球面机构的相伴方法与运动几何学研究

用曲面与曲线相伴方法研究球面机构运动几何学,建立了球面四杆机构的运动几何学模型。导出了动定瞬轴面的表达式,讨论了瞬轴面的几何形状及分布区域。研究了球面四杆机构连杆的测地拐点、波尔点等特征点,得到了测地拐点曲线开闭与瞬轴面诱导测地曲率的关系,证明了球面上波尔点曲线是球面上测地曲率驻点的包络线。     

相伴模糊变换半群的一些性质

本文主要讨论相伴模糊变换半群的可交换性、可交换的以及完全性,进一步探讨两个相伴模糊变换半群的直积、限制直积的可交换性、可交换的、完全的性质.     

基于盾构隧道环缝点云的中轴线提取方法

为了降低盾构隧道中轴线提取对原始点云预处理的要求,引入了点云特征提取方法。 首先, 以基于距离差特征的裂缝点云提取方法,识别盾构隧道管片拼接处的环缝点云;然后,以最小二乘 法对提取的环缝内散点进行环缝曲线拟合;最后,在环缝曲线的基础上提取隧道中轴线。 实验结果 表明:基于距离差特征的点云提取方法能够有效识别环缝点云,并在环缝点云的基础上拟合得到隧 道中轴线。 与传统提取方法相比,该方法更加快捷,且提取的中轴线更具有空间感。     

水平集方法中曲线跟踪算法的改进

水平集算法是一种解决曲线演化问题的有效方法，它能够解决一般方法难以处理的拓扑结构变化问题。在水平集算法中，跟踪曲线经过一步演化后的当前位置是一个很重要的步骤，它直接关系到下一次演化计算的精确程度，以往采用的跟踪算法一般是步进方格（Marching Square）算法，这种算法中存在计算重复问题。本文根据图像中曲线跟踪的特点，改进了步进方格算法，减少了其中的重复计算。实验表明，这种改进的算法具有简单实用的特点。     

用Lattice Boltzmann方法计算流体对曲线边界的作用力

通过分析格子Boltzmann方法中边界受力的计算方法, 研究了两种用LB方法计算边界受力的方法——动量转换法和应力积分法, 其中动量转换法较为可靠、 准确, 且易于执行. 应用LB方法模拟了圆柱绕流问题, 并计算出圆柱的阻力系数. 通过模拟凹坑表面的层流流动, 发现随着Re数的增大, 凹坑表面的阻力系数逐渐接近平 板的阻力系数.     

自然边界积分方程及相关计算方法

介绍了自然边界归化理论与D-N边界积分算子，圆周、椭圆周与球面上的人工边界条件，及自然边界元与有限元耦合算法、区域分解算法和其它相关的计算方法，并对这些数值方法进行了分析比较。     

基于中轴线的隧道点云去噪算法

隧道作为一个狭长的封闭空间,其点云内部噪声影响点云分析精度,有效去除隧道点云内部的噪声是基于点云隧道形变分析的关键.提出一种基于中轴线的隧道点云去噪算法.通过对点云双向投影获取隧道在水平和垂直方向的姿态变化,根据高阶多项式拟合两条平面曲线并插值中轴线控制点,通过定义空间线段的夹角加密控制点以表达中轴线.通过计算各控制点处的切平面实现对隧道点云的分割,计算各分块内点到中轴线的距离,并根据给定的距离阈值实现隧道内部点云噪声的过滤.通过两组实验分析证实该方法的可行性与精确性.第一组通过模拟隧道点云数据并采用该方法拟合中轴线,比较分析其与已知中轴线的精度.第二组通过分析处理实际的隧道点云数据,实现隧道点云内部噪声的去除.     

基于DCT域的自适应数字水印算法

针对离散余弦变换(DCT)的特点,提出一种自适应水印算法.选取JPEG量化矩阵若干DCT中频系数,并求均值,比较嵌入位与均值的关系,调整嵌入位的大小实现水印自适应嵌入.利用Arnold变换对水印信息进行预处理和后续处理,降低水印信息的相关性;同时用随机控制方法选取水印嵌入图像块,用于控制随机选取块的密钥作为该算法的一个密钥,实现水印的加密处理,提高水印的安全性.实验表明,该算法在保证隐蔽性的前提下,水印提取效果较好,对旋转、剪切、JPEG、修改等攻击具有较好的鲁棒性和稳健性.     

基于内积和边界差的骨架结构提取

为提高骨架提取算法的适用性,提出一种新型的骨架提取算法.通过对对象的边界元素按照空间距离顺序标号,求出对象内部像素的边界差,由边界差得到8连通的骨架分层.为提高算法的处理速度,提出前向分层和反向跟踪两个过程的骨架细化方法,用向量差Vd和长宽比(LWR)两个参数及支持向量机(SVM)分类器对冗余的骨架分支进行剪枝处理.试验结果表明,该算法提取的骨架具有很好的连通性,尤其适用于提取对象狭长区域的骨架线.     

基于DCT域改进的自适应数字水印算法

针对DCT变换特点,提出一种改进的自适应水印算法.选取3个DCT中频系数,求均值及DCT矩阵主对角线均值,比较嵌入位与它们的关系,调整嵌入位的大小实现水印自适应嵌入.水印信息经过Arnold置乱后嵌入到原始图像.实验表明,该算法隐蔽性良好,水印提取效果较好,对旋转、剪切、滤波、JPEG、修改等攻击具有较好的鲁棒性和稳健性.     

