基于隐函数模型的光学微腔传输光谱拟合算法

光学微腔品质因子高、灵敏度高,在精密生物传感方面有广阔的应用前景。针对洛伦兹拟合算法不能很好地拟合光学微腔输出端非对称波形和劈裂模式波形的问题,提出了隐函数模型算法。该算法首先建立模板波形,然后经平移、放缩理论实现模板波形操作,利用Levenberg-Marquardt (LM)算法优化参数值,能够实现对称波形、非对称波形和劈裂模式波形数据拟合。通过搭建光学微腔数据采集系统,采用高斯、洛伦兹和隐函数模型算法对不同折射率溶液的实验数据进行拟合。结果表明：隐函数模型算法比前两种算法的MSE低1个数量级,且拟合优度(R2)达到了0.99,拟合效果较好;隐函数模型算法谐振频率误差最小,谐振频率偏移量最大,对应的灵敏度最高,有利于提高光学微腔灵敏度。     

Analysis of PC6 window function using fractional Fourier transform

Fractional Fourier transform (FRFT) is a linear transform generalizing Fourier transform (FT) that plays an important role in the field of signal processing and analysis. FRFT contains an adjustable parameter α, which it rotates the signal in the time frequency plane and represents the signal in an intermediate domain between time and frequency. FRFT provides a measure about the angular distribution of signal's energy in time frequency plane. FT is a special case of FRFT when angle α is equal to π/2. This paper presents mathematical model for obtaining FRFT of PC6 window function. The different parameters of this window function are also obtained with the help of simulation results. A comparison of window function parameters is presented using FT and FRFT. Also comparison of this window function with Hanning window function is presented in terms of Side Lobe Fall off Rate (SLFOR). For different values of FRFT order, PC6 window function shows variation in different parameters. Thus by changing the FRFT order, the minimum stop band attenuation of the resulting window function can be controlled.     

红外材料低温热膨胀系数测量方案及其精度分析

为了实现低温真空环境下红外材料热膨胀系数的高精度测量,提出了一种固体材料低温热膨胀系数的测量方案。本方案基于自准直原理,设计了一种测微结构,建立起了结构变形与角度的关系,并推导出热膨胀系数测量公式。利用测量公式,从理论上分析了该方案的测量误差传递函数关系,并利用误差灵敏度函数对红外材料低温热膨胀系数测量装置的设计精度进行了分析,最后通过计算得到了该方案的测量相对误差。结果表明,测量的热膨胀系数相对误差仅为0.76%,满足纳米级测量要求。     

排土场粒度分布与干涉区的分形特征研究

运用分形统计技术手段分析了排土场的物料分异规律,并对料堆间的干涉作用进行了研究。研究表明排土场料堆粒度分布具有良好的分形结构,从底部到顶部分形维度逐渐增大,岩石粒径逐渐变细;水平方向上具有粗细交替的现象;由外向内具有粗粒含量降低,细粒含量增高的特征。受干涉作用影响,干扰区呈二重分形特征,且岩石长轴方向均向水平低角度方向靠拢。对排土场分形特征的分析为研究其变形、破坏、滑坡、泥石流、滚石等灾害提了重要的理论依据。     

考虑除尘器箱体墙板-立柱协同受力时立柱再横向荷载作用下的内力计算

在箱式钢结构中起主要承载作用的侧面墙板-立柱结构体系中,受墙板蒙皮支撑作用的高强钢立柱,其残余应力分布受与墙板焊接连接过程影响,与独立工作焊接H形截面构件有较大差异。为研究Q235钢墙板—Q460高强钢立柱结构体系的残余应力分布规律,采用盲孔法对6个结构体系试件和2个独立Q460高强钢焊接H形截面试件进行了试验研究。基于测量数据,得到了所有试件的全截面残余应力分布,分析了墙板与立柱焊接连接、截面尺寸等因素对残余应力分布的影响,并研究了截面各板件间残余应力的相互影响及自平衡性。结果表明：立柱与墙板的焊接在一定程度上降低了立柱后翼缘中部的最大残余拉应力,减小了后翼缘残余压应力的分布范围,对前翼缘和腹板无明显影响;残余拉应力幅值与截面尺寸无直接关系,残余压应力随着板件宽厚比的增大而减小;各板件间残余应力存在相互影响作用,前翼缘、腹板以及后翼缘与墙板组合板件这3部分分别满足自平衡。提出了适用于Q235钢墙板—Q460高强钢立柱结构体系的较为准确和安全的残余应力分布数学模型,为后续研究受墙板蒙皮支撑的高强钢立柱稳定性奠定基础。     

