基于插值与点映射相结合的全局分析方法

利用插值的基本思想并结合点映射，提出了一种插值与点映射相结合的全局分析。通过吸引子之间的比较，判断相胞的顶点是否在同一吸引子的吸引域之内，从而识别出边界胞与非边界胞，并重点对边界胞进行处理，进而确定出相胞内各个相点的初值特性。通过比较与分析，本算法可以克服插值胞映射所存在的不足，算法简单且容易在计算机上实现。文中分析了算法产生误差的原因，给出了相应的处理方法。     

后验概率算法用于位移场的确定

提出了一种基于贝叶斯最大后验估计算法确定固体表面位移场的方法。在图像处理过程中，把位移看作随机变量，首先建立贝叶斯模型，对变形前数字图像中的一个像素点，选定变形前后两幅数字图像中对应的圆形子区，将两子区所对应的所有可能位移逐一代入贝叶斯后验概率公式进行计算，使后验概率最大的位移值就是所求该点的位移。在得到整像素位移之后，引入亚像素重建技术，确定图像的精确位移场。本文通过计算机数字模拟实验和实物标准位移实验，验证了该方法的可行性，并得到了0．02pixel的位移测量精度。     

胞映射方法的研究和进展

介绍了胞映射方法的研究和进展. 归纳了目前胞映射方法的几种主要研究方法, 主要包括简单胞映射、广义胞映射、图胞映射、图胞映射的符号分析方法、图胞映射的面向集合方法、邻接胞映射、庞加莱型的简单胞映射、插值胞映射以及胞参照点映射方法, 分析了各类方法的基本特点和特色, 简述了这几种胞映射方法的最新国内外进展, 综述了胞映射方法在控制及相关领域的应用研究及进展, 给出了胞映射方法研究的一些展望, 提出了胞映射方法研究可能率先突破的几个研究方向.     

基于Haar小波变换的位移场测量方法

本文提出了一种应用小波变换对固体表面位移场进行测量的新方法，在图像分析时，用各点属于不同尺度的小波变换系数来表征该点周围的子区。将试件表面位移前后的两幅数字图像进行小波变换，通过变形前后两幅图像小波变换系数之间的相互匹配，使位移前后两幅图中的子区对应起来，从而确定图像的位移场。本文应用Haar小波变换进行了计算机模拟实验和实物位移实验。引入亚像素技术，获得了0．02的位移测量精度。     

组合旋转壳体的安定上限分析

对旋转组合壳体的各个子区的位移场进行双三次Ｂ样条插值，同时对子区交界处的广义力向量以单三次Ｂ样条展开，推导出以广义向量表示的组合壳体的平衡方程，然后从Ｂｅｔｉ互换定理和虚功原理出发推导出离散的壳体结构中可能的塑性应变率循环，从而给出了组合壳体安定上限分析的有限元列式，把组合壳体的安定上限分析归结为求解一个数学规划问题，文末给出了算例     

基于双线性位移模式数字图像相关方法的误差分析及应用

探讨数字图像相关方法测试结果的误差分布规律对提高该方法的测试精度具有重要意义。本文从理论上分析了基于双线性位移模式数字图像相关方法的子区变形场测试误差分布规律,结果表明,当试件的真实变形可由双线性位移模式描述时,变形场最大测试误差通常出现在子区的边界或节点处。因此,若试件发生均匀拉伸等常应变变形,可利用相关系数选取一个最优子区,认为测得最优子区中心应变为试件真实应变。零变形实验验证了该测试方法的可靠性。最后对手机导光板试件在单轴拉伸载荷下的数字图像进行分析,并利用本文方法测试了其弹性常数。     

