基于Gappy POD的流场数据填补方法

本征正交分解方法（proper orthogonal decomposition，POD）是一种数据驱动的流场特征信息提取技术，可以按能量大小给出流场的结构模态，并且可以通过较少阶模态叠加获得高阶数据的近似描述.将该方法结合一组线性方程，即构成Gappy POD方法，可实现对缺失流场的重构.论文从样本数据已知和样本数据不完全已知两种情况展开，对Gappy POD方法在缺失流场数据填补方面的应用进行了研究.首先，对于样本数据已知的情况，研究了样本参数范围内任意参数值下的重构能力；其次，对于样本数据不完全已知的情况，研究了模态阶数、缺失率以及样本数对缺失流场重构精度的影响规律.结果表明，Gappy POD方法可以高效再现参数范围内的任意完整流场数据.但是，对于缺失率较高的样本集，需要适当增加样本数以提高重构精度.      

基于POD技术的低阶反问题计算模型设计

针对工程中的反问题,以POD(最佳正交分解,Proper Orthogonal Decomposition)技术为基础设计了一种反问题的低阶计算模型,通过采集到的有限输出结果,仅采用简单的非线性规划与插值法即可求解该模型,大幅度地降低了工程中的反问题的求解难度与计算时间。由于模型求解过程不涉及原物理问题的控制方程,因此,该模型在实际中具有一定通用性。以圆管内强制对流换热问题为应用实例,结果表明,基于一些热电偶测量的温度数据,低阶反问题计算模型能够较精确地反算出未知的流体进口温度与圆管外壁热流密度,与真实值相比仅相差1.0%左右。此外,与经典的共轭梯度法相比,低阶反问题计算模型的计算速度可提高1200倍以上。     

基于迭代TSVD的NMR二维谱反演算法

针对现有基于TSVD的二维反演算法中截断位置判断不准确、容易产生虚假峰等问题,提出了一种改进的方法. 首先,通过逐步求精的方法对L曲线上的拐角位置进行定位,得到迭代的最大截断位置;然后,根据反演核奇异值的集中程度获取迭代的最小截断位置;最后,在给定的截断位置范围内从小到大进行TSVD,每次迭代都以上一次迭代的结果为依据. 对仿真数据和实验数据的反演结果表明,该算法都能够得到比较好的二维反演效果. 与现有基于TSVD的方法相比,该算法具有更高的鲁棒性,能够得到更清晰的二维谱,可满足实际应用需求.     

二维叶片襟翼增升的试验研究

本文在雷诺数为0.24×106，0°－40°攻角范围内测定了带有90°，45°，135°三种不同偏转角的位于压力面后缘的襟翼的NACA632—215叶片的表面压力分布．根据压力分布求得的升力系数和阻力系数（压差）表明，襟翼能在不同程度上起到增升的效果，且当襟翼高度相同时，偏转角为90°时增升效果最佳；当偏转角为90°时，襟翼高度越大，升力系数增加越多．     

二维谐振子与加反平方势的二维氢原子的能量关系

通过SU(1,1)代数,找出了二维谐振子与加上反平方势微扰后的二维氢原子的能量对应关系     

二维Ising反铁磁-反铁磁超晶格的磁性

本文用有效场理论讨论二维反铁磁一反铁磁超晶格(AFAFs)在无外场时的临界温度与超晶格结构的依赖关系,并讨论了超晶格中每一层的磁化强度、磁化率与温度和超晶格结构的依赖关系,得到了由于超晶格结构导致的磁化率的异常峰的存在.并从超晶格的对称性出发讨论了反铁磁-反铁磁超晶格和铁磁-铁磁超晶格之间的异同.     

反场构形的二维磁流体力学描述

磁化靶聚变技术作为实现纯聚变的一种途径,不需要惯性约束聚变的高初始密度(约1026cm-3),也不需要磁约束聚变的长约束时间(秒量级),可能是一种实现纯聚变更低廉更有效的途径.开发了一个二维磁流体力学模拟程序MPF-2D,用于描述反场构形的形成过程.采用该程序对美国洛斯阿拉莫斯国家实验室在反场构形形成装置上形成反场构形的实验进行了二维模拟和分析,理论值与实验值符合得较好;同时也对中国工程物理研究院流体物理研究所设计的"荧光-1"实验装置上形成的反场构形进行了模拟与评估,结果表明该装置上的反场构形基本达到设计指标.     

