基于视觉特性的Riemann-Liouville分数阶图像增强

为了解决Grünwald-Letnikov分数阶微分算法对彩色图像增强容易产生色彩失真以及传统方法增强效果不明显的问题,在分数阶微分视觉模型的基础上提出了一种基于Riemann-Liouville(R-L)分数阶微分的数字图像增强算法。首先讨论了数字图像的分数阶微分视觉模型;接着在R-L分数阶微分方程的基础上构造了8个方向上的分数阶微分增强模板;并讨论了这些微分增强模板的数值运算规则;并在HSI色彩空间对I分量进行分数阶微分实现彩色图像的增强处理。实验表明本文方法具有非线性特性,对图像增强效果明显,且增强     

Riemann-Liouville分数阶图像增强算法及其电路实现

为了解决整数阶微分对图像纹理增强效果不明显及Grümwald-Letnikov（G-L）微分后会使RGB彩色图像边缘色彩失真的问题,提出了一种Riemann-Liouville（R-L）分数阶图像增强算法并讨论了该算法的电路实现.从R-L定义出发,推导出分数阶微分方程,构造了数字图像8个方向上的0~1阶分数阶微分模板并讨论了其数值运算规则,在此基础上构造并实现了数字图像的R-L分数阶微分电路,并在HSI空间对I分量进行分数阶微分实现彩色图像增强.实验结果表明,该算法能比较明显地增强图像的纹理和边缘细节,增强后的图像清晰度和对比度提高,图像视觉效果明显,具有非线性增强灰度图像和彩色图像的复杂纹理特征及边缘信息的独特优势和良好效果.     

分数阶神经型脉冲振荡器

为了使仿生神经振荡器能比较正确地模仿实际生物神经冲动的波形特征,在分数阶微分R-L定义和三角波函数的基础上构造出分数阶神经振荡器,并用该振荡器仿真各种人体活动的生物神经信号.实验表明该神经振荡器是一种可根据实际生物神经特性调整参数的分数维神经振荡器,其输出波形为非方波或非矩形波;能很好地模拟声带外展肌-环杓后肌神经电脉冲信号、动作电位AP、神经元兴奋和神经元仰制等神经信号,可望为未来神经功能修复提供一种技术支撑.证明了生物神经冲动的内在本质规律不是整数维的,可能和分数维有关.     

一维悬移质泥沙数值模拟及其应用

针对传统有限元方法在求解以对流作用为主的泥沙运动方程时所遇到的困难，应用特征有限元方法建立了一维悬移质泥沙对流扩散方程的数值模型并进行了误差分析．利用Matlab数值计算软件编程对水沙模型进行了数值计算，从数值解与解析解的对比以及对河津站1969～1999年实测数据的数值模拟结果可以看出：数值模型对河津站31年的含沙量有较好的模拟，所得数值模型可用于对含沙量较高河流在一段时间内进行模拟。     

将分数阶微分演算引入数字图像处理

为了系统论述图像分数阶微分对纹理细节的增强能力及其侧抑制原理,提出数字图像分数阶微分掩模及其运算规则。论述了分数阶微分的动力学物理意义并推导了分数阶微积分与经典时-频分析之间的关系,分析了在一定条件下二维分数阶微分的可分离性;其次,从信号处理和生物视觉神经模型两个角度提出图像分数阶微分的高斯差感受野模型,并分析其产生的特殊马赫现象;最后,提出并论述了数字图像分数阶微分掩模及其运算规则。计算机数值实验结果表明,对于纹理细节信息丰富的图像信号而言,分数阶微分对灰度变化不大的平滑区域中的纹理细节信息的增强效果明显优于整数阶微分运算。     

关于非平衡吸附条件下地下水水质模拟的探讨

本文讨论了非平衡等温吸附条件下,地下水中溶质的弥散运移规律,特别是探讨了吸附系数α和解析系数β对溶质运移过程的控制作用。讨论了ogata解析解为基础,提出了特征值型有限元方法求解的理论,并以实例验证了后者的适用性。该法可克服常规有限元方法求解水质模型时所产生的数值弥散等问题,从而为求解对流项为主的水质模拟开辟了途径。     

基于分数阶微分的边缘检测

为了提高图像边缘提取的信噪比,更有效和准确检测图像边缘,由信号的微分特性得出分数阶微分算子较传统1阶和2阶微分算子具有更高的信噪比,然后根据经典的G-L分数阶微分定义推导出的分数阶差分方程,构建了近似的分数阶Tiansi模板.实验证明,基于分数阶微分的边缘提取算子,可以有效提取边缘和有比传统的算子更高的信噪比.     

数字图像的0～1阶Riemann-Liouville分数阶微分增强模板

提出了一种数字图像的0～1阶分数阶微分增强模板.从Riemann-Liouville分数阶积分定义出发推导出0～1阶Riemann-Liouville分数阶微分方程及其离散化方程;构造了x轴负方向、x轴正方向、y轴负方向、y轴正方向、左下对角、左上对角、右下对角、右上对角8个相互中心对称方向的分数阶微分模板,并讨论了这...     

