基于单位分解有限元方法的声波传播问题的高效分析

基于单位分解有限元法的核心思想是由单位分解函数以及拓展基函数共同逼近求解空间,单位分解函数选用有限元形函数,拓展基函数不依赖有限元网格。利用四边形等参元形函数作为单位分解函数,采用平面波基函数作为拓展函数建立了单位分解有限元的形函数。在此基础上求解亥姆霍兹方程,计算结果表明:构造的单元用于亥姆霍兹方程的求解具有比相应的常规有限单元更高的求解效率,并且适用于不规则的求解区域,对网格的划分数量要求很低。     

哈密顿理论在推导框剪结构刚度矩阵中的应用

目的对框剪结构进行静动力方面的分析时,需要推导出结构的单元刚度矩阵,而一般选用近似计算的传统有限单元法来推导单刚矩阵,这种方法误差累计较多,特别是框剪高层结构,误差积累更多。通过新的模型体系进一步探讨基于哈密顿理论及精细积分法求解结构单刚矩阵的可行性和计算精度。方法基于哈密顿理论,选用通用的并联Timoshenko梁模型,将构成框剪结构的综合框架和综合剪力墙抗侧力单元看作竖立的悬臂弯剪梁,均计算剪切、弯曲变形,两个抗侧力单元间通过刚性楼板协同工作。结果求出框剪结构在连续化假定下的拉格朗日函数,结构协同工作分析的哈密顿函数,继而利用精细积分法中基本区段的混合能矩阵求解出框剪结构的单刚矩阵,采用有限元中的位移法,把单元刚度矩阵集成为整刚矩阵。结论利用MATLAB相应程序分析某框剪结构算例,结果验证了此推导方法的可行性和精度要求,避免了一般传统有限单元法误差累计的问题,同时该方法还适用于其他类型的高层建筑结构。     

梁挠曲轴方程的拉普拉斯变换求解

针对工程实际中,在用积分法求解若干荷载作用下的静定梁变形时,计算过程繁琐的问题,本研究将单位阶跃函数引入梁挠曲轴近似微分方程中,再应用拉普拉斯变换方法求解梁挠曲轴近似微分方程,并用实际算例对其进行了验证。结果表明,该方法求解步骤规范,计算量小,方法简捷。     

关于具有三个广义位移平板的试函数及其应用

本文采用胡海昌关于具有三个广义位移平板的微分方程及边界条件,用加权残数法求解.并提出三种试函数:1.梁函数,2.李维(M. Levy)函数,3.短梁(二个广义位移梁)函数.前二种试函数,部分满足边界条件,部分是用最小二乘边界积分法近似满足边界条件.第三种试函数是用广义函数推导、简支、固支严格满足Reissner边界条件.用最小势能原理求解.算例表明,本文方法精度高,实用简便.     

梁、连续梁、刚架静力及影响线的新解法

本文从广义梁微分方程出发,推导三次样条梁函数。利用广义函数δ函数及σ函数,该函数适合在集中荷载、集中弯矩及突变截面梁等情况的积分,可以写出求解梁、连续梁的静力及影响线的统一公式。利用杆两端的初参数,写成杆的角变位移方程式,解决刚架在任意荷载作用下的静力分析。文内所介绍的方法,都属于精确法。     

径向基函数在无单元方法中的应用

采用基于径向基函数的无单元法求解微分方程，探讨2种径向基函数的性质。得到了基函数中自由参数与求解精度的关系曲线，以及节点均布时自由参数最佳取值的计算公式及其数值；将节点均布下得到的自由参数取值公式应用于节点任意排列的情况，其求解精度仍能得到保证；比较了无单元方法在节点均布与否2种情况下的计算精度，其求解结果变化不大，均满足精度要求，说明这种无单元法对节点位置不敏感。     

钢结构加肋板动力分析的梁板混合法

针对加肋板的特性,运用离散和有限元的思想,提出了梁板混合法的概念,即将加肋板离散为梁单元和板壳单元,将肋板划在边界上,使得肋板转换为成梁对板的作用,并借助于有限元等方法求解了其频率和振型。实际应用表明,用梁板混合法对加肋板体系进行动力特性分析是可行的。     

用梁的振型函数作为位移函数解各种边界条件的矩形板

本文利用振动梁函数作为位移函数,在各种边界条件的矩形板的情况下,用最小势能原理和瑞利—里兹法求解,取振动梁函数的级数第一项得到的位移误差较小,取头二项得到的应力误差较小.此法计算简便.     

