脑白质电导率各向异性及非均质对头皮脑电分布的影响

脑白质电导率的各向异性和非均质分布是广泛存在的,因此衡量其对脑电正问题计算的影响显得十分重要。而现有研究方法忽略了白质各向异性电导率的非均质性。把白质电导率的非均质划分为四类,分别讨论了各种非均质电导率对脑电正问题的影响。从仿真结果看,认为电导率数值上的偏差是最主要的非均质因素,同时忽略大脑白质电导率非均质会对脑电正问题造成10%左右的计算误差,因而认为非均质的影响是不可忽略的,需要建立能够反映WM非均质且各向异性的电导率模型。     

自适应遗传算法在脑电逆问题中的应用

脑电逆问题是指利用脑电图 (EEG)数据去反演可以反映脑电活动等效偶极子源的参数信息。优化方法是解决这一问题的有力工具。自适应遗传算法根据算法的不同情况自动改变遗传算子 ,将这一算法应用于脑电逆问题 ,其运算速度和防止局部最优的性能较基本遗传算法有较大提高     

基于MATLAB的静态场边值问题有限差分法的研究

有限差分法是求解静态场边值问题的一个非常有效的数值解法,它是将求解区域划分为有限个网格点,用一组差分方程代替原来一组微分方程.该方法求得的是近似解而不是精确解.求解区域内网格划分大小关系着计算的精确度,网格尺寸划分越小,计算精确度越高;反之,精确度越低.本文运用MATLAB语言使得有限差分法求解区域内电势分布的解法变得简单、易行,摆脱了传统方法使用C语言较复杂的缺陷.通过仿真验证了算法和程序的有效性.     

大规模并行时域有限差分法电磁计算研究

基于我国超级计算机平台,开展了大规模并行时域有限差分法(Finite-Difference Time-DomainFDTD)的性能和应用研究。在我国首台百万亿次"魔方"超级计算机、具有国产CPU的"神威蓝光"超级计算机和当前排名世界第一的"天河二号"超级计算机上就并行FDTD方法的并行性能进行了测试,并分别突破了10000 CPU核,100000 CPU核和300000 CPU核的并行规模。在不同测试规模下,该算法的并行效率均达到了50%以上,表明了本文并行算法具有良好的可扩展性。通过仿真分析多个微带天线阵的辐射特性和某大型飞机的散射特性,表明本文方法可以在不同架构的超级计算机上对复杂电磁问题进行精确高效电磁仿真。     

脑电逆问题方法研究

本文阐述了脑电逆问题的模型和求解方法,并介绍了求解脑电逆问题的发展方向。     

基于时域有限差分法的IBIS模型修正

针对高速电路设计中IBIS模型仿真精度较差问题,将时域有限差分算法与IBIS模型相结合。通过实验对高速PCB设计中常见的结构(完整接地面、狭缝和过孔)进行了信号完整性分析,结合时域有限差分法改进的波形、speed2000仿真波形与实际测量的波形三者之间的比较,结果表明该修正算法可以显著提高仿真模型的准确度,达到提高设计成功率,缩短研发周期,降低成本的功效。     

脑电物理头模型数据采集系统的研究

介绍了脑电物理头模型数据采集系统的总体设计方案,主要对实验中所遇到的一些问题进行了系统的分析和解剖,将实验结果与解析解进行了比较,两者是相符的。     

基于KIV模型的脑电识别方法

脑电信号具有动态、非线性和数值高度随机的特点, 针对传统的人工神经网络模型识别脑电信号时在特征提取和识别精度方面表现出的局限性, 本研究提出了一种新的识别方法, 使用KIV模型对脑电信号进行识别. 首先, 通过仿真实验, 分析了KIV模型不同的刺激下表现出的动力学特性. 接着, 使用KIV模型分别对癫痫脑电信号和情感脑电信号进行识别, 在实验过程中不进行特征提取, 直接将多通道原始脑电信号输入到KIV模型中, 在BONN和GAMEEMO数据集上分别获得了99.50%和90.83%的识别准确率. 研究结果表明, 与现有的模型相比, KIV模型具有较好的识别脑电信号的能力, 可为脑电识别提供帮助.     

基于小波分析的脑电密码计算方法

为有效提取脑电信号特征波,结合小波技术提出一种脑电特征波计算方法。对脑电信号进行小波分解,重构相关频段信号,提取特征波,并结合BP神经网络对其进行计算。实验结果表明,该方法有效,对3个受试者的平均识别率大于80%,适合残疾人等各种人群。     

基于混合编程的脑电定位的仿真计算

基于头皮电位的脑电(EEG)的研究是一种无创的脑科学研究方法之一,引起了众多学者的关注.本文提出了基于MATLAB与VC 混合编程的脑电定位仿真计算.利用了MATLAB强大的遗传算法工具箱和VC 界面编程容易和代码执行效率高的优点,进行了癫痫棘波脑电定位的实验,实验结果表明,采用混合编程的仿真计算极大的提高了编程效率,减少了运行时间.     

