统, 提出了一种新的鲁棒间接自适应模糊控制设计方案, 解决了提高模糊控制精度问题. 模糊逻辑系统用作逼近系统的未知函数, 根据跟踪误差给出了参数调节律, 用鲁棒控制项对未知的逼近误差进行补偿, 以此来减小逼近误差对跟踪精度的影响. 基于李亚普诺夫函数方法证明了所设计的控制方案不但能保证跟踪误差收敛到原点的小邻域内, 而且通过适当增大设计参数的值, 可使跟踪误差减小, 提高了控制精度.仿真结果表明了该方法的有效性.     

路网环境下基于不经意传输的LBS隐私保护方法

基于位置服务(LBS)中的隐私保护方法存在如下常见问题:重视用户端隐私保护而容易忽略LBS服务端的数据安全;隐私保护强度高的方法实用效率低;隐私保护方法大多面向欧氏空间提出,无法适用路网环境,查询准确率低.针对上述问题,基于不经意传输提出了一种LBS兴趣点查询服务中的隐私保护方法,在保护用户位置和查询内容隐私的同时确保LBS服务端数据安全,并能确保路网连续查询的效率和准确率.性能分析及实验结果表明,新方法具有较强的安全性和良好的工作效率.     

基于Matlab的带通IIR数字滤波器设计与仿真

考虑到传统的数字滤波器的设计过程复杂,计算工作量大,滤波特性调整困难的缺点,本文研究了一种使用Matlab进行带通IIR滤波器设计的方法,并把整个设计方案用VHDL语言进行了描述并在Mode-lsim上仿真。仿真结果说明该设计方法准确性好,可移植性强,可根据不同的阶数、精度和速度等要求对IIR滤波器系数进行灵活的修改,以实现任意阶数的IIR滤波器。