多点随机激励频响函数估计

本文以有限富氏变换为基础,讨论了多点随机激励频响函数估计的一般原理和各种可能的激励方案。提出了重叠取样的数据处理方法,以充分利用有限记录所包含的信息,提高估计精度。在微机PDP-11/23系统上编制了可用于多达6点激励的数据采集-数据处理-频响函数估计的功能较强的软件,可用于4种工作方式:(1)连续随机,(2)周期随机,(3)瞬态随机,(4)全相干激励。在自由-自由梁和玻璃钢蜂窝结构直升机尾桨上进行了试验研究。对连续随机激励进行了重叠取样处理,结果表明该方法切实可行。     

基于有限测点响应的结构动态响应计算

针对结构受多点平稳随机激励的动态响应问题,将虚拟激励法结合矩阵扩阶技术,提出了一种新的结构动态响应计算方法.无需确定结构所受平稳随机激励的具体值,将有限个测试自由度的响应功率谱矩阵进行谱分解,应用虚拟激励法将平稳随机振动问题转化为一个或若干个简谐振动问题;分析虚拟简谐振动方程,将计算模型按在试验模型上所有需监测自由度的规模进行缩聚,基于矩阵扩阶技术,将有限个测试自由度的动态响应扩阶得到试验模型上所有需监测自由度的动态响应.以欧洲航空研究科技组织的基准模型--GARTEUR飞机模型为例,计算结果与仿真测试数据的拟合性好,故验证了所提算法的可行有效性.     

特种包装产品公路运输环境振动室内模拟试验研究

研究特种包装产品在公路运输环境下的振动问题,室内模拟试验是有效的手段之一.随机振动响应分析方法应用于运输车系统在多点位移激励下的动力学响应研究,获得了车厢底板振动响应与公路路面不平度谱和行车速度之间的关系,建立了用路面不平度谱和行车速度描述的位移激励的试验条件等价转化方法;通过统计特征参数的比较分析,讨论了谐波叠加生成方法可以等价重现实际运输环境振动随机过程的技术合理性,并介绍了一种利用凸轮机械系统的运输环境室内模拟工程实现方法;针对某型号特种包装产品开展了运输环境室内模拟试验设计与实施,结果表明室内模拟试验能够较真实地重现公路运输环境振动和实现特种包装产品的运输环境振动考核.     

翼型曲面的压电振动除冰方法研究

以缩比后的翼型前缘曲面为研究对象,对压电振动除冰的方法进行了理论和实验研究。针对翼型曲面的特殊性,以有限元模型导出的翼型截面离散点为基础,设计了针对翼型曲面和不同压电元件尺寸下的压电元件可贴区域的求解算法,并通过五点共圆法和四点共圆法的理论思想得出翼型曲面各点切法向矢量的求解算法。针对翼型曲面研究了压电元件的布局规律。结果表明,翼型曲面结构下,压电元件的激励效果随着间距的增大而减弱,压电元件布置在振型波峰位置附近有最佳的激励效果。在粘贴接触面积一定的前提下,激励效果随着相对贴片数量的增加而减弱,而压电元件的贴片集中度越高,激励效果越好。实验得到了较好的除冰效果,验证了布局方式的可行性,同时除冰功率最大为69.77W·m-2,低于电热除冰系统所需功耗。     

非线性系统的频响函数分析

含减振器的惯性测量组合呈现出典型的非线性特征。建立了含立方刚度非线性的二自由度集中参数系统作为惯组机械传递率测试模型。用龙格库塔法求解出二自由度渐软非线性系统对随机激励的响应。比较了不同形式激励下系统的传递特征。结果表明自由度之间的耦合导致单维激励和多维激励的结果存在可观的差别。设计了惯组模拟件的典型试验,验证了仿真计算的结果。如若使结果偏保守,在同等的激励量级下,应当采用多维随机试验。     

结构非平稳随机响应分析的Newmark递推算法

基于经典的Ｎｅｗｍａｒｋ响应分析算法，民出了关于结构受随机激励下非平稳响应分析的直接积分步骤。所得到的非平稳随机响应协方差矩阵计算公式是递推性的，计算效率高，易于在计算机上实现。对所导出的算法的稳定性进行了讨论，导出了稳定性准则。给出的算例表明，所导出的步骤具有比传统方法高得多的计算效率。     

多维振动环境试验控制策略的分析基础

阐述了多维振动环境试验的控制原理和分析基础.提出了点激励和面激励的概念和多维面激励加速度谱矩阵与位移谱矩阵的转换关系.推导出振动台个数等于、多于和少于控制点数的三种情况的控制算法,问题的解分别是精确解、最小二乘解和最小摆动解.也介绍了总驱动功率达到最小的互谱相位控制方法.基于真实模拟使用环境的目标,讨论了工程应用中的应对策略.     

