高功率微波数值仿真通用数据格式及其I／O接口实现

高功率微波数值仿真平台研制是在多个单位协同攻关、复杂物理过程耦合数值模拟和高性能计算的背景下开展的，模拟不同物理过程的软件子系统将产生数量众多的、大规模复杂结构的二维和三维时变数据场。但是，由于各研制单位编程语言、计算机及其操作系统等环境参差不齐，根据后处理（数据分析、可视化等）需求而各自选择了不同的数据格式，使得在各个软件子系统之间、应用程序与可视化系统之间的数据共享与交换、各物理子过程之间的耦合连接极其繁琐和复杂，难以有效地从全系统、全物理过程的高度综合分析这些数据场。     

基于非线性涡格法的快速静气动弹性数值模拟技术

基于2.5D RANS数据和VLM耦合的方式,发展了一种考虑非线性流动效应的混合型涡格法HVLM.采用矩形直/后掠机翼两个外形的跨声速算例,通过与VLM、三维CFD计算数据的比较,对HVLM的气动力预测精度进行了分析与评估.对比结果表明,HVLM在大幅降低时间成本的前提下可以获得和三维CFD方法预测值十分接近的计算数据,对线化VLM方法的修正效果显著.然后,HVLM与悬臂梁有限元求解耦合,实现了一种面向三维机翼的快速静气动弹性数值模拟技术,并通过矩形直机翼算例进行了验证.耦合算例的时间分析数据表明,HVLM/Beam耦合的方式能够在10 s以内完成1次三维机翼静气动弹性分析,在气动/结构耦合分析、优化设计方面展示出了良好的应用前景.      

非典型耦合下二价原子能级的精细结构

在典型耦合理论基础上,给出了在非典型耦合下计算二价原子精细结构能级的理论公式,并将理论应用到若干具体问题,结果与实验数据相符,且直观地显示出典型耦合只是非典型耦合的特例。     

He—NH3碰撞跃迁的R矩阵传播方法计算

用Ｒ矩阵传播方法解耦合态方程，计算了Ｈｅ－ＮＨ３碰撞过程的转动跃迁截面和速率常数，与其它作者及实验的结果进行了比较，结果好于其他作者。因此，可为天体物理等研究领域提供更为准确的基础理论数据。     

气动力/热与结构多场耦合计算策略与方法研究

气动力/热与结构热响应多场耦合问题涉及物理因素众多且不可简单分割。本文对该耦合问题涉及的各物理场特点与耦合关系进行了研究,从基本物理特点和方程出发,研究了物理场间的耦合关系,并对一直沿用的多物理场耦合关系提出了新的观点与看法。以此为基础,研究获得了气动力/热与结构热响应多场耦合问题的数据流程,提出了针对该耦合问题特有的时间-空间耦合概念,并对其耦合策略与方法进行了深入探讨,为进一步开展相关计算研究工作奠定了理论基础。     

Ce:KNSBN晶体的热激发速率的温度特性

提出了一种测量热激发速率与光电离常数比值的新方法，通过Ce:KNSBN单晶的双光束耦合温度特性的实验数据，计算了Ce:KNSBN该比值的温度特性．理论计算与实验结果相符 关键词：     

高功率微波缝隙耦合效应的试验研究

 利用高功率微波源对预设的11种不同尺寸的缝隙做了耦合效应试验，得到了这11种缝隙对试验波段的一般耦合特性。试验结果表明：窄缝的耦合效应有较强的极化特性；从波长与缝隙的长度相对关系对耦合效应的影响来看，波长与缝隙的长度相当时耦合效应最强；在UWB，L，S，X几个波段内，缝隙的宽度越窄，耦合效应越弱；缝隙的深度能明显影响其耦合效应，随缝深的增加，耦合效应逐渐减弱；辐射波脉宽变化对耦合效应基本没有影响。     