用梁函数解各种荷载作用下的弹性矩形板

本文根据能量变分原理,求解了不同荷载、不同边界条件下的矩形板。板的位移函数取双重级数形式,级数的各项为梁函数的乘积。通过算例,与经典解答进行比较。     

空间实体-梁单元原始刚度矩阵的推导

基于结构计算的矩阵位移法和钢管混凝土拱桥分析的纤维单元法,通过改进拱肋断面划分,选择合适的8结点等参元形函数,建立位移转换矩阵和坐标转换矩阵,同时借用纤维单元的概念,提出了空间实体-梁单元法,并对单拱肋圆形截面的钢管混凝土拱结构进行了空间实体-梁单元分析,推导了其原始刚度矩阵。同时为了验证推导的正确性,编制了专用的计算程序,计算了一个实验模型拱拱顶和拱脚截面的内力,并将其计算结果与矩阵位移法的分析结果和SAP2000的计算结果进行了比较,最大误差在5%以内。计算结果表明,该空间实体-梁单元刚度矩阵的推导是正确的。     

基于小波分析方法论证绿色系统的气候效应

以能量守衡原理建立绿色系统下空气湿度传输的非线性方程，并将其初边值问题，在变形式下，用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法化为Ｈ＾１０多尺度分析｛Ｖｊ｜ｊ∈ｚ｝的正交小波基下的线性代数方程组。该方程组的性质体现组。该方程组的性质体现绿色系统的气候效应。     

基于中分辨率影像的农田管理单元自动提取研究

【目的】结合"面向对象"的农田管理思想,提出农田管理单元(farmland management unit,FMU)的概念及自动提取方法,并在此基础上探讨和评价中分辨率影像用于农田管理单元自动提取的可行性及效果。【方法】以江苏省2006年一景Landsat5TM影像中两块典型区域为例,通过决策树分类和多尺度分割等方法实现FMU自动提取。结合人工解译研究区SPOT-5高分辨率影像得到的地块边界信息,对FMU图斑内像元异质性和地块边界吻合度相关指标进行计算和分析。【结果】试验区内作物地块的总体分类精度均超过90%。两块试验区内反映FMU图斑异质性的平均标准差和平均极差分别较全区作物地块整体低70%以上和45%以上;反映FMU地块边界吻合度的误分地块率和面积偏差率均低于10%。此外,多尺度分割中层权重、分割尺度、形状因子和紧凑度因子的设置对FMU的自动提取效果有不同程度的影响。【结论】基于中分辨率影像的FMU自动提取方案基本可行,在研究区内能够获得单元内异质性较低且单元边界与地块边界吻合度较高的提取结果,符合农田管理的要求。     

基于小波分析的电力系统振荡与短路识别方法

以小波变换中多分辨分析为基础,研究区分电力系统振荡与短路方法.小波分析能有效地提取电压、电流故障信号中的有用成份,提出一种以能量变化为判据的小波能量法,以识别电力系统振荡和短路.应用MATLAB的PSB工具箱建立振荡和短路仿真模型,应用小波能量法提取电力系统振荡电流与短路电流的小波能量,通过数值分析,识别电力系统振荡与短路.结果分析表明:小波能量法识别电力系统振荡和短路简单便捷,准确有效.小波能量法识别电力系统振荡和短路是十分可行的.     

