嵌入式实时操作系统内核混合代码的自动化验证框架

"如何构造高可信的软件系统"已成为学术界和工业界的研究热点.操作系统内核作为软件系统的基础组件，它的安全可靠是构造高可信软件系统的重要环节.为了确保操作系统内核的安全可靠，将形式化方法引入到操作系统内核验证中，提出了一个自动化验证操作系统内核的框架.该验证框架包括：（1）分别对C语言程序和混合语言程序（C语言和汇编语言）进行验证；（2）在混合语言程序验证中，为汇编程序建立抽象模型，并将C语言程序和抽象模型粘合形成基于C语言验证工具可接收的验证模型；（3）从规范中提取性质，基于该自动验证工具，对性质完成自动验证；（4）该框架不限于特定的硬件架构.成功地运用该验证框架对两种不同硬件平台的嵌入式实时操作系统内核μC/OS-II进行了验证.结果显示：利用该框架在对两个不同的硬件平台上内核验证时，框架的可重复利用率很高，高达到88%，虽然其抽象模型需要根据不同的硬件平台进行重构.在对基于这两种平台的操作系统内核验证中，分别发现了10~12处缺陷.其中，在ARM平台上两处与硬件相关的问题被发现.实验表明，该方法对不同硬件平台的同一个操作系统分析验证具有一定的通用性.     

基于ABAQUS的显式动力学分析方法研究

显式动力学(The Explicit Dynamic)是针对隐式求解器的一个补充,其分析方法对于求解广泛、各类非线性结构力学问题是一个非常有效的工具,显式方法中的单个增量步取决于模型的最高固有频率,与持续时间、载荷类型无关。ABAQUS/Explicit主要用于碰撞、接触以及失效分析。探讨了ABAQUS显式动力学的基本理论、求解的问题,对显示动力学分析方法中的求解算法、稳定时间极限和能量平衡问题进行研究,给出了显示动力学分析的一般性分析方法。通过案例验证了该方法的可行性,应用该方法可有效解决实际工业生产中的碰撞问题、复杂的接触问题以及复杂的后屈曲问题,可为显式动力学分析方法应用于工程实践奠定理论与方法基础。     

采用POSIT算法的中餐宴会台面的测距方法

针对中餐宴会台面人工测量餐具间距离出现的问题,将图像处理和人工智能技术引入台面摆台效果评判中,提出一种POSIT算法求解中餐宴会台面上餐具间距离的方法。首先,利用Hough圆检测算法识别出中餐宴会台面摆台上的餐碟、汤碟、味碟、水杯、葡萄酒杯和白酒杯上的圆,通过K-means聚类算法对中餐宴会客人人数和餐桌中心花瓶进行聚类;其次,在设计的黑白标定板中选取4个共面点,利用共面POSIT算法估算相机在目标坐标系下的旋转矩阵和平移向量,根据摄像机模型得出聚类标号为10上各餐具间的实际距离。实验结果表明,与人工测量相比,该方法测量精度高、稳定性良好。     

高温作业专用服装材料的热传导模型研究

本文根据热传递的基本原理,运用数据拟合、拉普拉斯等算法,建立了高温作业专用服装材料热传导模型,并通过分步求解找到各层材料的最优厚度。由题设限定时间内温度不超过44℃的条件得到第一个厚度的值的集合记为H1,再在H1中找满足温度不超过47℃的厚度值的集合记为H2,最后在中即可以找到最优厚度。     

C语言公共基础课教学内容与教学方法的改革与实践

本文首先提出“以程序设计方法为主线,以语法和结构为核心,以培养能力和提高兴趣为目标,变应试为应用”的教学理念,在此教学理念指导下,主要介绍在C语言程序设计公共基础课教学中的教学内容与教学方法改革中所采取的具体措施和办法,最后介绍了这些教学内容与教学方法改革的实践效果.     

基于COMSOL的侧向测井有限元计算方法研究

总结了基于COMSOL的侧向测井有限元计算方法,建立了基本的侧向测井数值计算模型,提出了侧向测井数值计算中求解域的确定方法。     

Experimental and numerical study of the fragmentation of expanding warhead casings by using different numerical codes and solution techniques

There has been increasing interest in numerical simulations of fragmentation of expanding warheads in 3D. Accordingly there is a pressure on developers of leading commercial codes, such as LS-DYNA, AUTODYN and IMPETUS Afea, to implement the reliable fracture models and the efficient solution techniques. The applicability of the Johnson-Cook strength and fracture model is evaluated by comparing the fracture behaviour of an expanding steel casing of a warhead with experiments. The numerical codes and different numerical solution techniques, such as Eulerian, Lagrangian, Smooth particle hydrodynamics （SPH）, and the corpuscular models recently implemented in IMPETUS Afea are compared. For the same solution techniques and material models we find that the codes give similar results. The SPH technique and the corpuscular technique are superior to the Eulerian technique and the Lagrangian technique （with erosion） when it is applied to materials that have fluid like behaviour such as the explosive and the tracer. The Eulerian technique gives much larger calculation time and both the Lagrangian and Eulerian techniques seem to give less agreement with our measurements. To more correctly simulate the fracture behaviours of the expanding steel casing, we applied that ductility decreases with strain rate. The phenomena may be explained by the realization of adiabatic shear bands. An implemented node splitting algorithm in IMPETUS Afea seems very promising.     

基于矩阵的多功能产品概念方案求解方法

为将两个单功能产品集成为一个多功能产品,研究了一种基于矩阵的概念方案求解方法。将产品的总功能分解至元功能,元功能用功能基表示,并分为基础功能、应用功能、附加功能三类;分析了产品功能模型,量化了功能相似性,构建了输入流相似矩阵、输出流相似矩阵和功能相似矩阵,定义了矩阵运算规则和过滤规则,从而计算并简化了功能相似总矩阵;构建了功能—元件矩阵,然后使之与功能相似总矩阵计算,得出两个单功能产品的元件关联矩阵;分析了关联矩阵中的元件关系,通过丢弃、保留或修改部分元件,获得了多功能新产品的设计方案。分析了便携式吸尘器和剃须刀的功能相似性和元件关联性,通过所提出的方法获得了一种新型剃须刀的概念方案,验证了该方法的有效性。     

三维悬链线轨道设计的数值算法

有学者提出了考虑方位漂移的三维悬链线轨道设计问题,并建立了数学模型和数值求解的基本思路,为方位漂移轨道设计技术的应用提供了理论框架,但对求解数学模型的实际算法描述不甚清晰,有可能影响其在大位移井工程设计实践中的广泛应用。考虑方位漂移因素的设计约束方程组是一个具有3个独立未知数、多个隐含未知数的非线性方程组,需要使用数值迭代法才能求出其数值解。给出解析形式的垂深增量公式,利用约束方程组中的垂深方程,将3个独立未知数中的一个表示为其他未知数的函数,从而使设计约束方程组可以降维为二元非线性方程组,降低了数值求解的规模和难度。结合隐含未知数的递推计算策略,采用缩半网格法能可靠地求出降维后的设计约束方程组的数值解,特别适用于计算机编程实现。