Multi-component joint inversion of gravity gradient based on fast forward calculation

With the development of gravity gradient full tensor measurement technique,three-dimensional( 3D) inversion based on gravity gradient tensor can provide more accurate information. But the forward calculation of 3D full tensor sensitivity matrix is very time-consuming,which restricts its development and application.According to the symmetry of the kernel function,the authors reconstruct the underground source of geological body to avoid repeat computation of the same value,and work out the corresponding relationship between the response of geological body to the observation point and the response of reconstructed geological body to the observation point. According to the relationship,rapid calculation of full tensor gravity sensitivity matrix can be achieved. The model calculation shows that this method can increase the speed of 30-45 times compared with the traditional calculation method. The sensitivity matrix is applied to the multi-component inversion of gravity gradient. The application of this method on the measured data provides the basis for the promotion of the method.

基于张量计算的智慧交通多维数据计算与小样本学习

针对智慧交通场景中样本较少且难以获取的问题,提出一种张量计算与小样本学习相结合的综合模型,从而应对目标域样本不足导致训练效果差的情况。构建基于张量计算的多维计算模型,处理智慧交通场景中的多维异构数据,基于数据的时空相关性获得融合数据张量,将融合数据作为输入数据,经由小样本学习模型进行训练,最终根据消融实验结果比较分析基于不同张量计算方案和小样本学习方法的张量小样本学习模型性能。仿真结果表明,相较于2种基于度量的小样本学习模型:原型网络和匹配网络,基于元学习的小样本学习模型和张量计算模型相结合后的可信度更高,并且基于不同的张量融合方案,元学习模型的准确率和F1值得到了不同程度的提升,其中基于逆分解张量融合方案的模型准确率可达0.95,性能优于平行因子分解(CPD)融合方案。

基于张量相似度的推荐方法研究

传统推荐方法中将用户建模为向量的建模方式只关注用户单方面偏好,为了弥补此种建模方法的局限性,提出一种将用户建模为矩形的张量建模方法。构建了一个基于融合协同过滤与序列推荐算法的推荐模型,该模型集成了Fastformer模型和键值记忆网络对用户张量进行建模;结合用户张量与目标物品的距离及偏置项对用户张量与目标物品的相似度进行计算。在MovieLens和CiaoDVD数据集上对该模型进行实验验证,实验结果表明,该模型能够关注用户多方面偏好并在推荐结果的精准度上优于基线方法,特别是在HR与NDCG评价指标上分别比现有基线方法平均提高了1.4%、1.95%。

分布式张量网络随机化技术的大数据隐私保护

针对数据加密在密钥管理和分发方面比较复杂,现有的安全计算技术在计算或通信成本方面非常昂贵,无法扩展到大数据计算,提出一种随机算法将大数据分解为随机张量网络表示,并分析1D到3D数据张量的隐私泄漏,通过在序列矩阵分解过程中应用大而可控的扰动,将大数据的复杂结构信息随机分散到张量核中,与随机投影算法相比,该算法的时间消耗也很少。实验结果表明,所提张量网络随机化技术有助于大数据的隐私保护。

重力位三阶梯度张量异常的波数域转换计算及其DEXP定量解释方法

现在的仪器测量技术还不能直接测量重力位三阶梯度张量,本文提供了一种基于重力异常及重力梯度张量数据的重力位三阶梯度张量波数域转换计算方法。为验证计算方法的正确性,文中计算了三维模型重力位三阶梯度张量异常,并将重力位三阶梯度张量波数域转换结果和模型正演结果进行对比,结果表明所采用的波数域转换方法是可行的,并且相对于重力异常数据,基于重力梯度张量数据的波数域转换结果精度更高,其均方根误差不超过1 pMKS。此外,基于Vinton盐丘区实测数据利用波数域转换方法得到该地区的重力三阶梯度张量数据,并将其用于DEXP方法的数据解释中,所得的深度以及边界结果与前人的研究结果相符合。

聚磁式场调制电机谐波分析与电磁转矩计算

不同于传统的永磁同步电机,外转子聚磁式场调制型(FCFMPM)电机基于磁场调制原理实现机电能量转换,使得气隙磁场中含有丰富的谐波磁场。利用磁路法推导并分析FCFMPM电机的永磁磁场和电枢磁场气隙谐波特性,明确了参与转矩传递的主要谐波成分。基于有限元计算和麦克斯韦张量法,计算电机稳态运行时气隙磁场谐波对转矩的贡献,并对不同谐波进行了分类。最后进行有限元建模仿真,验证了本文方法的准确性。同时对FCFMPM电机转矩脉动产生的原因进行了解释,为抑制转矩脉动的研究提供了理论依据。