基于二维MEMS振镜的激光雷达系统的光学设计

近年来人们对具有安全驾驶、智能控制功能的汽车需求增长,使智能驾驶汽车快速发展起来,激光雷达作为智能驾驶的核心传感器之一得到广泛的关注,其中MEMS激光雷达具有高帧率、高分辨率、体积小、成本低的优点,是国内外车载激光雷达的主要发展趋势之一。光学系统是MEMS激光雷达重要组成部分之一,分为发射光学系统和接收光学系统,本文基于镜面直径5mm的二维MEMS振镜设计了发射光学系统,将25W的半导体激光器准直为弧矢方向发散半角为1mrad,子午方向发散半角为3mrad的光束;设计了大相对孔径为1∶1、焦距为11.01mm的镜头作为接收镜头,并提出采用放大倍率为2.2的纤维光锥与16线APD阵列探测器耦合,扩大接收光学系统的视场;APD阵列探测器采用选通模式,提高雷达系统的信噪比。基于此设计结果搭建激光雷达样机,实验验证系统探测距离可达45m,全视场角40°×10°。结果表明系统可一定程度上提高激光雷达探测距离和视场角。     

基于二维激光雷达的避障系统的设计与实现

根据低成本二维激光雷达的三角测距系统,设计了一种基于二维激光雷达的双ARM Cortex-M4架构的移动机器人避障控制系统。该控制系统采用两块STM32F407为硬件平台,二者之间通过串口进行通信。通过多线程任务划分,按照不同优先级的调度任务实现移动机器人的实时避障功能。移动机器人采用直流减速电机,并以二次曲线拟合速度控制决策算法。实验结果表明,系统能很好地达到实时避障的目的。     

用有限元法计算涡轮气冷叶片二维非稳态温度场

要保证涡轮气冷叶片在受机械载荷,特别是热载荷不断变化的情况下仍能可靠地工作,非稳态温度场的计算是十分必要的.本文时论了气冷叶片二维非稳态温度场计算的有限元方法;计算了征加速工况下一种气冷叶片中截面的非稳态温度场;并对计算结果进行了讨论.     

基于二维材料的全光器件

近年通信技术的飞跃,对光学设备的紧凑性、响应速度、工作带宽和控制效率提出新的挑战.石墨烯的发现,使得二维材料飞速发展,不断涌现出一系列新材料,如MXene、黑磷、过渡金属硫化物等.这些新型二维材料有着出色的非线性光学效应、强光-物质交互作用、超宽的工作带宽.利用其热光效应、非线性效应并结合光学结构,能够满足光通信中超快速的需求.紧凑、超快、超宽将会是未来二维材料全光器件的标签.本文重点综述基于二维材料的热光效应与非线性效应的全光器件,介绍光纤型的马赫-曾德尔干涉仪结构、迈克耳孙干涉仪结构、偏振干涉结构以及微环结构,最后阐述并回顾最新的进展,分析全光器件面临的挑战和机遇,提出全光领域的前景与发展趋势.     

基于二维振镜的多光谱集成靶标设计及应用

为了提高基于二维振镜光轴平行性检测方法的检测精度,简化测量操作步骤,设计了一种基于二维振镜扫描系统的多光谱集成靶标。通过多光谱集成靶板与LED照明光源结合,解决一靶专用中需要频繁更换、反复调校靶板及光源的问题。利用二维振镜进行十字分划中心对准,提高CCD检测方法的测量精度;采用像差优化的卡塞格林准直系统,改善十字分划成像质量。通过光轴平行性检测实验,多光谱集成靶标校准精度达到了0.10 mard,该精度满足多光谱光电系统光轴平行性高精度和自动化检测的要求。     

可压缩喷流的温度混合层及近场压力POD分析

本文采用大涡模拟计算马赫数Ma=0.75、温度比Tj/T∞=0.7、1和2的圆口喷流,着重研究了温度混合层与速度混合层发展规律的差异.同时采用近场压力的本征正交分解,研究温度对相干结构产生的影响,突出当喷流温度高于和低于环境温度时的声源的变化趋势.流场结果表明,温度混合层的增长速率高于速度混合层,且两种剪切层半值宽随温...     

通用二维半导体器件模拟软件的设计

介绍自行研制的通用二维半导体器件模拟软件CSS,该软件的求解器同时实现了漂移扩散模型和流体动力学模型,可对多种材料、不同结构的器件进行稳态和瞬态计算.作为算例,应用该软件对NPN三极管和MESFET管进行了数值模拟,给出了Ⅳ曲线、电子密度分布和温度变化等.     