Automatic detection of skin defects in citrus fruits using a multivariate image analysis approach

One of the main problems in the post-harvest processing of citrus is the detection of visual defects in order to classify the fruit depending on their appearance. Species and cultivars of citrus present a high rate of unpredictability in texture and colour that makes it difficult to develop a general, unsupervised method able of perform this task. In this paper we study the use of a general approach that was originally developed for the detection of defects in random colour textures. It is based on a Multivariate Image Analysis strategy and uses Principal Component Analysis to extract a reference eigenspace from a matrix built by unfolding colour and spatial data from samples of defect-free peel. Test images are also unfolded and projected onto the reference eigenspace and the result is a score matrix which is used to compute defective maps based on the T² statistic. In addition, a multiresolution scheme is introduced in the original method to speed up the process. Unlike the techniques commonly used for the detection of defects in fruits, this is an unsupervised method that only needs a few samples to be trained. It is also a simple approach that is suitable for real-time compliance. Experimental work was performed on 120 samples of oranges and mandarins from four different cultivars: Clemenules, Marisol, Fortune, and Valencia. The success ratio for the detection of individual defects was 91.5%, while the classification ratio of damaged/sound samples was 94.2%. These results show that the studied method can be suitable for the task of citrus inspection.     

基于CART决策树的自然保护区植被类型分布研究

目的针对保护区监测需求，充分发挥GF-1 WFV影像的宽幅特点和面向对象、机器学习算法在遥感影像分类中的优势，提高保护区植被类型遥感监测的精度，为保护区管理决策提供依据。方法以甘肃省白水江国家级自然保护区为研究区，主要数据源包括GF-1 WFV多光谱数据、Landsat-8 OLI遥感数据、DEM数据、野外调查数据等。首先，对GF-1 WFV数据进行多尺度分割，将研究区划分为诸多区域性的分割对象；然后，以分割对象为基本单元，研究光谱特征、几何特征、纹理特征不同组合情况下，基于CART决策树分类的结果；最后，利用训练样本建立基于TTA的精度检验，并基于混淆矩阵对分类结果进行分析。结果在多尺度分割过程中，形状因子、紧致度分别设置为0.2和0.5时地物边界显示较好；当形状因子和紧致度固定时，研究区最佳分割尺度为40。精度检验结果表明，基于CART决策树的保护区植被类型分类结果整体精度均在83%以上，Kappa系数在0.80以上，优于最邻近分类法和支持向量机分类算法，其中基于光谱特征、几何特征、纹理特征的CART决策树分类结果精度最高，总体精度为85.18%，Kappa系数为0.832 2，优于光谱特征分类、光谱特征结合几何特征分类的方法。结论基于CART决策树算法和面向对象方法的GF-1遥感影像分类方法适用于保护区植被类型分布研究，可有效辅助保护区监测工作。      

基于无人机多光谱影像的春玉米田管理分区研究

为了提高大尺度农田管理的针对性，探寻低成本高效的分区方法，以黑龙江省典型黑土区30.8 hm²春玉米田为对象进行分区研究。基于吐丝期无人机多光谱影像，使用多尺度分割与模糊聚类相结合的方法进行分区，同时基于播种前的土壤养分（土壤有机质、速效氮磷钾）、土壤体积含水率、电导率、pH进行模糊聚类分区并作为对照，对分区间春玉米产量和土壤养分进行方差分析，并对分区内变异系数进行比较以评价分区效果。结果表明，基于无人机影像得到4个较优管理分区为M1、M2、M3、M4，各分区产量分别为7 597.53、8 236.35、8 686.98、9 119.93 kg·hm^-2，各分区间产量差异显著，其中M1、M2、M3间土壤养分差异显著（P<0.05），分区内作物产量和土壤养分的变异系数降低；基于土壤数据确定4个分区，即S1、S2、S3、S4，春玉米产量分别为7 754.81、8 173.44、8 860.05、9 153.23 kg·hm^-2，分区间土壤养分、土壤水分差异显著（P<0.05），分区内部土壤均一性提高。综合来看，2种方法的划分结果在空间分布上具有一定的相似性，同级分区的空间重合度分别为40.00%、46.51%、57.45%、59.38%，整体重合度为51.32%。当缺乏土壤数据时，无人机多光谱影像可为农田管理分区提供参考依据。     