真空中紫外辐射冲量与铝表面作用的模拟

为研究激光脉冲与真空中被照射的铝靶的耦合作用，进行了理论分析和数值计算，所给的结果是依据包括热传导、气化和等离子体燃烧在内的数学模型得到的。指出了对汽化过程的正确描述和重要性。同时发现双光子电离可导致初始电子数密度和其温度的增加。这一效应，从长远来看会导致激发态原子密度和电子产生速率的增加，但这是以降低光电离的产生为代价的。计算所得冲量耦合和等离子体阈值数据与实验结果吻合的较好。     

用紧束缚方法描述光子晶体缺陷耦合的共振频率移动

通常采用含两个耦合参数的紧束缚近似，就能很好地描述光子晶体缺陷因耦合而导致的共振频率分裂.然而，缺陷耦合造成的共振频率移动，即包含奇数个缺陷的耦合系统的中央共振频率位置与原来单缺陷时的共振频率位置存在差异，则只有采用含三个耦合参数的严格紧束缚方法才能正确描述.根据耦合参数与共振频率的关系，利用三缺陷耦合系统的模拟计算结果确定了三个耦合参数的具体值，从而在理论上能够预言由任意个缺陷构成的耦合系统的共振频率的移动和分裂.理论预言与基于有限时域差分法的数值计算完全相符.     

多孔材料气凝胶气固耦合传热研究

多孔材料气凝胶内气体与固体之间的耦合传热对其隔热性能具有较大的影响。基于气凝胶微观结构,建立了气凝胶内气固耦合传热模型,并获得了分析解。所提出的模型与文献实验数据、理论计算及数值模拟结果进行了比较,验证结果证明了本文所建立的耦合传热模型具有较高的预测精度。与已有的耦合传热模型相比,本文建立的耦合传热模型具有计算简单且预测精度较高的优点。     

数据插值对正电子发射断层成像设备的图像重建影响的研究

正电子发射断层扫描(positron emission computed tomography, PET)是核医学领域最先进的临床检查影像技术. PET技术是目前临床上用于诊断和指导治疗肿瘤的最佳手段之一. 正电子发射断层成像设备探测器采集到的数据需要进行数据处理, 把原始数据转换成正弦图形式的数据才能用于图像重建. 平行束断层重建和扇形束图像重建是图像重建的两种方法, 分别对应平行束和扇形束形式的数据处理方法. 对原始数据的操作不可避免地破坏了原始数据的完整性. 现今, 正电子发射断层设备在重建过程中普遍采用平行束重建的方法. 平行束的数据分离会对PET数据进行插值操作, 扇形束的数据分离不会对PET数据进行插值操作. 本文通过对比平行束图像重建和扇形束图像重建结果, 研究了数据插值对PET图像重建结果的影响. 关键词： 正电子发射计算机断层扫描 数据插值 图像重建 原始数据     

利用LBH辐射图像数据反演大气O/N2方法

利用极光Lyman-Birge-Hopfield (LBH) 辐射图像数据可用来研究太阳风磁场与地球磁场耦合、亚暴与磁暴等过程,综合LBH辐射图像数据和O原子135.6nm辐射数据可反演电离层氧原子与氮气分子O/N2比值分布,进而研究高层大气组分信息及电离层分布变化,对科学研究和空间天气预报具有重要意义. 本文给出了LBH辐射传输机理和我国自主研制的搭载在风云三号D星（FY-3D）上的广角极光成像仪（Wide-field Auroral Imager, WAI）在轨获得的LBH 140-180nm波段极光辐射图像数据. 结合大气紫外辐射积分代码（Atmospheric Ultraviolet Radiance Integrated Code, AURIC）计算O135.6nm辐射数据、LBH辐射光谱以及MSISE00大气模型计算的O、N2数据,给出了利用WAI观测的LBH辐射图像数据反演大气O/N2比值理论计算方法,该方法将为利用我国自主观测LBH辐射数据和O135.6nm辐射数据开展空间信息反演研究打下基础.     