基于张量法的电力系统潮流计算

为提高潮流算法在系统重负荷时的收敛特性,提出2种基于张量法的电力系统潮流计算新方法。方法 1在张量方程没有实数解的情况下采用最小二乘优化算法,获得其相应的张量修正量,从而使基于插值张量法的潮流计算具有更好的收敛性。方法 2为在极坐标下基于张量直接法的潮流计算方法;该方法通过直接计算潮流方程的二次微分,从而直接获得增量的二次项,使得基于张量法潮流计算的收敛性得到明显改善的同时,也大大加快了相应计算速度;其计算速度在系统轻负荷时,与牛顿法相差不多,但在重负荷时,其计算速度相对于牛顿法得到明显的提高,有时超过其30%。多个算例的计算结果表明,所提出的2种算法是有效的。

电磁力有限元分析中麦克斯韦应力法的积分路径选取的研究

电磁力的计算方法中 ,虚位移法精度较高 ,但公式的推导比较复杂 ;麦克斯韦应力法易于推导 ,应用简便 ,但对积分路径的选取较为敏感。本文从理论上证明了在二维有限元分析情况下 ,当选取包围运动物体的外层三角形单元的中线连线作为麦克斯韦应力法的积分路径时 ,这两种方法完全等效 ,为应用麦克斯韦应力法得到精确的数值结果提供了保证。

提高电力系统潮流计算收敛性方法的比较分析

为提高大型电力系统潮流计算的收敛性,现阶段主要采用最优乘子法、张量法和自适应LevenbergMarquardt(LM)方法。分别对这3种方法在数值特点、稀疏实现和计算量方面进行了分析和比较。分析发现,最优乘子法计算永不发散且对牛顿法的修改和增加计算量最少,但计算结果容易陷入局部解;基于插值的张量法对重负荷系统补偿效果较好,但数值稳定性有待改进;自适应LM法能够得到潮流方程的精确最小二乘解,但迭代步的计算较为复杂。采用1个标准系统和2个实际系统进行仿真实验,仿真计算结果表明,相比其他两种方法,自适应LM法具有更好的鲁棒性和数值稳定性,但其实用化依赖于高效的稀疏实现。

地形变旋转张量探讨

在分析地形变组成的基础上,指出旋转与应变张量矩阵同出而异名,两者皆为位移梯度矩阵的不同组合。旋转张量矩阵为位移梯度矩阵与其转置矩阵之差的1/2,为一反对称矩阵,由于该矩阵的对角线元素为零,旋转张量矩阵已退化为一向量,该向量的方向与模表征了地壳的刚体旋转角位移。给出了位移梯度矩阵、旋转与应变张量矩阵的普适表达式,而旋转张量矩阵的诸元素皆为位移分量偏导数的减组合,要想根据旋转张量矩阵计算旋转角位移,必须首先求得位移分量的坐标函数式,且计算得到的旋转角位移又不是一直接观测量,为了克服求取位移分量坐标拟合式的困难,又能对地表旋转成分进行直接观测,提出了一种简单且行之有效的观测与计算方法。

磁场全张量测量计算方法与误差分析

矢量磁场和磁场全张量数据是多磁源反演的数据基础。针对矢量磁场和磁场全张量的测量问题,文章提出了矩阵式矢量磁场连续扫描方法。对利用矢量磁场计算磁场全张量所用的数据结构进行了研究,应用MATLAB软件对常用的十字形和六面体两种不同数据计算结构进行了仿真分析,结果表明,两种计算结构的误差相近且均不大于10%;并分析了基线距离对磁场全张量计算的影响,结果表明,磁场全张量计算误差随着基线距离的增加而增加。

复杂形体重力场、梯度及磁场计算方法

在改进均匀多面体重力场正演公式基础上,利用二阶张量的坐标变换实现对多面体重力场梯度的求解,推导了新的多面体重力梯度和磁场的正演公式,给出了新的统一的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式,并用理论模型进行了检验.同时,应用新的多面体重力场梯度正演公式推导出新的长方体重力场垂直梯度理论表达式.本文给出的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式统一,重磁场联合正演中可相互利用其计算过程中的结果,避免重复计算以提高正演计算效率.