基于特征点互信息预配准的医学图像配准技术

基于最大互信息的医学图像配准算法近几年来成为医学图像处理领域的热点。由局部极值导致的寻优困难是困扰该算法的核心问题,混合优化算法成功地解决了互信息函数的寻优问题,但延长了配准时间。文中研究了互信息函数峰值周围的局部极值特征,提出安全区域的概念。利用特征点互信息理论,并结合多灰度级和多分辨率策略,提出一种基于混合优化算法寻优和特征点互信息预配准的改进型算法。经过模拟数据和实际数据配准实验证明,该算法在保证了配准精度的同时,提高了配准的速度,稳健性更强,具有临床推广价值。     

针对旋翼流场模拟的自适应网格算法

针对基于格心格式求解器的旋翼流场模拟,提出了相应的自适应笛卡尔网格的数据存储结构及自适应算法。给出了相应的单元处理策略,简化了对自适应笛卡尔网格的处理;对于频繁的自适应加密过程中产生的大量重复点,采用了高效的交替数字树算法(Alternating digital tree,ADT)予以删除;对于自适应疏化过程中产生的大量无用点,提出了标记-删除-移动(Mark,delete,move,MDM)算法予以快速地删除,减少了不必要的计算资源消耗。对CaradonnaTung旋翼在不同悬停状态下进行了模拟验证,对比了压力分布系数与桨尖涡位置。之后对HELISHAPE 7A旋翼在前飞情况下进行了模拟验证,计算值与实验值吻合。此外,求解器对桨尖涡的捕捉效果得到了明显的提高,表明本文方法具有良好的有效性与鲁棒性。     

高尔顿钉板试验的算法实现及分析

利用随机函数的生成值模拟小球下落事件的随机变量取值,给出了高尔顿钉板试验数值模拟,同时,也得到了当钉板排数n→∞时,大量小球落下后呈现的曲线几乎总是类似的,即近似于正态分布,达到了高尔顿钉板试验的算法实现及分析的目的。     

β-分布的渐近抽样法及其在计算机上的实现

迄今,在一般的随机模拟文献中,关于β分布的抽样主要讨论参数为正整数情形。本文借助于Polya罐子模型黑球比例数X_的极限分布为β—分布这一原理,提出了正有理参数β—分布的渐近抽样方法,给出了模拟算法,编制了程序。选取若干正有理数参数,在计算机上进行了随机模拟,产生了渐近于β—分布的随机数,并制成了随机数表。本文对其中一些样本应用各种统计方法进行了检验,结果表明,拟合性是非常好的。     

处理动边界问题的无网格/直角网格混合算法

把无网格/直角网格混合算法发展用于涉及动边界的非定常流动计算问题.采用无网格/直角网格混合算法,计算区域整体采用直角网格,只在物面附近嵌入局部无网格.对于动边界问题,本文让主体直角网格保持固定,用原混合算法中的局部无网格区跟随运动边界,使得动边界物面附近有不变的点云结构,避免了点云重构;无网格区与直角网格交界面随边界运动跟踪确定,由于主体基于直角网格,方便了交界面的跟踪.用发展的混合算法,结合非定常Euler方程双时间推进方法,先对翼型作俯仰振荡的非定常跨声速流动进行了数值模拟,计算结果与现有文献和实验数据进行了比较与验证;结合刚体运动方程,成功模拟了二维外挂物投放过程,算例展示出发展的混合算法适合处理大位移运动边界问题.     

非高斯多维随机振动分析

在文中介绍了用乘积模型表征非平稳非高斯随机振动的方法。在乘积公式中,载波控制自谱和互谱,调制波控制峭度和跌宕周期。一个计算模型用以模拟航天结构承受两点加速度激励的应力响应和累积损伤。计算结果表明两个模型适合用作非平稳非高斯多维随机振动的分析。     

外挂设备挂飞振动试验技术研究

某外挂设备提出了挂飞振动试验需求,由于产品具有较大尺寸与重量,实施难度大,而且该产品挂机耦合效应大,有必要在地面试验中进行模拟。本文通过设计专用结构支撑件来模拟挂飞边界,基于传递特性预估试验推力,并通过预试验制定合理控制方案,最后通过多点多轴激励进行试验考核,取得了很好的效果,该方法对挂飞设备试验应用具有较好的借鉴作用。     

