基于动态热湿传递的纺织材料孔隙率决定的反问题

除纺织材料的厚度与导热系数外,其孔隙率也是影响人体热湿舒适性的一个重要因素.基于动态热湿传递模型,作者提出了满足人体热湿舒适性的纺织材料孔隙率决定反问题.通过吉洪诺夫正则化方法将纺织材料孔隙率决定反问题归结为目标函数极小值问题.应用巴拿赫不动点理论证明了正问题解的存在唯一性,揭示了织物内热湿传递变化规律.应用L-曲线方法获得了正则化参数的最优选择,采用粒子群最优化算法随机搜索目标函数极小值点,得到反问题的广义解.数值模拟结果验证了纺织材料孔隙率决定反问题提法的合理性和算法的有效性.     

重心法去模糊的环境舒适性指标评价

环境舒适性向来都是比较模糊的概念,对于人体来说只是感官上的瞬间感觉,难以用精确的数学描述,而且主观性较强.考虑到常规的去模糊评价方法容易忽略较小权重因素的影响,导致信息"丢失"的情况,从环境舒适性角度出发,提出重心法去模糊的综合评价方法.方法引用力学中重心的概念,刻画各个环境因素隶属度的集中程度,解决了去模糊过程中出现结果模糊的问题.分析实施例表明,重心法去模糊综合评价方法的分析结果与调查的实际情况较为吻合,吻合度约为91.4%,说明评价方法更具合理性和有效性,为后续的环境舒适性控制器提供准确的输入参量.     

决策方法在反问题研究中的应用

本文讨论了决策方法在反问题研究中的应用.首先阐述在反问题研究中应用决策方法的必要性,然后以一个具体的反问题为例论述了如何确立决策目标.     

偏微分方程反问题:模型、算法和应用

偏微分方程反问题是一个重要的数学研究领域,覆盖了偏微分方程、泛函分析、非线性分析、优化算法和数值分析等不同的数学分支,在介质成像、遥感遥测和图像处理等当代重要的工程领域有广泛的应用.基于问题的不适定性,求解这类问题需要引进正则化思想.但是由于模型的复杂性和广泛性,很难建立统一的正则化框架.本文旨在对几类重要的偏微分方程反问题的研究给出一个系统的总结.在阐明偏微分方程反问题起源和特点的基础上,对以电阻抗成像、波场逆散射和介质热成像为应用背景的三类重要的偏微分方程反问题,系统阐述了核心研究问题、已有结果和方法、未来重要的研究方向.最后从反演方法有效实现的角度,对影响偏微分方程反问题数值求解精度和误差估计的主要因素给出了分析.     

一个分数阶生长-抑制系统的参数反问题

本文研究一个分数阶生长-抑制线性系统模型及其参数反问题.首先利用Laplace逆变换得到正问题解的唯一存在性.其次,考虑一个利用内点观测数据确定微分阶数与衰减率的反问题,应用极值原理在Laplace像空间中证明反演的唯一性.最后,基于正问题的有限差分解,应用同伦正则化算法进行数值反演.计算结果表明算法的收敛性及反问题的数值稳定性.     

关于线性代数方程 Ax=b 的一类反问题

<正> 湖南大学李森林教授在研究一类直接控制系统的绝对稳定性的充要条件时提出了一个关于线性代数方程的反问题(以下简称反问题 I):已知 x,b 是非零 n 维向量,x~Tb>0,则一定存在一个对称正定矩阵 A 满足方程Ax=b.(1)李森林教授在[1]中获得了上述反问题 I 的一个特解,本文就这一类反问题给出了解A 的存在性证明,给出了 A 的几种构造方法,并导出了 A 阵的通解表达式.本文中除特别声明外,一律假设非零的 n 维向量 x,b 线性无关,若线性相关则其解是显然的,无需讨论.     

关于数学课堂操作活动的实践与思考

课堂上的操作活动是学生学习数学的一种重要方式.在设计和实施数学操作活动时,教师需要从活动的层次性、有序性、严密性和生成性等方面加以把握,努力使数学操作活动成为一个生动活泼、富有实效的过程.     

图像反问题中的数学与深度学习方法

我们生活在数字的时代,数据已经成为了我们生活中不可或缺的一部分,而图像无疑是最重要的数据类型之一.图像反问题,包括图像降噪,去模糊,修复,生物医学成像等,是图像科学中的重要领域.计算机技术的飞速发展使得我们可以用精细的数学和机器学习工具来为图像反问题设计有效的解决方案.本文主要回顾图像反问题中的三大类方法,即以小波（框架）为代表的计算调和分析法、偏微分方程（PDE）方法和深度学习方法.我们将回顾这些方法的建模思想和一些具体数学形式,探讨它们之间的联系与区别,优点与缺点,探讨将这些方法有机融合的可行性与优势.     