点火黑腔二维模拟设计

基于二维激光靶耦合流体力学程序,研究设计惯性约束聚变间接驱动点火黑腔的方法.提出先调控X射线驱动温度再调控辐照均匀性的设计顺序.给出总激光功率(特别是主脉冲激光功率)的设计方法.模拟表明,填充气体密度的上限受到槽脉冲P²辐照不均匀性的限制.另外,增加腔长可以抑制靶丸烧蚀层物质的膨胀.最后给出点火黑腔二维设计结果.     

基于C#的二维核磁共振测井观测模式设计软件的开发

二维核磁共振测井观测模式是以获取特定地层信息为目标的数据采集方式，它直接决定着核磁共振谱仪对不同类型储层的适应性以及获取原始数据的可信度．本文从观测模式的组成元素以及工作机理出发，采用C#语言开发了一套具有可视化功能的二维核磁共振测井观测模式设计软件．该软件支持二维核磁共振测井以及核磁共振岩心分析仪的观测模式设计，同时提供了三种采集参数编辑方式、观测模式优化机制以及图形化显示等功能，实现了观测模式的灵活调整，解决了当前主流二维核磁共振测井观测模式中存在的采集参数固定、不宜灵活调整从而导致所采集的原始数据信噪比低下、储层中流体弛豫特性加载不完全等问题．此外，软件还提供了观测模式的采集参数信息以及采集时序信息的输出功能等．     

二维Heisenberg反铁磁系统中的正则变换和自旋波

本文给出了二维Heisenberg反铁磁系统中的正则变换.在此变换下发现二维Heisenberg反铁磁模型在连续极限下是具有拓扑项的O(3)非线性σ模型.由于在选取正则变量时有很大的不确定性,因此还不能判定此系统是否确有拓扑项存在.最后对正则变换的物理意义进行了研究,发现它体现了系统自旋的集体激发,表明存在着一种自旋波.     

非线性二维稳态导热反问题的一种新解法

1引言导热反问题，是指根据实验测得的物体表面或内部某些位置的温度值，通过求解导热微分方程，反推导致这一结果的原因。在数学上是一种不适定问题，求解结果对测量误差十分敏感，即使有较小的测量误差也会带来较大的影响。待定边界条件类型的导热反问题在工程和科学试验中有广泛的应用背景。许多学者对此进行了研究，但多停留在一维和二维线性问题上，对多维非线性问题的研究较少［‘－’］。Beck山对一线问题讨论了五种求解方法：分析法，D’souza法，Weber法，RB方法和HillHensel方法，其中前三种不能求解非线性问题，后两种对非稳…     

二维颗粒堆积中压力问题的格点系统模型

为了便于从理论上探究粮仓效应产生的机理,处理筒仓中颗粒介质的应力分布等问题,将二维颗粒堆积简化为格点系统,并且以随机堆积为物理背景提出了一个由吸收系数p及侧向传递系数q决定的力传递模型.给出了矩阵形式的力传递方程,提出基于二阶差分方程的方法同时求解传递系数矩阵的特征值和特征向量,从理论上导出了一种典型情况下容器底部压力分布与顶部压力分布的关系式.对有效质量随总质量变化关系的理论分析表明,该模型可以给出与Janssen模型类似的结果.对无负载情况下的底部应力分布进行了理论计算,结果表明容器底部中央应力最大,离中央越远应力越小.运用数值计算讨论了p与q对容器底部压力随堆积高度变化曲线的影响.     

低场核磁共振扩散-横向弛豫二维反演算法

针对低场核磁共振一维反演中无法分辨一维谱中重叠组分和目前报道的扩散-横向弛豫二维反演算法计算量大、计算耗时长的问题,提出了一种计算量小、计算效率高、耗时短的扩散-横向弛豫二维反演算法. 首先对扩散系数D-和横向弛豫时间T₂进行布点;其次根据信号采集条件计算出两个核心矩阵,并分别进行奇异值分解;然后,由所采集信号计算出两个核心矩阵的奇异值截断值,分别对两个核心矩阵的奇异值矩阵进行截断并求其逆矩阵;最后计算出初始反演结果,并添加非负约束经过多次迭代得到最终反演结果. 实验结果证明,提出的扩散-横向弛豫二维反演算法在不影响反演结果准确性的基础上,能极大提高计算效率.