强对流问题数值计算的一种迎风有限元方法

采用Green定理将有限元积分方程中的对流项变量从微分算子中分离出来,从插值函数入手建立迎风格式,解决了在Galerkin有限元方法中不易引入迎风格式的问题。通过建立局部斜迎风格式及对几个典型问题的数值模拟,表明了该方法用于对大Peclet数流动及复杂区域流动的数值模拟是可行的。     

三维Navier-Stokes方程的有限元分析

流体力学中,由于所建立的控制方程一般是非线性的,很难用解析法或数值法求解.Navier-Stokes方程是流体力学中一类很重要的数学物理方程,要得到它的解析解甚至是数值解都很困难.推导了三维Navier-Stokes方程的有限元公式,并用ANSYS8.0软件对动脉血管中血液流动进行了数值模拟分析.     

基于MSC．Marc的摩擦叠焊面接触问题数值模拟

选用刚性平冲头与弹性半空间的经典面接触模型为研究对象,通过解析解与MSC．Marc有限元数值模拟结果的比较,确定了偏斜网格以及3级有限元计算对已知接触区域面接触问题的可靠性。对于摩擦叠焊单元成形过程所涉及的基本弹性静力学面接触问题而言,接触面上的法向应力分布从中心向边缘以二次曲线的形式逐渐增大;金属棒直径、轴向外载荷对接触面上法向应力的分布情况影响较大,而径向间隙、不同材料组合对其的影响相对较小。     

三维电磁场有限元数据到有限差格式的转换算法

为实现电磁场作用下三维凝固传输过程高效率有限元/有限差(FEM/FDM)耦合数值计算,针对任意三维ANSYS有限元剖分网格与有限差网格间不规则空间几何对应关系,并基于有限元数值插值原理,提出了一种将三维有限元网格节点上的场量计算结果转换为有限差格式数据的算法.采用基于Visual Fortran6.6A平台的QuickWin模块及Fortran95语言编写了三维数据转换和后处理图形显示程序.经冷坩埚电磁定向凝固等工艺三维电磁场有限元计算结果的FEM→FDM数据转换及三维矢量/标量场结果显示,表明该算法及计算与显示程序是成功和有效的,可为后续基于有限差法的电磁凝固传输耦合计算提供可靠的电磁场数据和有效的图示分析手段.     

计算VLSI电容方法的研究

讨论了几种VLSI版图中电容的计算方法;计算集成电路电容的方法有公式法和数值法两大类。利用数值法计算电容的方法包含有限差分法、有限元法、边界元法和格林法等,分析了以上各种方法的计算原理和优缺点。     

均布载荷作用下正交各向异性固支梁的解析解

针对均布载荷作用下正交各向异性梁在两端固支条件下的平面应力问题，求解了应力和位移的解析解.在求解过程中,构造了一个含待定系数的应力函数,通过Airy应力函数解法,给出了应力和位移的表达式.对固支端边界条件采用两种处理办法,利用应力和位移边界条件,确定应力函数中的待定系数,得到了应力和位移的解析解结果.结果表明,该解析与由Nastran程序计算的有限元数值结果相比,解析解落在有限元数值的附近,两者较为吻合.该解析解对于跨高比较大的梁有较高的精度,并可退化到各向同性梁的结果.     

有限点法及其在固体力学中的应用

本文提出了一种新的数值方法来解决固体力学问题。首先求出了局部区域的近似解析解。然后利用近似解析解和能量泛函取极小值的原理,处理了各种边界条件。本法避免了有限差分法。有限分析法,有限单元法和边界单元法的一些缺点,吸收了它们的一些优点。计算实例表明有限点法在计算精度和效率方面对数值法是一个明显的改进。     

Simulation of the Resin Film Infusion Process Based on the Finite Element Method

A physically accurate and computationally effective pure finite element method （FEM） was developed to simulate the isothermal resin infusing process. The FEM was based on conservation of resin muss at and instant of time and was objective of resin film infusion （RFI） fiber impregnation and mold filling . The developed computer code was able to simulate the resin infusing visually. A numerical example presented here demonstrated that compared with traditional finite element/ control-volume （FE/CV）, and FEM was physically accurate and computationally efficient.     

混合硬化弹黏塑性边界元灵敏度分析

提出了基于一致切线算子概念的混合硬化弹黏塑性边界元法．该方法根据Perzyna弹黏塑性本构关
系，基于混合硬化模型，采用隐式欧拉计算格式，得出了两种常用流动函数下弹黏塑性的径向返回算法
和一致切线算子．利用直接微分方法，建立了灵敏度分析的边界元增量方程，同时还导出了混合硬化模
型应力径向返回的弹黏塑性灵敏度公式．算例和分析结果表明，不同黏塑性流动参数下所得的结果与利
用ANSYS有限元求解的差分法结果一致，弹性和弹塑性是弹黏塑性的两种极限情况．     

一种非线性问题的随机载荷近似解法

在增量非线性有限元法的基础上，引用摄动技术将随机载荷分为确定性部分和摄动随机部分，把确定性部分看做摄动部分的线性基础，提出了在线性随机有限元基础上的小摄动非线性随机载荷近似解方法。这种方法可应用于现有的增量非线性有限元法，具有程序设计简单，有效利用非线性有限元分析程序等优点。     

变系数位势问题的Trefftz有限元法

根据杂交泛函,将变系数位势问题在单元水平上转化为正交各向异性位势问题,近似认为材料性质在每个单元内保持不变,从而提出了基于完备解的Trefftz有限元模型.数值算例表明,所得结果与解析解相当吻合.