海面弱小目标高光谱融合技术研究

海面目标受海水扰动影响,难以被宽波段光电传感器探测识别。高光谱传感器可以获取海面目标和水体的光谱数据,利用目标和海水的光谱特性差异可以有效抑制海面扰动影响,提高探测识别能力。针对高光谱数据降维融合容易丢失海面弱小目标问题,研究了弱小目标光谱数据融合方法。通过相似性分类产生类矩阵,由类矩阵主成分变换的降维投影矩阵来投影变换原有光谱数据,获得降维数据矩阵。降维矩阵通过空间变换转换到RGB彩色空间,生成伪彩色融合图像。通过远距离弱小目标和水中鱼群高光谱数据,验证了改进方法的融合性能。实验结果表明:相似性分类融合方法不仅能将高维光谱数据融合成一幅伪彩色图像,还能有效避免弱小目标融合丢失问题,提高了目标探测识别能力。     

温盐深剖面仪与Argo数据的冬季印度洋 声速剖面分析*

通过某一次在东南印度洋调查工作中获得的17站位温盐深剖面仪(CTD)数据,因其表层0~10 m数据缺失,选择利用卫星遥感的海表面温度产品与中国Argo实时资料中心提供的全球海洋Argo网格数据集(BOA_Argo)中逐年月平均数据做比较,发现BOA_Argo数据集反推得到的表层温度是比较准确的。再将CTD数据与对应时间和测区内的BOA_Argo数据集的两种数据进行对比,对缺失的CTD数据进行合理的外延。因此,该文首先对缺失的4个站位的温度和盐度进行外延,然后根据Dell Grosso声速经验公式计算声速剖面,再外延到与BOA_Argo网格资料数据等深。研究结果表明CTD数据与BOA_Argo数据集中逐年月平均数据的声速剖面吻合得更好,其总体均方根误差为0.7544 m/s。     

关于密立根油滴实验数据处理的新探讨

密立根油滴实验是大学物理的经典实验,通过处理实验测量数据即可得出基本电荷量.各高校开展实验的方法基本相同,但处理实验数据的方法却各式各样.为了减小因数据处理带来的误差,提出多种方法结合处理数据,即在作图法的基础上增加分组法和最小二乘法处理数据,结果显示误差明显减小.通过5个教学班的试验教学,验证了文中观点的可行性,并取...     

光纤网络中的云数据并行调度

光纤网络的通信质量受到云数据调度均衡性影响很大,为了改善光纤网络通信质量,提高网络中云数据传输的吞吐量和保真率,通过云数据并行调度,实现云数据传输均衡,提出一种基于自适应判决反馈均衡的光纤网络云数据并行调度模型。构建光纤网络通信的传输信道模型,采用最小均方误差估计方法进行光纤网络的量化融合估计,运用匹配滤波检测器进行云数据中的干扰滤波处理,结合自适应判决反馈均衡方法进行信道均衡,在均衡的信道中对滤波输出的云数据进行并行调度和多线程输出调制。仿真结果表明,采用该方法进行光纤网络中的云数据并行调度的均衡性较好,输出数据的保真率较高,误码率较低,改善了光纤网络的整体性能。     

The Problem of Fairness in Synthetic Healthcare Data

Access to healthcare data such as electronic health records (EHR) is often restricted by laws established to protect patient privacy. These restrictions hinder the reproducibility of existing results based on private healthcare data and also limit new research. Synthetically-generated healthcare data solve this problem by preserving privacy and enabling researchers and policymakers to drive decisions and methods based on realistic data. Healthcare data can include information about multiple in- and out- patient visits of patients, making it a time-series dataset which is often influenced by protected attributes like age, gender, race etc. The COVID-19 pandemic has exacerbated health inequities, with certain subgroups experiencing poorer outcomes and less access to healthcare. To combat these inequities, synthetic data must “fairly” represent diverse minority subgroups such that the conclusions drawn on synthetic data are correct and the results can be generalized to real data. In this article, we develop two fairness metrics for synthetic data, and analyze all subgroups defined by protected attributes to analyze the bias in three published synthetic research datasets. These covariate-level disparity metrics revealed that synthetic data may not be representative at the univariate and multivariate subgroup-levels and thus, fairness should be addressed when developing data generation methods. We discuss the need for measuring fairness in synthetic healthcare data to enable the development of robust machine learning models to create more equitable synthetic healthcare datasets.     