二维图形中轴的离散演化

提出了一种基于反向离散轮廓演化的二维图像离散中轴演化。从一个复杂的轮廓简化后的形状开始,不断恢复该形状,从中构造出一系列层次化的中轴。与以往的中轴算法不同,离散中轴演化计算过程中,用户可以观察到一个物体轮廓及其中轴不断演化的形象过程,比一个没有任何反馈的程序更加方便易懂。由于离散轮廓演化是由一系列简单的点删除操作驱动,对应的中轴演化可以通过局部更新来完成。实验结果表明该方法具有较高的效率。     

一种新的多边形中轴剪枝方法

中轴是空间图形一种降维表达方法,能够保留图形的空间拓扑结构和几何特征信息,并去除冗余信息,它同时也是平移、旋转和尺度变换的不变量.中轴图广泛应用于科学和工程领域,包括地理信息系统、人脸识别、图像处理、计算机视觉和格网产生等.目前,中轴提取算法通常会由于形状轮廓上的噪音,产生冗余的中轴分枝.针对约束Delaunay三角网外心法构建中轴的算法,分析了约束Delaunay三角网外心法逼近中轴出现分枝的原因,给出了一种新的中轴剪枝方法.经多组复杂图形试验,该方法可以有效的剪除冗余的中轴分枝,并且具有良好的普适性.该方法也是对约束Delaunay三角网外心法构建中轴方法的一种优化,一方面使得外心法可以高精确性地逼近中轴,另一方面又可以消除去其副产物——中轴分枝.     

平面曲线间Hausdorff距离计算

为克服传统的针对平面曲线间Hausdorff距离4种情况需分别求解不同非线性方程组的缺点,分两个步骤计算平面曲线间的Hausdorff距离.首先将曲线A进行离散化处理,并计算各离散点到曲线B的最小距离,从中选择若干个距离较大,且满足曲线A上相邻点到曲线B的距离呈"小大小"的点对作为近似解;然后根据各点对处曲线的特点,判断该点附近可能存在4种类型点的哪一种,建立相应的优化模型并进行局部寻优,选择优化结果中最大的距离值作为两平面曲线间的单向Hausdorff距离.该法将平面曲线间Hausdorff距离的计算转化为点到曲线的最小距离计算,计算过程简单有效.两个数值算例验证了该方法的正确性.     

基于Kriging统计的移动曲面拟合

通过方位取点法选取采样点,移动拟合出二次曲面来逼近实际地形。对采样点处的逼近误差进行Kriging统计,获得待定点处高程逼近误差的最优估值。进行了基于Kriging统计的移动曲面拟合综合模型的模拟计算,通过单一曲面模型和Kriging统计模型的逼近误差及精度的比较,验证了综合内插模型的优越性。     

基于POD的含平面缺陷压力管道可靠性研究

无损检测可靠性日益受到重视,针对无损检测缺陷检出概率(POD)与管道可靠性之间的关系开展研究,建立了缺陷检出概率与缺陷尺寸分布规律的定量关系,以缺陷尺寸分布规律为基础,参照GB/T 19624-2004规范中平面缺陷常规评定方法和Monte Carlo理论,提出利用MAT-LAB软件编程实现由缺陷检出概率计算所得缺陷尺寸分布参数进行可靠性分析的安全评定新方法,并利用该方法探求缺陷检出概率和缺陷尺寸与管道结构可靠性的关系,为压力管道设备的安全运行提供必要保障。     

基于分类服务网络模型的延迟计算

给出了网络分类服务系统中网络流的确定型延迟的计算方法和估计。     

基于能量损耗的滚子轴承摩阻力臂计算

为了解决水工闸门滚子轴承的摩擦问题,首先讨论了该摩擦产生的原因,并将其概括为微观滑动、弹性滞后以及黏着效应;然后根据能量守恒原理推导了滚子轴承的摩阻力臂;最后选用常用的滚子轴承材料进行摩阻力臂计算,结果发现滚子轴承的摩阻力臂与打滑比成正比,而与载荷成反比.前者主要是由于打滑比增加时,滚子的微观滑动耗散的能量增加引起的.后者主要是当滚子轴承所承受的载荷增加时,整个接触面内发生微观滑动的面积降低引起的.     

基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法

针对碳酸盐岩微裂缝系统中曲面裂缝特征复杂,流动模拟难以进行的问题,提出一种求解曲面裂缝数字岩心渗透率的方法。首先构建平板裂缝数学模型,并利用格子布尔兹曼方法,得到以开度和倾角为基本参数的微裂缝模型的流动规律;其次基于平板模型的流动规律和曲面裂缝的基本特征将平板模型进行组合求解曲面裂缝的绝对渗透率;最后进行实例验证。结果表明该方法准确有效,可在识别出裂缝相关参数后预测岩心绝对渗透率,避免了大量数值模拟,提高了计算效率。     

相干脉冲下磁通量子比特的几何量子计算

首先计算了旋转磁场下自旋1/2粒子的绝热几何相位。用微波电流脉冲控制量子比特,导致量子比特里产生振荡的磁场。这个效应可以通过一个扰动的哈密顿量增加到总哈密顿量里,对哈密顿量进行旋转变换,得到磁通量子比特哈密顿变化的总效果类似于一个自旋1/2粒子在旋转磁场中的行为,进而计算出相干脉冲下磁通量子比特的几何相位,给定参数得到单比特量子逻辑门。最后简述了基于几何相位设计两比特受控非门。     

基于群智能的计算与仿真方法研究

随着人类认知范围的拓宽,已有的一些智能计算方法在处理复杂问题时,如高维度、多极值等,往往不能取得令人满意的效果.人们从生命现象中受到启示,发明了模拟生命系统的某些行为、功能和特性的群智能方法.对群智能的主要领域群智能计算和群智能仿真进行了阐述,同时还介绍了其相关研究领域.