一种基于鹰视觉的雾霾天气无人机编队目标检测方法（英文）

本文提出了一种仿鹰眼视觉特性的雾霾天气下无人机编队目标检测算法。通过模拟鹰视网膜中ON和OFF通路的视觉信号处理机制,对大气光与透射率的值进行估计从而复原雾霾图像。同时利用鹰视觉系统的颜色拮抗机制与对比度敏感函数提取除雾图像下的目标特征,模拟中央-周边结构感受野特性对特征进行整合,最后通过随机森林算法生成目标显著图以进行目标检测。实验结果表明本文提出的算法能够有效检测出雾霾天气下无人机编队场景中的无人机目标,与其他传统方法相比,本文算法具有更好的检测效果。     

基于联合检测-描述的火星表面特征提取方法

针对火星着陆光学导航过程中,传统的图像特征点提取算法在相机角度变化、光照条件变化等情况下,序列图像间的特征点提取与匹配鲁棒性差的问题,提出了基于卷积神经网络的联合检测-描述特征提取方法。首先,通过Blender获取模拟火星着陆过程的视频,使用稀疏重建方法,对模拟视频的图像和火星真实图像进行三维重建,建立了神经网络可用的训练数据集。然后搭建了卷积神经网络以处理图像数据,通过改进损失函数,联合特征描述符和特征检测器双重作用,获得了更准确的匹配结果。仿真结果表明,该方法在处理多视角、光照条件多变的火星表面图像方面,具有更好的特征提取结果,并在匹配测试阶段具备优于传统算法的性能。     

随机纹理图像的特征匹配鲁棒算法

针对三维外形测量以及表面位移、损伤、应变测量中的随机纹理图像,提出了一种特征匹配算法.该算法首先结合Harris角点探测和一个72维的角点特征描述向量,快速获取随机纹理图像对之间的粗匹配像点集合,然后通过灰度相关约束和视差梯度约束对粗匹配集合进行检验,剔除粗匹配集中的错误匹配.通过在误匹配剔除的过程中采用与粗匹配阶段相关联的自适应约束阈值,从而使最终的匹配结果不敏感地依赖于阈值参数的选取,而是在一个较大的取值范围内都能使最终结果在严格控制误匹配的前提下,得到足够多的正确匹配点对.通过实验对提出的方法进行了验证.     

用于非定常粘性流动计算的无网格算法(英文)

把无网格算法发展用于求解涉及动边界的非定常粘性流动问题。在处理粘性流动的布点问题时,通过在远离物面的区域采用无粘流动计算时所用的各向同性点云,而在物面附近引入各向异性点云,从而在保证物面法线方向布点较密以准确模拟边界层的同时,有效控制了布点总量,减少了计算时间。对于动边界问题,本文在上述方法获得的初始布点的基础上,采用基于扰动衰减规律的点云移动技术,快速得到物面运动到其他位置时流场求解所需点云。在所获得的点云上,采用一种带权系数的二次极小曲面逼近方法来离散Navier-Stokes方程的空间导数,权系数的引入使得流场求解时对各向同性点云和各向异性点云无需分开考虑,而是采用统一的求解方法,从而简化了编程求解。用发展的无网格算法,结合Navier-Stokes方程求解双时间推进方法,并耦合Spalart-Allmaras湍流模型,先成功地模拟出NLR7301翼型后缘摆动诱发的非定常流,并通过与实验比较,验证了本方法.接着进行了NACA0012失速模拟,给出了动态失速过程,展示出用本文方法处理复杂动边界问题的效果。     

基于随机有限元的导弹振动环境试验设计研究

针对传统方法制定出的试验条件余量未知的缺点,本文研究了基于随机有限元的导弹振动环境试验条件设计方法。首先,给出了研究方案。其次,为了使用基于传递特性方法预示振动响应,基于导弹梁模型,研究了自主飞行过程中外部气动噪声激励模式对动态响应传递特性的影响,确定了模拟导弹自由飞行过程的动态响应传递特性计算方法。最后,通过算例研究了使用随机有限元方法模拟结构偏差引起的结构动特性变异,并且对比了最高预示环境计算方法的传统方法和本文方法。研究发现,本文方法不仅可以考虑结构各偏差对动特性的影响,另外可以克服传统方法中余量可靠性未知的缺点。     

Euler方程无网格算法及布点技术

研究了Bitina的显式无网格算法。在该算法的基础上,给出了Euler方程无网格离散形式,运用RungeKutta显式时间推进格式推进求解。文中的耗散项采用了与非结构网格上类似的守恒型耗散算子,边界条件的处理借鉴了结构化网格处理技术。此外,本文还描述了一种区域离散布点方法,研究了点云生成的选点准则,并成功地数值模拟了二维翼型的典型绕流。