水土侵蚀过程分析的小波精细积分法

将小波配置方法和精细积分方法相结合,提出了一种对水土侵蚀模型进行数值分析的新方法——小波精细积分法。与传统的有限元方法相比,本文方法属于半解析方法,对时间步长不敏感,可有效提高计算效率。数值分析结果表明了该方法的有效性。     

基于三维小波变换的农机CAD模型特征提取与评价方法

为提高三维CAD模型特征提取准确度,满足农业机械制造领域CAD模型智能化检索需求,提出一种三维CAD模型的特征提取与评价方法。首先对农业机械模型库中三维模型进行平移归一化、旋转归一化、尺度归一化处理,规范化后的CAD模型进行三维离散小波变换,CAD模型经过单层三维小波变换后被表示为8个维度的频域系数子空间;然后对低频子空间LxLyLz进行二次小波变换,二层级小波变换后单个CAD模型被分解为15个特征量,采用AHP层次分析法确定不同频域空间特征量权重,以距离度量法定义含有权重系数的相似性度量值,完成不同模型间特征提取及相似性比较,计算并建立三维CAD模型频域特征索引表;最后以VS2010与Matlab 2016b为开发环境,以Open Cascade为几何造型平台,使用ESB通用模型库及农业机械零部件参数化模型库验证算法有效性。在ESB模型库中T型零件检索结果表明,在保持相同查准率条件下,本文小波变换算法排序误差更小。拨禾轮CAD模型检索结果显示,相似性评价度量方法不仅考虑模型的形态相似性,同时兼顾了应用领域语义相似性,算法实用性高。农机装配体检索实例应用结果表明,借助本文检索算法,可从海量模型库中检索出所需模型,根据实际设计要求对检索出的相似模型进行编辑和修改,可快速完成零部件模块化设计。三维小波变换检索算法查准率受小波函数性质影响,coif类小波函数具有较强的检索适用性,层次分析法能有效区分不同分解层权重,二层级小波变换能够达到现阶段机械零件模型检索精度要求。小波变换设计重用检索算法可满足模型检索设计需求,拓宽设计者设计思路,促进智能化设计。     

基于双参数和Morlet多时间尺度特性的冬小麦单产估测

为进一步研究冬小麦在不同时间尺度下长势及产量变化情况,以陕西省关中平原为研究区域,选择与作物长势密切相关的条件植被温度指数（VTCI）和叶面积指数（LAI）作为研究指数,Morlet小波作为函数,利用小波变换和交叉小波变换分别分析不同时间尺度下冬小麦各生育时期VTCI和LAI与单产时间序列间的主振荡周期和共振周期。通过计算小波互相关度,确定各生育时期VTCI和LAI的权重,从而分别构建基于加权VTCI、加权LAI的单参数和双参数估产模型。结果表明,不同生育时期VTCI和LAI与单产间存在不同的主振荡周期和共振周期;通过小波变换构建的基于加权VTCI、加权LAI单产估测模型的归一化均方根误差（NRMSE）分别为16.88%、13.58%,决定系数（R2）分别为0.259、0.520,基于双参数的估产模型NRMSE为13.52%, R2为0.531,表明基于双参数估产模型精度更高。通过交叉小波变换构建的基于加权VTCI、加权LAI单产估测模型的NRMSE分别为16.83%、13.56%,R2分别为0.263、0.522,基于双参数的估产模型NRMSE为13.40%,R2为0.533,表明基于交叉小波构建的估产模型比基于小波变换的估产模型精度均有所提高。利用共振周期构建的双参数估产模型对关中平原2011—2018年冬小麦的单产进行估测,结果显示,产量分布呈现西部高东部低的空间分布特征。     

小波神经网络在电力系统月度负荷

在研究了电力月负荷特性的基础上提出了一种新型的月度负荷预测模型——小波神经网络负荷预测模型。该模型以非线性小波基为神经元函数，通过伸缩因子和平移因子计算小波基函数合成的小波网络，以横向和纵向历史负荷数据作为输入神经元，采用基于BP(back propagation)算法的网络自调整算法，同时还采取自判断调整步长的方法，使得跨过局部极小点的同时还加快了收敛速度。该网络不但能达到全局最优的逼近效果，还能有效地克服了人工神经元网络学习速度慢、难以合理确定网络结构、存在局部极小点的固有缺陷。应用该模型预测我国某地区月负荷，结果表明，该模型预报精度高，自适应性好，收敛速度也明显快于单纯的神经网络。     