张量形式的非交错网格压力修正算法

以速度逆变分量作为求解变量，运用动量插值的概念改造压力修正方程并推导出相应张量形式的速度修正表达式，从而在一套网络上解决了压力波动的问题，对二维扩张通道中的分离层流和后台阶突扩分离湍流的计算表明，本方法有很好的收敛准确性和稳定性。

电磁脉冲模拟器电磁场计算

利用电磁场张量法计算了平行板电磁脉冲模拟器内的电磁场并推导了其时域解析表达式。按照模拟器的平行板段和前后三角板的结构将平板近似为线网格。场的幅值由各线段元的不同滞后时间叠加来确定,其方向由线段元和场点的单位矢量经简单矢量运算来确定。计算结果表明:平行板段内的场具有横电磁分布特性,而靠近三角板处由于各线段元的非对称性贡献将使场出现其它分量。通过对模拟器的电场测量值与理论计算值相比较可知,两者大致相同。

旋光光纤的数值分析

本文简要概述了旋光光纤的基本理论，在此基础上对旋光光纤的数值解法进行了分析，并以单模光纤为例对旋光光纤的主耍多数ｖ，βｉ，ｕｉ，ｗｉ及Ｋｉ进行了计算．针对一般情况下不能预知张量分电常数ε１，ε２给求解旋光光纤带来的困难，本文总结出一种在ε１，ε２未知情况下求解旋光光纤的简便方法．

反射张量在射线追踪法中的应用

针对射线追踪法(shooting and bouncing ray,SBR)中反射路径计算,提出了采用反射张量表示单次和多次反射作用的方法,并进行了详细推导。对于同一反射路径,射线方向、极化方向的变化可以用同一个张量与原方向的点积表示。通过分析张量的运算,研究了单站情形不同极化下射线追踪法计算结果。算例表明,反射张量表示方法用于射线追踪法正确、有效,可方便地对各种构型的散射目标进行分析研究。

级联分样与分频段功率谱计算的大地电磁张量阻抗估算对比

级联分样和分频段功率谱计算是大地电磁数据处理中的两种功率谱计算方法。本文基于Welch方法,在其他各项处理参数设置相同的条件下,分别将两种功率谱计算方法用于模拟数据和实测数据对比计算。计算结果认为,在无噪声的模拟数据条件下,两种功率谱计算方法得到的测深曲线差异不明显;对实测数据的计算发现,高频部分级联分样要略优于分频段功率谱估计,而在低频部分,分频段功率谱估计的测深曲线连续性与误差情况要好于级联分样。

三维表面电荷法在位场计算中的几点改进

针对常规三维表面电荷法在位场计算中采用平面单元剖分、常值电荷估计致使计算效率低内存消耗大的缺点,对表面电荷法进行改进。采用曲面三角形单元对曲面进行剖分并通过二次多项式进行插值,利用线性或二次插值估计电荷密度以反映电极表面电荷密度的线性及非线性分布的特点,在奇异积分处理上通过切平面法解决格林函数基本解的奇异积分,并给出其具体实现。最后通过两个典型算例进行了验证,结果表明该方法精度较高,具有一定可行性。

三维电磁模拟的积分方程方法

基于电流倡极子的概念，推导了三维电磁模拟中积分方程解的核函数——电型张量Ｇｒｅｅｎ函数，并给出了不同的Ｂａｓｓｅｌ－Ｆｏｒｉｅｒ展式推导电型张量Ｇｒｅｅｎ函数，从而避免了Ｒａｉｃｈｅ使用的两次坐标变换，从计算机角度考虑，并把它转换成易于积分的形式，和ｗａｎｎａｍａｋｅｒ的Ｇｒｅｅｎ函数相比，公式简洁而实用．另外，从Ｌｏｒｅｎｔｚ势出发推导了张型张量Ｇｒｅｅｎ函数．笔者给出的函数形式ＧＥ（ｒ，ｒ′），和ＧＨ（ｒ，ｒ′），由于含Ｂｅｓｓｅｌ的磁型张量Ｇｒｅｅｎ函数元素与电型张量Ｇｒｅｅｎ函数元素积分形式一致，因而对编程计算极为方便．

一种山形自闭式水封的有限元仿真设计

充压伸缩式水封的机械加压方式带来闸门结构复杂和不耐久的缺点,为克服这一缺点,设计了一种依靠水封自身大变形主动封水的山形自闭式水封。该山形水封设计的关键是在设计阶段对各种工况下水封的变形进行准确预计。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形的非线性特征、接触非线性特征、连续介质基本计算原理对某山形自闭式水封进行了仿真计算,论述了山形自闭式水封的封水原理、封水规律和封水有效水头。该山形自闭式水封的应用,可大大削减闸门充压水封装置的建造成本,便于工程维护,耐久性较好,具有较大的推广价值。