面向地震应急响应的互联网信息处理

近年来国内外地震灾害给人类的生命财产造成了巨大损失。海量的互联网地震灾情信息可为应急响应和及时救援提供决策支持的依据,因此互联网灾情信息高效快速处理需求迫切。针对地震互联网灾情信息处理的研究,定义了地震事件模型、网页对象模型等,用极限方法定义Web信息收敛性,刻画了互联网灾情信息传播特点。根据灾情信息时效性特点,提出了一种支持动态收敛性的Web信息抽取算法,完成互联网灾情信息提取。提出一种针对灾害信息随时间的变化进行时序统计的方法,形成信息统计报告,为制定救援决策提供依据。设计并实现了面向地震应急响应的互联网信息智能处理系统,并进行了工程实践验证。     

工程结构中异质薄层动力响应的 等效界面模型

研究了含异质薄层无限长弹性杆的动力响应问题, 采用了3种弹性薄层等效界面模型: 简单弹簧模型、考虑质量的弹簧模型和改进的弹簧模型. 后2种模型有效地模拟了杆的动力响应: 纵波的反射系数和透射系数在相当宽的低频范围内与理论值符合得很好. 提出的改进的弹簧模型既有简单弹簧模型的简单形式, 又包括了薄层惯性的影响, 比一般考虑质量的弹簧模型更加优越.      

基于响应面方法的印制电路板模型修正

近年来,基于响应面的优化分析技术被用于有限元模型修正.给出了基于响应面方法的印制电路板(PCB,Printed Circuit Board)模型修正过程.首先利用ANSYS计算PCB的前6阶模态频率并与模态试验结果进行相关性分析;然后分别利用有限元分析和模态试验的前3阶模态频率构造3个目标函数,再利用前6阶共振频率的残差平方和构造第4个目标函数,每个共振频率的权重相同;最后利用多目标函数遗传算法进行优化分析,使得4个目标函数最小化.给出了一个案例对上述的修正过程进行了阐述.分析结果表明,基于响应面的模型修正技术可用于改善PCB的有限元模型,且可利用已有的商业有限元软件直接进行分析,易于工程应用.      

基于响应面优化的结构有限元模型修正

针对结构有限元分析中模型精度低的问题,提出了响应面优化的模型修正方法.利用优化拉丁方试验设计样本点,F值检验筛选出修正参数构造不完全4阶多项式响应面并检验响应面有效性.引入遗传算法以响应面计算值与试验值的残差为目标来优化修正参数,将修正值代入初始模型中得到修正模型.三自由度系统数值算例,验证了模型中参数准确、参数不存在和参数有误差3种工况下,响应面优化方法的模型修正能力.以GARTEUR飞机模型为对象,筛选显著性参数进行模型修正,结果表明修正后模型不但在修正频段和预测频段具有良好的复现和预测能力,还能预测结构局部修改后的频率,证实了经过参数筛选后响应面优化的模型修正有效性.     

一种面向嵌入式系统的多模型集中存储方法

随着软件安全性的重要性日益增长,使用模型驱动的方法进行软件开发越来越受到重视。针对目前存在跨域模型的集成障碍,提出了一种基于元建模技术提取多视角模型信息进行存储的方法,并详细阐述了针对AADL、SysML、Simulink三种建模语言设计的建模元素解析、集成描述文件生成的方法框架。实验结果表明:按照所提方法实现的模型仓库能够准确提取出不同视角模型间的集成相关信息,在能够正确存储、查询的条件下,实现的元素数量覆盖率均在90%以上。      

基于全通道耦合特征模型的高超飞行器控制研究

建立了"类X-20"高超声速飞行器的动力学模型,针对攻角、侧滑角和滚转角三通道之间的强耦合性,提出了一种同时考虑状态耦合和输入耦合的全通道耦合特征模型,基于此特征模型设计由多输入多输出黄金分割自适应控制律、微分控制律和积分控制律相结合的组合控制器.最后,分别对精确模型和干扰模型进行仿真,验证控制器的跟踪能力及鲁棒性,并与单通道控制器比较,结果表明全通道耦合特征模型控制器在高超声速飞行器姿态控制方面具有明显优越性.     