基于ANSYS的混凝土坝优化设计

根据混凝土坝的几何特征和设计要求确定优化设计变量、约束条件和目标函数,提出基于ANSYS软件的参数化设计语言（APDL）来编制程序,以实现混凝土坝的有限元体形优化设计。不同坝体都有反映其几何形状的特征参数,把这些特征参数作为设计变量,在有限元程序中由这些设计变量和一些已知参数建立坝体和相应地基的有限元模型,并把坝体体积作为目标函数,然后调用ANSYS软件的优化模块,以有限元模型为基础,根据约束条件不断对设计变量进行调整计算,直到坝体体积最后收敛于某一极小值,此时这一目标函数所对应的设计变量即为最优解,从而实现混凝土坝的体形优化设计。在实例中按照这种设计思路,分别对重力坝和拱坝进行了优化设计,计算结果表明该优化设计方法直观、合理。     

遥感影像的自适应小波精细积分降噪方法

针对遥感影像数据量大、应用精度较高的图像降噪变分法处理时计算效率较低的问题,基于quasi-Shannon小波构造了一种二维自适应小波插值算子,并和精细积分法相结合建立了求解二维偏微分方程自适应小波精细积分方法。利用小波变换的多尺度自适应性和精细积分方法的高精度有效提高了图像降噪变分法的求解效率,从而可实现较大遥感影像的降噪处理。     

用于随机振动分析的小波数值方法

FPK方程是随机振动动态响应概率密度函数的控制方程。提出了一种计算FPK方程稳态解的小波数值方法，详细推导了FPK方程的拟Shannon小波配点法数值计算格式，以杜芬振子为例给出了拟Shannon小波配点法求解FPK方程的完整过程。数值算例表明，该方法具有良好的计算精度。     

小波神经网络在电力系统月度负荷预测中的应用

在研究了电力月负荷特性的基础上提出了一种新型的月度负荷预测模型--小波神经网络负荷预测模型.该模型以非线性小波基为神经元函数,通过伸缩因子和平移因子计算小波基函数合成的小渡网络,以横向和纵向历史负荷数据作为输入神经元,采用基于BP(back pmpagation)算法的网络自调整算法,同时还采取自判断调整步长的方法,使得跨过局部极小点的同时还加快了收敛速度.该网络不但能达到全局最优的逼近效果,还能有效地克服了人工神经元网络学习速度慢、难以合理确定网络结构、存在局部极小点的固有缺陷.应用该模型预测我国某地区月负荷,结果表明,该模型预报精度高,自适应性好,收敛速度也明显快于单纯的神经网络.     

连栋塑料温室结构计算模型的确定

借助于有限元通用程序。对简化平面模型与部分空间模型的作用进行了对比分析。结果表明：在对连栋塑料温室进行结构分析时，一般情况下可用简化平面计算模型代替部分空间作用的计算模型，以简化求解问题的工作量和难度。但在非均匀雪荷载作用下，用简化平面计算模型代替部分空间作用的计算模型，要注意空间作用对主拱承载能力的不利影响；对于需要精确分析和优化设计时，最好采用部分空间作用的计算模型。     

图像降噪的小波精细积分方法

针对图像处理的偏微分方程方法求解效率低的问题,提出了一种小波精细积分法,将小波数值方法和精细积分方法有机结合,利用小波数值方法的自适应性和精细积分方法与迭代步长无关的优良数值特性,有效提高了偏微分方程的计算速度。将该方法应用于基于热传导方程的图像去噪技术中,实验结果表明了该方法的正确性和有效性。     

多尺度有限元法在地下水拟三维数

建立基于多尺度有限单元法的拟三维数学模型，模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题。根据多孔介质中区域饱和－非 饱和水分运动的特征，将三维流动转化为拟三维流动模型。对参数水平方向渐变的非均质多孔介质中的三维地下水流用多尺度有限单元法和传统等参有限单元法进行了计算，结果表明在模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题时，多尺度有限单元法比传统有限单元法有效，既节省计算量又有较高的精度。     

新疆尼勒克沟预应力矩形渡槽结构静力分析

通过运用三维有限元法对预应力混凝土渡槽结构的受力性能进行分析,对预应力钢筋混凝土渡槽的非线性特性进行了数值模拟,将得到的数值模拟解与按结构规范计算的结果比较表明:内力及配筋分布比较合理,混凝土应力满足规范要求。依此证明所采用的渡槽结构形式及尺寸、预应力筋的布置方案是合理的,渡槽结构应力、变形满足规范要求。     