竖直平板间自然对流的湍流频谱特性

根据直接数值模拟的计算结果，对竖直平板间湍流自然对流的脉动动能、速度及温度等物理量的时间序列进行频谱分析．结果表明，流动达到充分发展状态后，小尺度到大尺度的能谱很宽，计算的分辨率足够．从能谱分布可以观察到含能区、惯性子区和耗散区的存在，文中对各区的特性进行分析．由于该流动的强各向异性，惯性子区很窄．并讨论了法向位置对脉动动能的影响以及大尺度结构的特性．     

数字图像相关曲面拟合法相关系数修正算法的实验研究

为了提高数字图像相关曲面拟合法亚像素定位精度,经研究发现,在实际应用中,曲面拟合法在亚像素位移为0.5像素左右时会发生较大的波动,与实际亚像素位移发生一定偏离,导致此位置位移的不连续。本文通过分析曲面拟合法亚像素位移偏离真实位移的原因,给出了具体修正方法,用模拟平移实验讨论了修正系数k和子区大小对修正结果的影响,用三点弯曲实验验证了修正方法在复杂变形情况下的有效性,提高了曲面拟合法在实际应用中的测量精度。     

强迫Van Der Pol振子的吸引子和吸引域

本文用点映射－－胞地对强迫Ｖａｎ Ｄｅｒ Ｐｏｌ振子的周期吸引子和吸引域进行了数值分析、模拟了吸引子的内部结构，周期吸引子的吸引域可以达到预期的精度。     

复合材料周期结构数学均匀化方法的一种新型单胞边界条件

数学均匀化方法是计算周期复合材料结构的有效方法之一,单胞边界条件施加的合理性直接决定了影响函数控制方程的计算效率和精度,进而影响均匀化弹性参数和摄动位移的计算精度.本文首先将单胞影响函数作为虚拟位移处理,给出了单胞在结构中真实的边界条件,结果表明,四边固支适合作为二维结构单胞边界条件;其次,针对二维结构提出了超单胞周期边界条件,有效提高了影响函数的计算精度,并使用与虚拟位移相对应的虚拟势能泛函验证超单胞周期边界条件的有效性;最后,利用数值分析验证多尺度渐进展开方法的计算精度,强调了二阶摄动的必要性.     

基于拉氏变换的弹性动力学插值型重构核粒子法

插值型重构核粒子法的形函数具有离散点插值特性和不低于核函数的高阶光滑性，因而不仅可以直接施加本质边界条件，同时也保证了较高的计算精度．本文将弹性动力学方程作拉氏变换后，在变换域内用插值型重构核粒子法求解，最后再借助Durbin数值反演方法求得时间域的解．针对典型的弹性动力学问题，给出了插值型重构核粒子法的数值算例，并验证了本文方法的有效性．     

流体混沌混合过程的可视化方法研究

为解决流体混沌混合的可视化问题，本文提出采用逆向庞加莱胞映射方法，来控制混沌系统数值模拟过程中的初始误差敏感，用插值胞映射的方法，来提高模拟效率。并用这一方法，成功地实现了扭转弯管中的混沌混合过程的计算机动画模拟，研究表明，本文所提出的逆向庞加莱胞映射和插值映射相结合，可以大幅度提高模拟精度和与速度，从而实现流体混沌混合的过程模拟。     

复合材料周期性线弹性微结构的拓扑优化设计

提出复合材料周期性线弹性微结构拓扑优化设计的模型，模型1设计具有极值弹性特性的复合材料，模型2设计工况最刚微结构单胞。通过该模型和均匀化技术可以获得优化的微结构单胞，进而改善或者得到最优宏观特性的复合材料。为了便于制造和应用，用胞体材料而不是多相材料来得到复合材料的极值弹性特性和最大刚度。优化结果表明，该模型与数值方法相结合可以有效地实现微结构的拓扑优化设计。     

高速冲击过程数值分析的再生核质点法

利用新型的无网格方法-再生核质点方法对高速冲击过程进行数值模拟，给出了控制 方程，分析中引入Bordner-Partom本构模型来实现材料高速冲击条件下的大应变和高应变 率的特性，提出了新的接触面处理方法，介绍了速度配点法来实现接触面及其它本质边界的 速度条件. 数值模拟表明，再生核质点法能够准确模拟高速冲击过程，具有较高的计算精度.     