潜艇应急燃气吹除过程的理论分析及实验验证

通过对燃气吹除压载水舱过程进行热力学分析,确立了考虑相变产生水蒸气情况下燃气吹除过程的能量方程、质量方程和气体状态方程,推导并建立了压载水舱吹除过程的数理模型.进行了潜艇应急燃气吹除系统的小比例模型原理实验,模拟了水下100m深度时燃气吹除的排水性能与规律以及燃气吹除过程中的主要性能参数变化情况,并对影响吹除效率的各种因素进行了分析.实验结果与所建立的潜艇应急燃气吹除过程数理模型的仿真结果进行了对比验证,结果表明,通过热力学方法建立的用于燃气吹除过程的工程计算数理模型与实际实验情况符合较好,可用于燃气应急吹除系统的设计及优化.     

基于动力学递推算法的绳系卫星系统刚柔耦合多体模型

利用动力学递推算法建立了空间绳系卫星系统(TSS)的铰接柔性杆动力学模型.所研究的绳系系统包含两颗刚体绳端卫星和一段连接两颗卫星的柔绳,柔绳离散为一系列球铰连接的弹性杆,考虑杆不均匀的纵向一维形变,并利用球铰的运动模拟柔绳的弯曲和扭转;然后基于递推算法推导得出了该刚柔混合离散模型的动力学方程.数值仿真结果表明:所建立的绳系卫星系统模型能够很好地模拟空间系绳的各向摆振和扭转,此外,递推算法的引入能够有效地减少离散模型动力学方程的维数,从而大幅减少计算量.      

应急任务响应时间最优的多星成像规划方法

针对优化多星应急成像任务规划的响应时间问题进行了研究。为避免优先规划应急任务对任务总收益的影响,提出一种优化应急任务响应时间的同时兼顾任务总收益的多星成像规划方法。首先,针对综合考虑应急任务和常规任务的多星成像规划特点,建立两级目标优化的约束满足模型;其次,将模型求解过程分解为任务时间窗选择和单轨动态规划两个部分,基于自适应免疫算法对时间窗选择进行优化,同时设计前向动态规划算法确定卫星单轨最优观测路径;最后,对所设计算法的性能进行了测试,并与其他算法进行了对比。仿真结果表明本文方法能够保证应急任务响应时间最优,并同时具备较高的任务总收益,适合于求解大规模的多星成像规划问题。     

转子系统碰摩约束模型与振动响应分析

针对转静子碰摩的典型力学特征,从碰摩对转子产生附加约束的角度提出了碰摩力学模型,基于该约束模型,分析了转子系统碰摩过程中的共振区间扩展、振幅跃迁与不稳定接触等响应特征与机理.研究了力学特征参数对转子碰摩振动响应的影响,结果表明附加约束刚度提升使得系统共振区间与不稳定接触区间增大,而转静子间摩擦系数升高造成系统共振区间减小与振动响应幅值的降低.建立了具有航空发动机结构特征的碰摩分析模型,仿真结果表明,除碰摩约束造成的共振区间扩展外,具有结构特征的转子碰摩响应还与碰摩位置及模态振型密切相关.碰摩程度较轻时,转子瞬态响应表现出拟周期振动的特点,而碰摩程度严重时,转子运动趋向不稳定,响应特征更接近约束模型.      

基于构件的模型库和方法库的设计和实现

在智能决策支持系统开发环境的分析和设计的过程中,提出了实现此开发环境的一种设计原理和系统结构,讨论了在决策支持系统设计建模中的模型库和方法库的设计和实现,在对分布式对象技术和对象建模技术分析的基础上,给出了基于对象建模技术和构件对象模型技术的模型库和方法库的分析、设计和实现.     

高空模拟试验应急管理的Petri网建模及应用

针对我国高空模拟试验的应急管理,构建了一个应急管理工作流策略,并对这个策略进行了Petri网建模.这个模型主要包括应急停车程序和紧急停车程序.应急停车程序以保证被试发动机与试验设备的安全、同时兼顾快速停车为目标,所以主要由一些串行处理环节组成;而紧急停车程序则以快速停车为目标,所以以并行处理环节为主.模型的分析表明:模型具有可达性、合理性、自由选择性、良构性和S可覆盖性.根据这个模型,对某发动机在高空模拟试验时的应急管理进行了演练,获得了完成各个变迁需要的响应时间.分析这些时间数据,找到了在紧急停车程序的应急管理操作中影响整体应急响应时间的关键环节.同时发现,在应急停车程序中,可以根据应急事件的分级在保证发动机和试验设备的安全与应急响应时间之间找到一个折中,最大化应急管理的效果.应急程序的修改和应急培训有效地减少了关键环节的应急响应时间.     

