基于超材料结构的悬臂梁水听器设计

悬臂梁水听器可在谐振频段接收低频水声信号,相比传统水听器,其不仅能提升灵敏度,还可获得更优越的探测性能,在海洋工程领域具有广阔的应用前景。该文基于声学超材料设计了一种新的悬臂梁水听器,研究了声学超材料的负等效原理及材料参数对谐振频率的影响,获得了降低悬臂梁水听器谐振频率的方法。在此基础上分析了单纯铜梁、三层铜-橡胶梁、五层铜-橡胶梁的一阶固有频率,并结合实际使用需求选用三层复合结构完成超材料悬臂梁水听器的设计。仿真分析结果表明,在相同尺寸情况下,该文设计的水听器比传统悬臂梁水听器具有更低的谐振频率。     

基于PCI总线的高速信号采集卡设计

利用PCI总线的高速传输特性，设计基于PCI总线的多路A／D、D／A转换信号采集卡，可以满足高速转换下的数据传输要求。在采集卡上，利用CPLD芯片实现各种控制功能。PCI信号采集卡以中断方式和PC机进行数据传输，使PCI总线的高速特性得到完全发挥。通过对PCI中断的时间间隔和FIFO的容量进行分析，可以得出PCI采集板的极限转换速率。     

基于无偏最小方差估计算法的分布式CFAR检测

为了提高分布式CFAR检测的性能,文中研究采用无偏最小方差估计（UMVE）CFAR作为局部检测器的分布式CFAR系统。文中推导出采用＂与＂融合和＂或＂融合准则时分布式UMVE-CFAR的目标函数和参数优化方程。并将其与CA,OS等经典分布式CFAR检测进行了性能比较,结果表明,分布式UMVE在均匀背景和多目标环境下具有比分布式OS更好的性能,在杂波边缘环境中的性能则稍逊于分布式OS-CFAR。     

475 mm特厚板坯连铸结晶器浸入式水口优化数值模拟研究

特厚板坯连铸技术主要应用于特种装备制造领域,市场需求量较大。浸入式水口的结构是决定结晶器中流场流动行为的关键因素。本研究通过建立三维数值模型,研究浸入式水口侧孔倾角对475 mm特厚板坯结晶器内流场流动行为、温度场和凝固坯壳分布的影响。结果表明,水口侧孔倾角对钢液流动行为影响显著：当侧孔倾角由-20°调整至-10°时,射流冲击深度由660 mm减小至545 mm,结晶器自由液面平均温度升高4 K;此外,侧孔倾角的减小使凝固坯壳尤其是窄面坯壳厚度增加6 mm。综合考虑,当水口侧孔倾角为-10°时,结晶器性能最佳,此时的液面流动较活跃,结晶器保护渣和液面之间的传热性良好,出口处的壳体厚度均匀,足以满足生产需要,可有效避免漏钢现象发生。     

基于二阶锥规划的非均匀线列阵优化波束形成

针对常规Chebyshev方法只能应用于均匀线列阵恒定旁瓣级优化波束形成的问题,提出基于二阶锥规划的非均匀线列阵恒定旁瓣级优化波束形成方法.该方法根据波束形成器在期望信号方向无失真响应和旁瓣级恒定条件下最小化波束噪声输出功率的准则来设计优化波束形成.这种优化波束形成问题可以通过数学变换转化为标准二阶锥规划形式进行求解.仿真结果表明,通过选取合适的旁瓣约束范围,所提方法对于均匀线列阵和非均匀线列阵均可以取得理想的恒定旁瓣级优化波束形成结果.     

一种基于NSCT变换的超声图像降噪新算法

为有效抑制超声仪器成像中固有的斑点噪声,提出了一种基于非降采样Contourlet变换(nonsubsampled Contourlettransform,NSCT)域中边缘信号系数区提取和最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)估计的超声图像的降噪算法。根据NSCT变换的细节信息刻画能力和平移不变性,对其各高频子带中系数进行分类,提取出边缘信号和平缓信号系数区;对超声图像的乘性斑点噪声进行推导研究,在边缘信号系数区和平缓信号系数区,根据各自噪声项的性质分别得出满足贝叶斯最小均方误差估计的降噪滤波方程;最后,对降噪后的系数进行NSCT反变换重建得到降噪图像。仿真图像和临床超声图像的实验结果证实,该算法与传统方法相比,不但能更有效地对斑点噪声进行抑制,也更好地保留了图像的细节信息。     

结晶器电磁搅拌对475 mm特厚板坯表层大颗粒夹杂物控制研究

特厚板坯已成为基础建设所依赖的重要钢铁材料,广泛应用于军用和民用领域。铸坯表层大颗粒夹杂物是影响铸坯质量的关键因素之一。在475 mm特厚板坯连铸生产过程中,为探究结晶器电磁搅拌(M-EMS)对铸坯表层夹杂物的影响,进行有M-EMS和无M-EMS的对比试验。采用无水电解法提取试样中的大颗粒夹杂物,计算其数量密度和质量密度。结果表明,与无M-EMS时相比,有M-EMS时铸坯表层各尺寸夹杂物质量密度和数量密度均明显减小,其中,尺寸大于150μm的大颗粒夹杂物减少幅度最大,质量密度由3.817 mg/kg减小至1.511 mg/kg,表明M-EMS能有效控制特厚板坯表层大颗粒夹杂物。对夹杂物进行成分分析,结果表明,夹杂物的来源可能是生产过程中产生的脱氧产物(Al₂O₃-Si O₂或单一的Al₂O₃)、浇注过程中卷入的保护渣(含有Na₂O)以及由于钢水冲刷落入钢液中的耐火材料。     

基于有序统计和自动删除平均的最大选择恒虚警检测器

基于有序统计(OS)方法和自动删除单元平均(ACCA)方法提出一种新的恒虚警检测器(OSACGO)以提高CFAR检测的性能,它采用OS和ACCA产生两个局部估计,然后取二者中最大值作为背景功率水平估计,从而设置自适应检测门限.在SwerlingⅡ型目标假设下,推导出OSACGO在均匀背景下虚警概率Pfa的解析表达式.通过与其它现有方案进行比较,结果表明在均匀背景及多目标和杂波边缘引起的非均匀背景中,OSACGO均具有相当好的检测性能,而它的样本排序时间只有OS和ACCA的一半.     

基于水平集的弱边缘医学超声图像分割算法

图像分割在医学超声图像的定量、定性分析中均扮演着重要的角色,并直接影响到后续的分析、处理工作。但在医学超声图像中,待分割的图像目标经常包括弱边缘,这为利用传统图像分割算法对目标进行分割带来了困难。本文通过对Chan-Vese水平集方法进行研究,利用零水平集曲线的平均边缘能量来对其演化速度进行控制,实现了对图像中目标弱边缘的检测。本文方法在对包含弱边缘的医学超声图像进行分割时,得到了很好的效果。