井下避难硐室压风供氧分布规律研究

为实现避难硐室内良好生存环境,提高人员生存环境质量,并为今后避难硐室的设计提供指导性依据,基于数值模拟软件FLUENT仿真平台,以压风供氧方式下的避难硐室生存区为研究对象,对主要扰动源进行分析,建立两种压风供氧管路方案下的避难硐室三维模型.通过控制方程组、RNG k-ε湍流模型、有限容积离散方法和SIMPLE算法相结合的方式,实现避难硐室空气分布可视化.得出在压风供氧下,以九个布气孔弥散式均匀布气的管道布置及尺寸设计最优方案,以及硐室内氧气和二氧化碳体积分数的主要分布规律.通过现场载人试验验证了数值模拟的可靠性.     

Self-adaptive Green-Ampt infiltration parameters obtained from measured moisture processes

The Green-Ampt(G-A) infiltration model(i.e., the G-A model) is often used to characterize the infiltration process in hydrology. The parameters of the G-A model are critical in applications for the prediction of infiltration and associated rainfall-runoff processes. Previous approaches to determining the G-A parameters have depended on pedotransfer functions(PTFs) or estimates from experimental results, usually without providing optimum values. In this study, rainfall simulators with soil moisture measurements were used to generate rainfall in various experimental plots. Observed runoff data and soil moisture dynamic data were jointly used to yield the infiltration processes, and an improved self-adaptive method was used to optimize the G-A parameters for various types of soil under different rainfall conditions. The two G-A parameters, i.e., the effective hydraulic conductivity and the effective capillary drive at the wetting front, were determined simultaneously to describe the relationships between rainfall, runoff, and infiltration processes. Through a designed experiment, the method for determining the GA parameters was proved to be reliable in reflecting the effects of pedologic background in G-A type infiltration cases and deriving the optimum G-A parameters. Unlike PTF methods, this approach estimates the G-A parameters directly from infiltration curves obtained from rainfall simulation experiments so that it can be used to determine site-specific parameters. This study provides a self-adaptive method of optimizing the G-A parameters through designed field experiments. The parameters derived from field-measured rainfall-infiltration processes are more reliable and applicable to hydrological models.     

基于样本分布与熵的数值型属性离散化

连续属性的离散化是数据预处理的重要工作。论文分析了基于熵的离散化方法的不足,从估计训练样本的概率分布的角度出发,提出基于样本分布与熵相结合的处理数值型属性的方法。基于UCI数据的实验结果表明,该方法不仅具有比较好的判决精度,而且具有更快的计算速度。     

引导交叉——一种新的遗传交叉策略

介绍了遗传算法的优化方法,在已经存在的交叉算子上提出了一种新的交叉算子——引导交叉,它结合了异位交叉和等位交叉的特点,并加入个体反码表示形式,在执行交叉操作前有一个自适应的选择交叉方式的判断,给出了5组不同的测试函数的仿真实验。实验结果表明,引导交叉算子可比其他交叉算子更有效地提高遗传算法的收敛性,且易于找到全局最优解。     

尘埃等离子体的谐振问题研究

航天飞机通过电离层时,喷焰提供了相较于周围等离子体的高速中性气体,与背景电离层中的O⁺离子交换电荷,产生环形离子分布(也称Bump-on-tail分布),这将对非相干散射雷达(incoherent scattering radar, ISR)谱产生显著影响. 基于尘埃等离子体非相干散射理论,建立了固体火箭喷焰早期离子Bump-on-tail分布的非相干散射模型,模拟并分析了尘埃掺杂和分布函数对非相干散射谱的影响,进而对其响应机制进行了解释. 结果表明,尘埃组分的引入增强了离子谱,分布函数对离子谱线的影响则与生成等离子体的谐振频率有着密切关系. 该研究对于理解自然等离子体和人工等离子体的物理性质都具有重要意义.