车辆—路面计算机仿真系统中的沥青路面应力应变分析

以半刚性基层沥青路面为对象，研究了路面的应力应变模型和计算方法，通过分析沥青路面层的变形过程，建立了半刚性基层沥青混凝土路面的Vanderpoel粘弹性分析模型。将有限元数值计算方法和粘弹动力学理论有机地结合起来，用于半刚性基层沥青混凝土路面的应力应变分析，通过与传统路面力学的弹性层状体系理论、弹性有限元理论、弹性半空间理论等计算方法的比较，并通过大量足尺路面加载试验，验证了采用该模型和计算方法的有效性。     

空间薄壁杆系有限元分析在农业机械设计中的应用

在农业机械和工程机械设计中经常遇到空间梁单元应力的有限元计算,特别对于闭口截面的空间梁单元,其应力计算方法十分复杂繁琐。为了简化计算过程,提出了一种新的应力计算方法,结合具体算例对解算数据进行了验证分析。分析结果表明:采用的计算方法及所编制的解算程序的计算结果与实验数据吻合,具有一定的实用价值。     

连杆类锻件成形分析的三维网格生成方法

采用双三次均匀Ｂ样条曲面方法，研究了连杆类锻件模过程有限元分析的三维网格自动生成，提出了一种基于参数曲面事的三维网格自动生成方法，研究结果表明，该方法可以同锻件边界曲面几何描述相结合，简便易行，可实现三维网格的自动剖分。     

水电站坝下游面管结构型式比较分

某水电站拟采用坝下游面管的布置形式，为了达到安全、经济和施工方便的目的，对坝下游面明钢管和坝下游面钢衬钢筋混凝土管两种结构型式进行了比较分析。在对坝下游面明管结构研究时，采用三维线弹性有限元方法对明管在正常运行工况下的钢衬应力进行了分析；在对坝下游面钢衬钢筋混凝土管结构研究时，先用解析法对钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计，确定其钢衬厚度和钢筋配置，再对其进行整体三维非线性有限元分析，重点研究钢衬钢筋混凝土管在正常运行工况下钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征。最后通过对两种管道型式的比较，为坝下游面管的结构选型提供依据。     

基于贝叶斯方法的收割机发动机盖有限元模型修正

收割机发动机缸盖较为复杂,在进行有限元分析时,如果模型简化或计算模型选择错误对计算效果影响很大。为此,提出了一种基于贝叶斯方法的发动机缸盖有限元模型修正方法,在进行缸盖的有限元分析时,采用了贝叶斯方法对缸盖的刚度参数进行修正,有效地提高了计算仿真的准确性。为了验证修正模型的可行性和可靠性,利用Pro/E软件对收割机发动机缸盖进行了三维建模,并将模型直接导入到ANSYS软件中进行了网格划分,网格划分采用了分块网格划分的形式,提高了计算效率和计算的准确性。最后,运用ANSYS对发动机缸盖在工作条件下的应力分布进行了有限元仿真计算,结果表明:采用修正模型可以成功地计算得到较为准确的应力分布情况,从而验证了模型的可靠性,为收割机发动机缸盖的设计提供了重要的数据参考。     

设置软垫层坝后背管结构非线性分

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道是近30年来应用最广的压力管道型式之一,其工作机理是允许外包混凝土开裂，但要限制裂缝宽度。以三峡水电站坝后背管为例，借助有限元软件ANSYS建立了设置软垫层坝后背管有限元模型，计算分析了设置软垫层坝后背管结构应力状态，并与结构模型试验对比。结果表明：坝后背管设置垫层能有效减小钢管向外围混凝土传递的内水压力，降低混凝土拉应力峰值，改善外围混凝土结构的应力状态，提高钢管的承载比。随着垫层弹模的降低、厚度的增大，这种效应更加明显。对设置软垫层的范围提出了优化建议。     

坝体土体和防渗墙模量变化对防渗墙应力变形的敏感性分析

结合某水库的除险加固工程,建立二维有限元模型对采用低弹模混凝土防渗墙的某土石坝进行了数值模拟.分析计算按加固过程中的施工进度模拟,同时利用adina中多孔介质材料属性,考虑了坝体中渗流作用对防渗墙应力变形的影响.接触面单元考虑到在防渗墙的实际施工中需要泥浆护壁,采用Goodman修正单元.为分析坝体土体和墙体材料的弹性模量对墙体应力和变形的影响,研究了正常水位下防渗墙的应力和变形随坝体土体和防渗墙弹性模量变化而变化的规律性.计算结果表明:当防渗墙的弹模小于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化不敏感,当防渗墙的弹模大于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化敏感;最大水平位移随着防渗墙模量的增大变化不大,对防渗墙模量的变化不敏感;防渗墙墙体应力和变形对坝体土体弹性模量的变化不敏感.