农作物遥感识别中的多源数据融合研究进展

农作物遥感识别是地理学和生态学研究的前沿和热点,多源数据在农作遥感识别中日益发挥重要作用。笔者从多源数据融合的角度,归纳了2000年后多源数据在农作物遥感识别中应用的总体概况,系统梳理并提炼了当前多源数据融合的主要融合技术和融合模式。围绕与多源数据融合和农作物遥感识别相关的关键词,在Google学术、ISI Web of Knowledge和中国知网中对2000-2014年间国内外发表的论文进行检索,并统计不同传感器的使用频率及结合方式。研究表明,以提高空间分辨率为目标的多源数据融合和以提高时间分辨率为目标的多源数据融合技术是当前的两种主要方式,可以在一定程度上实现时空尺度的扩展。前者的融合技术包括图像融合、正态模糊分布神经网络模型、成分替换、半经验数据模型融合及多分辨率小波分解等,可以提升遥感数据的空间分解力和清晰度,较好弱化混合像元产生的影响,但农作物光谱信息有一定程度的丢失或扭曲,农作物空间分布局部细节信息与纹理特征依然会缺失;后者的融合技术形式灵活多样,可分为同源数据联合扩展时序的时空优化技术和异源数据联合扩展时序的时空优化技术,其可以有效排除短时间段内农作物生育期交叉,但易受不同遥感数据源间光谱反射率或植被指数转换模型及光谱波段设置差异的影响。在融合模式方面,根据数据类型分为光学数据的融合、光学数据与微波数据的融合以及遥感与非遥感数据的融合,以实现卫星资源优势互补为宗旨,充分挖掘不同类型农作物在遥感数据上呈现的光谱、时间和空间特征差异信息。同样,农作物遥感识别研究中的多源遥感数据融合也存在诸多挑战,在未来一段时间内,完善不同传感器之间的合作、更深层次挖掘融合信息以及多尺度长时间序列的中高分辨率农作物空间分布数据集的需求是多源数据融合的农作物遥感识别研究的重点发展方向和亟待解决的问题。研究结果有助于更好地理解多源遥感数据融合的技术和模式,为摸清多源数据融合在农作物识别中总体进展提供支撑,同时也为其他多源数据融合研究提供借鉴。     

农业灌溉系统的随机一区间规划模型

研究了不确定性环境下农业灌溉系统的水资源分配问题。视水资源可利用量为随机变量,其他参数均为区间数,建立了其随机-区间规划模型。用满意度方法首先把含随机变量的不等式转化为其等价类,再用区间线性规划方法将其转化为求目标函数最好最优值与最差最优值的两个子模型。两个子模型解的组合即为原模型目标函数的最优取值区间。最后用实例说明该模型的实用性与有效性。与已有方法相比,此方法更简单明了,计算结果的区间长度更小。     

WZN—2型食品流变仪

本文叙述ＷＺＮ一２型单片机控制单筒式食品流交仪的结构和工作原理，该仪器对牛顿体测量可达到ＷＺＮ一１型双筒式流变仪同样的测量精度，也可对已知流变模型的非牛顿体进行检测．由于结构紧凑，测试部分和控制部分可分别安装，特别适用于食品工厂生产过程监测．本文还对单片机ＣＴＣ计数法在粘度测量方面的应用进行了论证，该方法用于ＷＺＮ—２型流变仪测量，除了具备原有优点外，因为属于非接触测量，更有利于解决单筒式流变仪所面临的转动轴扭矩测量问题，由于采用脉冲采样，抗干扰能力强，因此更能适应生产过程监测中外部干扰因素多的环境．     

GIS在雷电业务系统中的应用

随着地理信息系统（GIS）的广泛应用,建立一个基于地理信息系统的雷电业务平台为防雷建设工程服务十分必要。系统主要采用Delphi作为开发工具,并且采用TatukGIS作为辅助平台实现GIS的功能。