空间调制型干涉光谱成像仪数据压缩方法研究

干涉型光谱成像技术是一种新型的光谱成像技术,近些年来发展迅速。在星载使用时,由于卫星数据传输容量的限制,需要对干涉成像光谱仪获得的原始干涉数据进行压缩,然后经过数据传输,到地面进行解压缩,再进行光谱复原处理,才能交给用户使用,干涉数据的压缩是一项新的技术,国内外很少有专门的文献进行介绍,基于该单位对此技术多年的研究,针对空间调制型干涉光谱成像仪数据的特点,结合环境与灾害监测预报小卫星星座A星超光谱成像仪的数据,提出了一种针对空间调制型干涉成像光谱仪的数据压缩方法,获得了很好的结果。     

近紫外-可见-短波近红外多光谱成像数据的糯玉米种子热损伤粒的无损快速鉴别

为对糯玉米种子热损伤粒进行无损快速鉴别并探索热损伤过程对糯玉米种子的影响,以糯玉米种子“京科糯2000”为例,用Videometer近紫外-可见-短波近红外多光谱成像仪分别以胚面向上和胚面向下方式采集糯玉米种子对照组及热损伤组多光谱成像数据,分别提取胚面向上胚部、胚面向上胚乳部、胚面向下胚乳部单点多光谱数据,并对胚面向上胚部和胚面向上胚乳部多光谱数据做初级融合;对多光谱数据进行基线校正预处理后计算各光谱数据样本标准差,进而通过光谱数据样本标准差的变化分析热损伤对糯玉米种子各部位的影响;基于多光谱数据采用偏最小二乘-判别分析算法建立糯玉米种子热损伤粒无损鉴别模型,对所建模型进行全交互验证,并与近红外光谱数据模型比较。结果表明,热损伤对糯玉米种子胚、胚乳有不同的影响,多光谱数据和近红外光谱数据表现出一致的变化趋势。采用多光谱数据建立热损伤粒鉴别模型,各模型前3主成分得分3D散点图中,对照组和热损伤组样品表现出一定的分离趋势,校正数据正确率在96%~100%之间,交互验证数据正确率在92%~100%之间,其中,糯玉米种子胚面向上胚部光谱和胚乳部光谱初级融合数据建模效果最好,校正数据正确率100%,交互验证数据正确率在98%~100%之间。作为对比,采用近红外光谱数据建立糯玉米种子热损伤粒偏最小二乘-判别分析模型,胚面向上、胚面向下以及二者初级融合数据模型的前3主成分得分3D散点图中,对照组和热损伤组样品表现出较好的分离趋势,各模型校正数据、交互验证数据正确率皆为100%。本研究表明,采用近紫外-可见-短波近红外多光谱成像对糯玉米种子的热损伤粒进行无损快速识别具有较好的可行性,多光谱成像数据各变量样本标准差和近红外光谱数据各变量样本标准差呈现一致的规律;采用胚和胚乳融合多光谱数据所建模型在各模型中具有更高的正确率。     

Optical Computed Tomography Imaging of Absorbers in a Highly Scattering Medium by Detection of Photons Preserving Initial Polarization

A method utilizing light polarization was applied to take the projection data of absorbers in a highly scattering medium. The floor level of the projection data due to diffused light was significantly suppressed by detection of photons which preserved initial polarization. An optical computed tomgraphy image was reconstructed from the projection data taken by this method and exhibited higher spatial resolution than the image reconstructed from the projection data by conventional method.