大跨桥梁监测无线传感网络节点布置方法研究

为了避免无线传感网络出现“能量洞”而造成整个网络的过早死亡,提出一种新型大跨桥梁监测无线传感网络节点布置方法.首先分析了无线传感网络节点的能量消耗原理,提出以数据获取效率作为无线传感网络的性能评价指标,推导了基于数据获取效率的无线传感网络节点布置方法的理论公式,并对几种桥梁测试工况进行了无线传感网络布置仿真分析.仿真结果表明,与传统的节点均匀布置方法和传感节点不参与数据传输的网络节点布置方法相比,基于数据获取效率的无线传感网络节点布置方法能够很好地保证网络中各个节点能耗的均匀性,在相同的成本投入下获得最多的结构状态信息.基于数据获取效率的无线传感网络节点布置方法可充分利用无线传感网络中的所有节点,有效地消除“能量洞”现象.     

一种基于点集自适应分组构建Voronoi图的并行算法

论文提出一种基于点集自适应分组构建Voronoi图的并行算法,其基本思路是采用二叉树分裂的方法将平面点集进行自适应分组,将各分组内的点集独立生成Voronoi图,称为Voronoi子图;提取所有分组内位于四边的边界点,对边界点集构建Voronoi 图,称为边界点Voronoi图;最后,针对每个边界点,提取其位于Voronoi子图和边界点Voronoi 图内所对应的两个多边形,进行Voronoi多边形的合并,最终实现子网的合并.考虑到算法耗时主要在分组点集的Voronoi图生成,而各分组的算法实现不受其他分组影响,采用并行计算技术加速分组点集的Voronoi图生成.理论分析和测试表明,该算法是一个效率较高的Voronoi图生成并行算法.     

无线传感器网络定位求精方法

为了提高传感器节点定位精度,将多种节点坐标计算方案(如极大似然估计、基于泰勒展开的最小二乘法和加权最小二乘法等)应用于定位求精中,并分析和比较了它们的性能.为了解决实际定位过程中锚节点存在的自身位置偏差,设计了相应的坐标求精方法,如总体最小二乘法和约束总体最小二乘法,在此基础上针对无线传感器网络定位误差的特点推广了定位误差的估计下限(参数无偏估计的Cramer-Rao下限).仿真实验结果给出了不同求精方案各自的求精性能和适用场合.在锚节点无位置误差的情况下,在泰勒展开基础上形成的加权最小二乘法更有利于精度提高;在锚节点有位置误差的情况下,约束总体最小二乘法对提高定位精度更有效.     

基于Voronoi随机模型的各向异性闭孔泡沫的弹性性能研究

基于Voronoi各向异性随机模型,通过引入Voronoi随机系数、壁厚随机度以及相对密度,讨论闭孔泡沫胞体分布的随机性、相对密度以及胞体壁厚的不均匀性对泡沫的弹性性能的影响,并将结果与理论预测结果以及实验值进行对比分析。结果表明,泡沫胞体的形状一定时,相对密度对弹性模量各向异性比、泊松比的影响很小,壁厚随机度的增加对弹性模量起减小作用,但对泡沫的弹性模量各向异性比以及泊松比的影响都很小;当泡沫形状各向异性比一定时,随机系数的增加会引起弹性模量、弹性模量各向异性比以及泊松比的减小。     

无线传感器网络中不良节点的判断与定位

为降低整个无线传感器网络的定位误差,基于图论相关原理和方法,对无线传感器网络中存在的边缘节点和亚孤立节点进行了判断,通过对此类不良节点周围的节点密度、接收锚节点的范围和方向进行分析,给出了不良节点定位误差偏大的理论解释和对其进行修正定位的解决方案,确立了无线传感器网络中边缘节点和亚孤立节点的判断与定位方法.不同场景下定位性能的仿真实验显示,运用这种方法,对规则的网络拓扑,经修正后不良节点的定位精度比修正前一般可以提高17%以上;对不规则的网络拓扑,经修正后的亚孤立节点定位精度比修正前一般可以提高10%以上.     

GBER:一种基于簇间网关节点的节能路由协议

针对无线传感器网络现有分簇路由协议簇首节点向SINK节点传输数据时单跳传输距离较长、能量消耗严重的问题,提出了一种高效节能的基于簇间网关节点的路由(GBER)协议.GBER协议能够使簇首节点均匀地分布在网络中,并选择合适的节点成为转发簇间通信数据的网关节点,利用这些网关节点可以分担簇首节点的能量消耗,延长网络生存周期....     

基于Voronoi最小邻近点集的Delaunay三角化方法

针对局部条件下网格生成的需求,提出一种基于节点的Delaunay三角化生成算法,该算法以Delaunay三角形及其对偶Voronoi图的局部性特征为基础,通过在局部搜索最小Voronoi邻近点集,来生成约束点附近的局部网格,通过建立背景索引网格,来提高算法效率。给出算法的原理证明、程序实现、效率分析和测试结果,并给出了算法的应用领域。     

来流不均匀性对冷凝器性能影响的数值研究

基于相关文献提出的冷凝器分布参数模型,运用该模型分析了不同来流分布、不同冷媒流量、不同流程布置以及不同换热管排数时来流不均匀性对冷凝器性能的影响,得出了一些实用性的结论。研究表明：不同的空气来流分布形式对冷凝器性能的影响程度不同,不均匀程度的大小可以由不均匀因子τ来衡量,当来流不均匀程度增大时,不均匀因子τ增大,冷凝器换热性能恶化,整体性能下降。     

每管六涡扁长椭圆管换热板芯片间距对强化传热的影响

基于相关文献提出的冷凝器分布参数模型,运用该模型分析了不同来流分布、不同冷媒流量、不同流程布置以及不同换热管排数时来流不均匀性对冷凝器性能的影响,得出了一些实用性的结论,可用来预测来流不均匀对冷凝器性能造成的影响。所有研究表明：不同的空气来流分布形式对冷凝器性能的影响程度不同,不均匀程度的大小可以由不均匀因子τ来衡量,当来流不均匀程度增大时,不均匀因子τ增大,冷凝器换热性能恶化,整体性能下降。     

无网格方法数值结果的可视化方法与实现

科学计算可视化是科学计算中不可缺少的一个组成部分,其主要任务是将数值模拟产生的大量复杂的数据信息通过计算机技术转换成图形、图像信息。无网格方法是一种基于点的数值计算方法,各离散点之间没有联结信息,其数值结果的可视化后处理是一件很困难的事情,尤其当离散点随机分布时,更是如此。Delaunay 三角化是十分理想的散乱数据的可视化工具,它可以根据一组随机分布的离散点数据生成唯一的近似等边三角形。首先介绍了 Voronoi 图与 Delaunay 三角化的基本原理,然后介绍了实现 Delaunay 三角剖分的算法及无网格方法数值结果可视化的实现方法,最后给出了无网格方法可视化的若干应用实例。