Dimension Reduction of Dynamical Systems: Methods, Models, Applications

After presenting some basic introductory ideas concerning dimension reduction and reduced order modelling, an overview of the contents of the papers collected in this Special Issue of Nonlinear Dynamics is given.     

非对称弯曲微流道中粒子惯性聚焦动态过程及流速调控机理研究

设计制作了一种具有非对称弯曲微流道结构的微流控芯片, 搭建实验平台定量表征聚苯乙烯粒子和血细胞沿流道的动态惯性聚焦过程, 并系统研究了流体流速和粒子尺寸对粒子聚焦特性的调控机理. 通过分析粒子荧光图谱和对应量化强度曲线, 将粒子沿流道长度的横向迁移过程分为形成聚焦和平衡位置调整两个阶段, 指出在整个聚焦过程中具有小曲率半径的流道结构起主导作用. 根据全流速段内粒子聚焦特性的演变, 重点分析潜在惯性升力和Dean 曳力的竞争机制, 提出了阐述粒子聚焦流速调控过程的三阶段模型. 进一步比较两种尺寸粒子聚焦位置和聚焦率随流速与流道长度的变化规律, 发现大粒子具有更好的聚焦效果和稳定性, 且两种粒子的相对位置可通过流速进行调整. 最后, 通过分析血细胞在非对称弯流道中的横向迁移特性, 验证了粒子惯性聚焦机理在复杂生物粒子操控方面的适用性. 上述结论为深入研究微流体环境下粒子的运动特性以及开发微流式细胞术等临床即时诊断器件提供了重要参考.     

惯性约束聚变中氘氚燃料整体点火与燃烧条件研究

在局域热动平衡近似下, 利用能量平衡关系, 建立热核系统整体点火能量平衡方程, 对该方程求解得到热核反应系统点火阈值. 在计算和分析的基础上给出参数空间的点火关系, 以及该条件受装量、核子数比以及返照率等因素的影响情况. 点火时刻面密度越大, 则对应的点火温度越低, 并且电子-辐射温度脱离越小, 越接近三温平衡的点火状态; 反之则在点火时刻对应较大温度脱离. 更重要的是, 该分析方法还可以根据点火时刻系统的物理状态, 通过线性稳定性分析方法, 描述出系统的后续行为, 也就是说, 可以判断出这样的热核系统能否继续升温并实现深度燃烧.     

船载特装设备电能质量监测系统设计与实现

针对测量船特装设备供电系统可能受到短路、断路、漏电、谐波等因素的干扰而影响供电的电能质量问题,构建和实现了一种基于智能网络仪表的电能质量监测系统。该系统实现了对电能质量的在线监测以及采集数据的分析和处理,可准确、实时、连续地对供电系统的电能质量数据进行监测,以获取多方面的电能质量数据;同时实现了电能数据的信息共享,提高了电能数据资源的利用率,为电能质量监测数据进行进一步分析提供了有力支撑。电能质量监测系统投入运行后,实践结果表明,该系统具有较好的监测效果。     

基于LabWindows/CVI的楼宇供水防泄漏自动测控系统的设计

针对智能楼宇供水管网的泄漏测控问题,提出了一种基于LabWindows/CVI虚拟仪器的新型测控系统设计方案。系统在结构上分为测控节点、楼层节点和中心节点三部分,基于ZigBee无线传感网络实现硬件互联。测控节点采用光电传感电路检测泄漏,发生泄漏时自动切断对应支路水源,并将报警信息经楼层节点发往管理中心,中心节点基于LabWindows/CVI虚拟仪器程序接收并处理数据,实现泄漏定位、示警及相关数据库操作。测试表明,系统的平均泄漏检出率达99.8%、判定准确率达99.9%,测控精度高、可靠性强,能够很好地满足智能楼宇供水泄漏的高精度自动测控需求、保障建筑楼体及内部财物免受漏水威胁。     

短波电台便携式ATS平台的设计与实现

设计了一种短波电台便携式ATS(自动测试系统)平台,该平台采用集成化测试模块,在测试终端上运行软件完成电台整机指标的自动测试,并给出测试结果和整体性能判断,极大地减少了测试时间及人工测试产生的误差。其中电台类型及测试指标的增加,可通过软件方式方便的注入,可移植性强。实际测试表明,系统误差为0.5% ,较之传统的测试系统,平均测试时间节省了45%,提高了测试效率。     

基于图像处理的指针式仪表智能识别方法研究

针对仪表的智能识别方法在电力系统的工程应用,利用图像处理的方法对指针式仪表的智能读数进行研究。首先,针对摄像头多视角、多距离的安装问题,利用定向二进制描述符ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）算法求解仪表模板图像与待测图像的透视变换矩阵,用于定位指针旋转区域;然后根据表盘灰度特征信息,提出基于圆周区域的累积直方图法（Circle-based Regional cumulative Histogram,CRH）对指针进行定位,由指针偏转角度得到读数。实验结果表明,该方法对指针读数识别十分有效,达到了实用化要求,且具有实时性好和精度高的特点。     

超形变带自旋的比较指定

首次用Bohr-Mottelson公式和Harris公式同时指定A≈190区超形变带的带首自旋值.对大多数超形变带,用以上两种方法指定的自旋是一致的,而对部分超形变带则不一致.不能一致地指定自旋的和自旋指定不符合带首转动惯量系统学的超形变带,用带首转动惯量系统学或两类转动惯量系统学的方法重新指定其自旋.利用指定的自旋,拟合Bohr-Mottelson转动谱公式,研究了参数之间的关系,结果表明从Harris三参数公式导出的关系式更符合实验值.     

用计算机实测变音钟受击发音频谱与温度的关系

利用计算机声卡接口与微型麦克风采集变音钟在不同温度下的声音信号,并对所得的信号进行分析,研究其振动谱、幅度谱等,使学生对变音钟的发音机理有一个更深刻的了解.     

自制数字式光学定律演示仪

采用旋转电位器与数字表头制做了数字式光学定律演示仪，它能够演示光的反射定律，折射定律，全反射现象。