时域有限差分算法的并行实现

随着许多工程领域的计算量在不断加大，就提出了并行计算技术问题。而在目前高性能计算机系统中，最广泛使用的一种标准是MPI，它已成为一种并行程序的标准。MPI的理念就是需要将问题的并行求解算法转化为特定的适合并行计算模型的并行算法。麦克斯韦旋度方程的数值分析有多种方法，但其中的时域有限差分法是一种较好的方法。在用时域有限差分法进行数值计算时，需要进行大量的数据采集与计算。在这里，采用并行的方法给予实现，提高计算速度。     

An Efficient Finite Difference Method for The Time‐Delay Optimal Control Problems With Time‐Varying Delay

In this paper, an efficient finite difference method is presented for the solution of time‐delay optimal control problems with time‐varying delay in the state. By using the Pontryagin's maximum principle, the original time‐delay optimal control problem is first transformed into a system of coupled two‐point boundary value problems involving both delay and advance terms. Then the derived system is converted into a system of linear algebraic equations by using a second‐order finite difference formula and a Hermite interpolation polynomial for the first‐order derivatives and delay terms, respectively. The convergence analysis of the proposed approach is provided. The new scheme is also successful for the optimal control of time‐delay systems affected by external persistent disturbances. Numerical examples are included to demonstrate the validity and applicability of the new technique. Some comparative results are included to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

基于有限差分法的轨道电路时域分析

针对道床环境较恶劣时,在空间域难以区分轨道电路工作状态的问题,提出基于有限差分法的轨道电路时域解求解方法。利用偏微分方程数值解理论对轨道电路偏微分方程组进行离散,建立轨道电路的差分格式,并根据电压、电流在始端、终端的边界条件对调整态受电端时域电压响应进行分析,得到轨道电路的时域解。在不同初始电气参数下,通过算例仿真分析调整态受电端电压的变化情况,结果表明,所得时域解符合轨道电路的传输特性,可为轨道电路暂态分析提供理论依据。     

基于有限差分法的端部约束同轴圆柱壳的流致失稳分析

本文基于经典壳体和理想势流理论建立圆柱壳流固耦合系统的运动方程,并引入有限差分法(FDM)对运动方程进行离散.为将壳体表面的扰动压力离散到差分网格节点,基于差分离散的原理,提出了以分段函数作为基函数的展开方法.本文对结构与压力控制方程均采用FDM方法进行求解,发展了一种基于FDM的同轴圆柱壳流固耦合求解策略.首先,利用本文方法计算了同轴圆柱壳在静态流体环境中的振动频率,并与有限元软件(ANSYS)的计算结果相比较,验证了本文方法的正确性；然后,探究了在静流体环境中同轴圆柱壳的结构参数变化对其振动频率的影响规律；最后,研究了同轴圆柱壳系统在运动流体环境中的流弹失稳问题.     

利用改进粒子群算法优化ERT有限元模型*

为了提高电阻层析成像正问题计算精度,鉴于不同拓扑结构有限元模型对应的正问题计算精度不同,针对电阻层析成像有限元模型优化的特点,提出一种改进粒子群算法。新算法首先借鉴区间算法与轮盘赌选择生成粒子初始位置,并在算法迭代过程中采取改进精英策略以克服算法早熟收敛。仿真实验结果表明,新算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,满足电阻层析成像有限元模型优化的要求,可有效提高正问题计算精度。     

求解一类不可微优化问题的拟Powell方法

针对具有可微非线性约束的不可微非线性优化问题，分别定义一个子优化问题和相容非线性方程组求解问题，并利用相应的求解方法提供搜索方向，更新Ｐｏｗｅｌ方法的搜索方向，以极大地提高Ｐｏｗｅｌ方法的优化效率。算例表明了该方法的有效法。     

Higher Order May Be Better or May Not Be Better: Investigations with the FDEM (Finite Difference Element Method)

The FDEM program package is a black-box solver for nonlinear systems of elliptic and parabolic PDEs. A FDM of arbitrary consistency order q on an unstructured basic FEM mesh is used. With the difference formula of order q+2 an error estimate is computed. A sophisticated algorithm has been developed to generate reliable difference formulae of order q on an unstructured grid. Completely new is the usage of the error estimate to determine under such general conditions for each node i its individual optimal order q(i) out of the orders 2, 4, 6. This order control tells us that higher order may be better or may not be better, depending on the character of the solution and the used mesh.     

Front-Tracking Finite Difference Methods for the Valuation of American Options

This paper is concerned with the numerical solution of the American option valuation problem formulated as a parabolic free boundary/initial value model. We introduce and analyze a front-tracking finite difference method and compare it with other commonly used techniques. The numerical experiments performed indicate that the front-tracking method considered is an efficient alternative for approximating simultaneously the option value and free boundary functions associated with the valuation problem.     

Identification and Reconstruction of a Small Leak Zone in a Pipe by a Spectral Element Method

This paper deals with the identification of a zone permitting fluid to leak out of a drain. Using the analogy with crack identification by boundary measurements, we give uniqueness and stability results and we propose an algorithm for the numerical solution of the problem. Since the forward problem consists of a mixed boundary value problem with a strong anisotropy, we discretize it by a mortar spectral element method.