一种基于复数域微分的资料同化新方法

提出了一种基于复数域微分的资料同化新方法. 针对变分资料同化中目标泛函梯度计算复杂和精度不高的问题, 首先利用复变量求导法把梯度分析过程转化为复变泛函的数值计算, 进而高效和高精度地获得梯度值; 然后结合经典的最优化方法, 给出了非线性物理系统资料同化问题的新求解算法; 最后对典型混沌系统和包含“开关”现象的单格点比湿发展方程进行了资料同化数值实验, 结果表明新方法能非常有效地估计出非线性动力预报模式的初始条件. 关键词： 资料同化 复数域微分 非线性物理系统 梯度分析     

金属介质复合结构目标电磁散射特性

基于体-面混合积分方程方法,研究了介质导体复合结构目标的电磁散射特性.对导体采用面积分方程,对介质应用体积分方程,由等效原理建立以导体面电流及任意非均匀介质体极化电流为未知量的矩阵方程,利用稳定的双共轭梯度并结合快速傅立叶变换技术(BiCGS-FFT)来加速矩阵方程求解,相对于传统的矩量法大大降低了计算时间和内存需求.数值结果验证了该方法的正确性.同时,它为复杂复合结构目标散射特性研究奠定了一定的基础.     

梯度棒折射率分布系数的计算和验证

本文推导了用离子交换法制作的径向折射率梯度棒的g,h_4和h_6与材料特性相联系的计算公式。根据测定的材料参数,并用本文公式算出的g值与用成像法测得的g值相比较,其结果基本相符。     

周期性梯度折射率多层膜的软X射线反射率

由于界面互扩散的存在,实际的超薄多层膜很难具有清晰的界面结构.假设超薄多层膜为具有周期性梯度折射率的多层膜结构,用直线模型和余弦模型模拟了周期性梯度折射率多层膜的软X射线反射率.结果证明,折射率余弦渐变的多层膜虽然不具有清晰的界面,但它同样具有很高的反射率.     

复代数方程组几种迭代法的比较

本文从二维非线性Schrödinger方程出发,推导出五对角的复代数方程组,并应用高斯-赛德尔迭代法、SOR迭代法、复双共轭梯度法以及预处理复双共轭梯度法等对求解的计算量进行了比较。同时,又将复代数方程组化成七对角的实代数方程组,用高斯-赛德尔迭代法、SOR迭代法以及PCG法(预处理共轭梯度法)等进行了比较。结果表明,PCG法在上述几种方法中是最有效的。本文还对SOR松弛因子的选择进行了讨论。     

Linewidth of electromagnetically induced transparency under motional averaging in a coated vapor cell

The linewidth of electromagnetically induced transparency(EIT) in a coated Rb vapor cell was studied under a magnetic field gradient.The nonlinear broadening of the EIT linewidth with the magnetic field gradient was observed.It was found that the motional averaging of the field gradient was more pronounced at higher laser intensities and larger beam sizes.In the same regime,there was a small linewidth decrease with the increasing magnetic field gradient.We have established a Monte-Carlo model,which gave results in good qualitative agreement with our experiment.Physics pictures for the above phenomena were also suggested.These results provide an understanding of the EIT linewidth behavior under motional averaging,and should be useful for applications in quantum optics and metrology based on coated vapor cells.     

高功率激光系统随机相位屏的特性研究

 高功率激光系统中随机相位屏的统计模型出发,分析了其相位噪声及梯度的一阶和二阶统计性质。研究了完全相干光与部分相干光通过随机相位屏后的传输性质,推导得出部分相干光在经过随机相位屏后,其交叉谱密度的期望等于随机相位屏透过率函数的期望与入射光交叉谱密度的乘积。对该模型下的远场分布进行了数值模拟。结果显示,能量对称分布的完全相干光通过相位干屏后,只有通过随机相位屏透过率函数期望的远场分布是对称的;部分相干光在传输通过随机相位屏后,其谢尔模光束性质不会改变,但光强分布不再具有对称性,且强度明显降低。     

A meshless model for transient heat conduction analyses of 3D axisymmetric functionally graded solids

A meshless numerical model is developed for analyzing transient heat conductions in three-dimensional （3D） axisymmetric continuously nonhomogeneous functionally graded materials （FGMs）. Axial symmetry of geometry and boundary conditions reduces the original 3D initial-boundary value problem into a two-dimensional （2D） problem. Local weak forms are derived for small polygonal sub-domains which surround nodal points distributed over the cross section. In order to simplify the treatment of the essential boundary conditions, spatial variations of the temperature and heat flux at discrete time instants are interpolated by the natural neighbor interpolation. Moreover, the using of three-node triangular finite element method （FEM） shape functions as test functions reduces the orders of integrands involved in domain integrals. The semi-discrete heat conduction equation is solved numerically with the traditional two-point difference technique in the time domain. Two numerical examples are investigated and excellent results are obtained, demonstrating the potential application of the proposed approach.     

联合梯度预测与导引滤波的图像运动模糊复原

针对由相机与所摄景物之间发生相对位置移动所导致的图像运动模糊,提出了一种鲁棒的基于单幅运动模糊图像的盲反卷积算法。该方法首先通过预测图像中的较强边缘信息,实现用简单、易于求解的优化问题在傅里叶域中快速、准确地估计出点扩散函数。然后利用得到的点扩散函数,使用基于梯度约束的非盲反卷积算法复原清晰图像,同时采用一种新的边缘保持滤波器-导引滤波来消除噪声并抑制振铃效应。实验结果表明：本文的算法能够快速地从单幅运动模糊图像复原出具有清晰边缘和纹理的高质量图像,并且运算时间不超过20 s。