结构动力学模型修正的一种参数型方法

从连续系统出发,利用应力-应变关系和惯性力公式推导出一种能量范数的本构关系误差公式,用它来构造结构动力学模型修正问题的数学模型;然后根据系统的稳态位移响应,通过一个迭代过程来求解.参数的估算与不完整的实验数据的扩充相互耦合,引入扰动项来反映参数的改变对扩充的影响.仿真算例对实验数据精确和有噪声2种情况进行了研究,结果表明方法合理、可行.      

Fault rupture model of the 2008 Dangxiong (Tibet,China) Mw 6.3 earthquake from Envisat and ALOS data

On October 6, 2008, an Mw 6.3 earthquake occurred in Dangxiong county, southern Tibetan Plateau. In this study, Synthetic Aperture Radar (SAR) images from Envisat ASAR C-band descending Track 176 and ALOS PALSAR L-band ascending Track 500 are processed to generate the coseismic deformation caused by the earthquake. To estimate the source model, a downhill simplex non-linear inversion method is used to determine the fault rupture geometry, and an automatic fault discretization technique is employed to divide the fault plane to construct the optimal slip model, in which the uncertainties of the fault parameters are assessed by a Monte Carlo method. The inversion results show that the earthquake strikes almost south–north and has a normal faulting focal mechanism with rake angle and slip of −111.7° and 1.33 m, respectively. Peak slip of 2.15 m is located at a depth of 7.5 km. The estimated geodetic moment is 4.06 × 10¹⁸ N m (Mw 6.37), 71.2% of which is released in the depth range 4.5–11 km. The slip model suggests that coseismic slip also takes place at some fault patches near the earth’s surface and postseismic afterslip occurs below the coseismic rupture area after the earthquake.     

A time-frequency analysis of the thermal radiation background anomalies caused by large earthquakes: A case study of the Wenchuan 8.0 earthquake

Strong earthquakes have an impact on the regional thermal radiation background, which has been both observed and confirmed. This effect produces anomalies in the thermal radiation background (TRBA) and increases the difficulty of extracting a thermal radiation anomaly (TRA) that is associated with an earthquake occurring during the same time period. The extraction and identification of such anomalies has been ignored by previous studies. In this study, we investigate the time-frequency analysis (TFA) method, together with the wavelet filtering of the Daubechies method and the relative power spectrum analysis of the Fourier Welch method to extract and analyse the TRBA caused by the 2008 Wenchuan Ms 8.0 earthquake and the TRA of the 2013 Minxian-Zhangxian Ms 6.6 earthquake using data concerning the brightness temperature of a black body (TBB) from the Fengyun-2 series of geostationary meteorological satellites developed by China. The result showed that this method can effectively extract and analyse the TRBA caused by the Wenchuan earthquake and the TRA of the Minxian-Zhangxian earthquake form a complex background environment. Furthermore, we discussed the impact of the earthquake on the TRBA and segmented the process. The impact is mainly reflected by three aspects; the characteristic period of the TRBA changes, the TRBA occurs at the same time every year, which is identical to the time at which the earthquake anomaly occurred, and the impact process is in stages. We also summarized the correlation between the characteristic parameters of a TRA and the regional thermal radiation background, geography, and climatic factors.     

弹性飞机货物投放动响应分析

重型货物的投放会引起飞机严重的动力学载荷.激励载荷具有较宽的频带,能激起较多弹性模态的振动,而这种动响应可能被气动弹性效应变得更大.为此建立了弹性飞机重型货物投放动响应分析方法.同时考虑飞机的刚体运动和弹性振动模态,应用能量法建立了弹性飞机的刚弹性耦合动力学方程.应用气动力有理函数拟合技术,建立了货物投放动力学的状态空间方程.以静气动弹性配平结果为初始条件,对状态空间方程进行数值积分得到货物投放动响应.以某型运输机为例进行了无控和有控情况的响应分析,并研究了不同质量货物的投放对飞机动响应的影响.数值分析结果表明:弹性飞机比起刚体飞机会引起更为剧烈的货物投放响应;货物质量直接影响空投动响应的剧烈程度;对于无高度稳定的飞机,货物投放会引起飞行高度的降低.      

IDSS中数据仓库和数据挖掘的研究与实现

讨论了数据仓库、数据库知识发现和分布式对象的概念和技术,提出了一种集成化的IDSS(Intelligence Decision Support Systems)的开发环境,将传统的DSS四库结构与数据仓库相结合,把数据挖掘作为一种特殊的模型应用于数据库中的知识发现.同时,在系统实现上采用分布式对象技术,实现接口规范和应用程序相分离.最后进一步对数据仓库的设计与实现及数据库知识发现的设计与实现进行了介绍.