一种最优控制的胞映射算法

由Hsu提出的利用胞映射进行最优控制的方法可以发展成实用的工程控制技术.本文以研究算法为出发点,利用胞映射的特性,结合实际的计算与可能,作了一系列旨在提高计算速度和节省内存的改进;并给出了简单有效的区分同耗最优控制对的统一的方法.使用平常的微型计算机也能有效地解决实际工程问题的最优控制.     

复合材料扭转轴截面微结构拓扑优化设计

提出复合材料扭转轴截面微结构拓扑优化设计新模型，模型的优化目标是获得具有最大宏观剪切特性加权和的单胞形式．通过模型和均匀化方法及优化技术可以获得优化的微结构单胞，进而改善或者得到最优宏观弹性特性的复合材料．为了便于制造和应用，胞体材料用来获得复合材料的极值剪切模量．最后的优化结果表明，该模型连同数值处理技巧可以非常有效地实现微结构的拓扑优化设计．     

关联参照模型和位错发射过程的分子动力学模拟

提出关联参照模型和随位错位置变化的柔性位移边界条件．提供了一个在固定位移边界条件下位错穿越边界的方法．应用三维分子动力学方法研究了体心立方（ＢＣＣ）金属晶体钼裂尖发射位错的力学行为．     

粘接多胞管三点弯曲实验与数值研究

基于实验和数值模拟方法,本文研究了一种易制备粘接多胞薄壁结构的弯曲性能,分析了粘接多胞管在横向三点弯曲加载下的变形和能量吸收性能。三点弯曲准静态实验表明：由于粘接的作用,通常情况下粘接多胞管的能量吸收性能高于其基本构成单胞管能量吸收的总和,但在某些情况下粘接可以带来70%的性能提升。借助于LSDYNA,我们计算模拟了三点弯曲实验,计算得到的粘接多胞管变形模式和力-位移曲线与实验结果吻合良好。此外,采用计算模拟方法,我还对三种不同接触条件下的结构响应进行了对比分析,结果表明：如果未出现明显的粘接脱开,则粘接多胞管的吸能特性与完整的多胞结构相当,否则其能量吸收性能会被严重削弱。     

金属表面改性中界面力学性能的实验研究

提出了适用于微区测量的两步数字图像相关法,采用二阶泰勒多项式子区位移模式有效地降低了截断误差;采用B-样条插值函数提高了亚像素重建的精度;采用拟牛顿迭代法提高了计算速度等,使微区内应变测量精度控制在100~150με。在残余应变测量中通过数字标记点相关技术实现了试件的精确复位,提高了其测量精度。文中利用上述方法测量了镀层改性试件跨界面的位移场和应变场,分析了裂纹对镀层的影响以及测出了基材中引起的残余应变;同时对镀层改性界面结合性能作了定量比较。     

一种考虑旋转位移分量的数字图像相关法及其精度分析

提出了一种新的考虑旋转位移分量的数字图像相关法[CD2]旋转相关匹配法,其特点是先对图像子区进行预旋转,再进行相关匹配、相关系数、整像素和亚像素位移的计算。在物体产生旋转位移分量时,该方法可有效提高变形前后图像子区间的相关系数和位移计算精度。通过斜拉伸、剪切和悬臂梁弯曲实验,对旋转相关匹配法和直接相关匹配法进行了对比研究,并用灰度梯度法计算旋转后新图像子区和变形后图像子区间的亚像素位移。结果表明,在旋转位移分量小于10°的情况下,相比于直接相关匹配法,旋转相关匹配法可以得到更高的相关系数;在用灰度梯度法计算亚像素位移条件下,位移精度与试件位移不产生旋转时的直接相关匹配相当。