用3个向量对构造梁振动系统的刚度矩阵

针对梁的离散化模型的刚度矩阵是五对角矩阵,梁振动反问题的实质是实对称五对角矩阵的特征值反问题.该文利用向量对、Moore-Penrose广义逆给出了实对称五对角矩阵向量对反问题存在唯一解的条件,并结合矩阵分块讨论了双对称五对角矩阵向量对反问题解存在唯一的条件,进而计算了次对角线位置元素为负,其它位置元素均为正的实对称五对角矩阵特征值反问题.由于构造梁的离散模型需要的数据可由测试得到,故而其结果适合于模态分析、系统结构的分析与设计等方面应用.最后给出了数值算例,通过数值讨论说明方法的有效性.     

常微分方程中的一类反问题及其应用

现代科学技术的发展使实际问题所涉及到的常微分方程求解问题,并不仅仅局限于古典的常微分方程问题,本文提出的一类常微分方程求解问题与古典常微分方程的求解问题恰恰相反,我们称它为常微分方程中的一类反问题.本文给出这类反问题的数学描述,处理方法以及有关应用.     

半定规划的限制逆问题与广义逆问题

本文提出了半定规划的限制逆问题与广义逆问题，利用半定规划的最优性条件，分别给出了其在l∞，l1,l2模意义下的数学模型，它们仍为半定规划问题。     

Textile porosity determination based on a nonlinear heat and moisture transfer model

The inverse problems of textile materials design on heat and moisture transfer properties are important and indispensable in applications in the body-clothing-environment system. We present an inverse problem of textile porosity determination (IPTPD) based on a nonlinear heat and moisture transfer model. Adopting the idea of the least-squares, the mathematical formulation of IPTPD is deduced to a regularized optimization problem with collocation method applied. The continuity of the regularized minimization problem is proved. By means of genetic algorithm (GA), the approximate solution of the IPTPD is numerically obtained. To reduce the computational cost, an improved algorithm based on BP neural network with GA is proposed in the numerical simulation. Compared with the direct GA searching, the computational cost is greatly reduced, which presents a similar result.     

An inverse problem of Bilayer textile thickness determination in dynamic heat and moisture transfer

An inverse problem of bilayer textile thickness determination in dynamic heat and moisture transfer is presented satisfying the heat–moisture comfort level of human body. Heat and mass transfer law in bilayer textiles is displayed by proving the existence and uniqueness of solution to the coupled partial differential equations with initial-boundary value conditions. The finite difference method is employed to derive the numerical solution to partial differential equations. The regularized solution of the inverse problem is reformulated into solving function minimum problem through the Tikhonov regularization method. The golden section method is applied to solve the direct search problem and achieve the optimal solution to the inverse problem. Numerical algorithm and its numerical results provide theoretical explanation for textile materials research and development.     

结构动力学逆特征值问题的同伦解法

将结构动力学反问题视为拟乘法逆特征值问题,利用求解非线性方程组的同伦方法来解决结构动力学逆特征值问题,这种方法由于沿同伦路径求解,对初值的选取没有本质的要求,算例说明了这种方法是可行的．     

凸二次规划问题逆问题的模型与解法

本文分别考虑带非负约束和不带大量负约束凸二次规划问题逆问题。首先得到各个逆问题的数学模型,然后对不同的模型给出不同的求解方法。     

Determination of unknown functions in a mathematical model of ductal carcinoma in situ

This study deals with the numerical investigation of a mathematical model of breast cancer at the initial growth stage known as ductal carcinoma in situ. This model considered as an inverse problem and the uniqueness of solution of this inverse problem is proved. To solve this problem, a computational approach is developed based on an iterative procedure and space marching and mollification methods. The stability and convergence results are given to support the method theoretically. Two test problems are considered to demonstrate the efficiency and ability of the proposed numerical approach.     

乘法半群上的线性方程组与晶体对势的反演

用乘法半群上的线性方程组来求解晶体原子间对势反演的逆问题.这种方法是解决此类问题的一般性方法.本文还给出了一个计算实例.     

广义的M(o)bius反演公式及其在一个物理逆问题中的应用

用偏序集上广义的Mobius反演公式去求解一类物理逆问题（晶体对势反演）.这种方法是解决此类问题的一般性数学方法.文章中给出的两个应用实例说明了这种方法的有效性.     

结构设计中的高阶灵敏度

本文将静力结构没计问题归结为一类代数特征值反问题．由于灵敏度计算是解决这类问题的重要环节和主要工作，因此在多元函数论的基础上导出了适合于结构设计的高阶灵敏度表达式，该表达式的特点有坚实的数学基础和实用价值．