UPRE方法在图像恢复正则化参数自适应选择中的应用

大多数图像恢复都是不适定问题,需要利用正则化方法将病态方程转化为适定方程。正则化参数主要用于调节图像保真度与图像光滑度之间的平衡,与图像恢复质量的好坏有着密切关系。无偏预计风险估计(UPRE)方法可以自适应选择最佳正则化参数,基于数学理论分析和图像恢复实验,验证了该方法在图像恢复中的可行性和有效性。

北太平洋低纬度西边界流系湍流混合的微观结构测量和参数化方法评估

湍流混合在调控海洋垂向物质、能量交换以及气候变化中都起着重要作用,尤其是在北太平洋低纬度西边界流系,湍流混合通过调节温跃层及海气相互作用,在西太平洋暖池结构及演化和厄尔尼诺与南方涛动的发生、发展中都起着关键作用。然而,由于湍流观测的高风险性和高费船时特征,直接的湍流观测资料非常稀缺,因此,对该海域的湍流混合认知大多数来自细尺度参数化估计。鉴于湍流的高时变特征及该海域海洋环流结构的复杂性及西边界流区动力环境的特殊性,验证不同细尺度参数化方法对该海域湍流估算的适用性对于我们准确了解该海域的垂向混合特征、提升其在数值模拟的精度具有重要作用。本研究利用2020年9月在北太平洋低纬度西边界流系沿130°E,10°~18°N进行的直接的微结构观测剖面仪和同期获取的细尺度温盐流测量,研究该海域湍流混合的特征及两种常用的参数化方法--GHP(Gregg-Henyey-Polzin)参数化方法、MG(MacKinnon-Gregg)参数化方法在该海域的适用性。观测结果表明,该海域上200 m湍流混合总体较强,直接观测得到的平均湍动能耗散率约为10^(-8)W/kg。在温跃层中,某些站点观测的湍动能耗散率可达10^(-7)W/kg,特别是在14°N附近,24.5σθ与25.5σθ之间发现一块强湍动能耗散区,初步分析表明其机制与全日内潮的参数化次谐波不稳定有关。参数化评估结果显示,MG方法与观测值相差0.5个数量级的比例为95%,而基于应变的GHP方法和基于剪切的GHP方法与观测值相差0.5个数量级的比例分别为55%和58%,表明MG方法能较好地估算低纬度西边界流系的湍流混合特征并在水平分布和垂直分布表现出一致的分布特征。该评价结果可为研究人员选择细尺度参数化来探讨北太平洋低纬度西边界流系湍流混合的强度和空间分布提供有益参考。

参数化人体有限元模型的体表样本选取方法

为了准确选取到参数化方法建立的中国女性人体有限元模型的体表样本,设计了一种用于人体体表建模的样本选取方法。通过采用样本估计总体的方法确定体表样本的选取数量;采用计算正态分布区间估计参数和按照数据分布比例方法生成体表样本的身高、BMI和年龄3个统计特征参数;利用拉丁超立方抽样方法按照体表样本统计特征的参数分布生成各样本的选取参数;通过Pearson相关系数检验各特征参数向量间的相关性。基于所设计的体表样本参数生成方法,在置信度为95%、误差不大于10%的条件下,所生成的97例女性体表样本各特征参数所构成向量之间无显著相关性,各特征参数分布与中国女性人体的总体分布相一致。所设计的体表样本选取方法可有效选取到代表中国女性人体特征的体表样本。

基于谐波参数化方法预测控制棒棒位

微型堆中控制棒棒位的准确探测对于微纳型核能系统的远程实时监测和无人化智能化运营至关重要,也会影响功率在线监测的精度。本文提出了一种谐波参数化方法,将高阶谐波拟合为控制棒棒位的多项式函数矩阵,构造探测器响应方程,通过搜索棒位以最小化残差来实现精准的控制棒棒位预测,同时可得到对应的高阶谐波及堆芯重构功率。基于棱柱式气冷堆模型完成验证,数值结果表明,预测棒位的平均偏差为1.6 cm,预测精度较高;相比于固定高阶谐波,节块级功率重构的最大均方根相对误差从6.1%降至3%以内,最大相对误差从14.5%降至5%以内。这些结果验证了谐波参数化方法预测控制棒棒位以及改善堆芯功率重构精度的可行性,并为后续气冷微堆在线监测及故障诊断提供了一种思路。

杂化化学方法“单分子燃料”热物性参数预估方法

杂化化学方法是当前燃烧化学反应动力学建模新方法,尤其用于表征和预测多组分、复杂、真实液态燃料的基础燃烧化学特性.该建模方法主要特征之一是将实际多组分复杂燃料集总为一个“单分子燃料”(其化学式用燃料混合物的平均分子式表示),极大简化了模型规模并提高了预测精度.然而对该类“单分子燃料”热物性参数(包括焓、熵、热容等)的准确预估及其对模型预测精度的影响尚无研究.本文采用3种预估方法,即直接替代燃料法、修正替代法和化学官能团贡献法,获得了我国航空燃料RP-3“单分子燃料”热物性参数预估数据,并讨论燃料替代组分、平均分子式等对热物性参数预估的影响,进而考察了以上方法预估的物性参数对模型预测燃料宏观燃烧特性(点火延迟时间和层流火焰燃烧速率)的影响.

弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法

列车通过弹性支承块式无砟轨道时,扣件和弹性支承块的弹性叠加容易使钢轨倾翻角和轨头横移量显著增大,导致动态轨距扩大,进而影响列车运行的安全性和平稳性。综合考虑轮轨激励形式及其载荷作用关系(包括轮轨垂向力的准静态成分、动态成分及其作用位置、轮轨水平力及其作用位置以及钢轨廓形等)、扣件系统力学特性及其几何参数(包括扣件系统的垂向及横向刚度和阻尼以及外形尺寸等)、弹性支承块力学特性及其几何参数(包括弹性支承块的各向刚度、模量、泊松比以及外形尺寸等),建立准确的力学分析模型和几何关系模型,全面清晰地表征了弹性支承块式无砟轨道结构受力特点。基于力矩平衡计算原理,提出弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,根据单节点实尺模型残余变形试验对理论计算结果进行修正,若考虑消除初始装配间隙影响,支承块间距扩大理论计算值增加0.04 mm加以修正,轨距扩大量应增加0.2 mm加以修正,通过对比分析计算结果、单节点实尺模型试验结果与传统实体有限元模型仿真结果,证明数据吻合度极高。分析与计算结果表明,本文提出的全参数计算方法与单节点实尺模型试验结果、实体有限元模型仿真结果吻合程度良好;利用本文所提出的弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,可以高效准确地开展多参数敏感性分析;能够为不同运营条件下弹性支承块式无砟轨道结构及其部件优化提供设计依据,并奠定充分的理论基础。

高迪建造方法对参数化建筑设计创新的启示——以圣家族大教堂为例

通过分析建筑师安东尼·高迪的经典代表作品圣家族大教堂,对其设计观念和建造方法展开研究,为当代参数化建筑设计创新提供借鉴意义。本文采用比较分析法和案例分析法,探究圣家族大教堂与当代建筑意识、新技术手段的异同之处。采用文献研究法对当代建筑现状进行整合,从而进一步探讨高迪设计方法对当代建筑创新的启示。通过对圣家族大教堂的建造方法展开研究,为当代冰冷的有机建筑走向自然化提供了新的解决思路,同时在如何传承地域文化以及创造出更富有人文内涵的建筑问题上,给予更深层次的思考。

基于水平集带方法的柔顺机构拓扑优化研究

水平集方法在拓扑优化问题中采用隐式函数的零水平集描述结构边界,由于可以方便的表达结构拓扑变化并使结构边界保持清晰和光滑的特性,水平集方法很快成为拓扑优化领域的重要方法之一。但是由于水平集方法在优化过程中存在拓扑变化的不连续性,容易出现数值不稳定、初始设计依赖性等问题。近年来水平集带方法的提出可以有效改善这一现象,成为提升水平集方法拓扑表达能力的重要手段。本文将水平集带引入到参数化水平集拓扑优化方法中,并对其在柔顺机构优化设计问题中的应用开展研究。水平集带方法在水平集函数的零水平集附近引入水平集带区域,采用水平集函数插值可以得到带宽范围内[0,1]区间连续分布的材料密度,并在优化过程中通过逐渐减小水平集带的宽度使带宽范围内的材料密度逐渐收敛至0-1分布。该方法结合了变密度法的优势,使优化过程中材料密度变化保持连续,可以提升参数化水平集方法的稳定性,得到更优的目标函数值,并有效改善水平集方法的初始设计依赖性问题。本文通过多个柔顺机构的拓扑优化算例从不同初始设计、不规则设计域及几何非线性等多方面分析和验证了该方法的有效性,计算结果表明该方法对面向实际工程的复杂设计问题具有较好的适用性。

基于CST参数化方法的巡飞弹翼型优化设计

针对巡飞弹在低雷诺数下与传统飞机不同的翼型需求,对低雷诺数翼型E387进行了优化研究。基于CST参数化方法,分析了不同Bernstein多项式阶数下E387翼型匹配程度,采用序列二次规划算法作为优化方法,以提高升阻比为优化目标进行优化。结果表明:在特定飞行条件下,优化后的翼型升力系数提升了11.127%,升阻比提高了4.173%;采用优化翼型的巡飞弹升力系数提升了9.531%,升阻比提升了6.326%;改善了低雷诺环境下机翼上下压力分布,整体提升了巡飞弹的气动性能。为低雷诺数巡飞弹翼型提供理论依据和设计参考。

基于结构重参数化的权重嵌套式教师-学生网络

教师-学生网络在知识蒸馏、知识扩展、域自适应以及多任务学习等领域的应用中均已取得显著成果且成为重要的框架或范式。在不同的应用场景中,教师-学生网络拥有不同的优化方向。本文针对半监督应用场景下的知识扩展任务提出了一种权重嵌套式教师-学生网络模型。该模型借鉴结构重参数化方法,将学生网络设计为结构重参数化网络,并进一步以其主干分支作为教师网络,实现教师网络和学生网络的嵌套。由于教师网络和学生网络的主干分支共享权重,因此本文所提出的框架可以大幅地缩减传统教师-学生网络模型的参数量以及对显存的要求。为了验证本文提出的框架在半监督设定下的有效性,我们在Food-101数据集上进行了对比实验。实验结果表明嵌套式的教师-学生网络在模型参数量和显存占用量减少超过40%的条件下,实现了在多种标注比例下均取得略高于传统教师-学生网络模型的性能。

八达晕纹样结构参数化解构与再生设计

为提升传统纹样创新设计效率,提出了一种参数化解构和再生设计方法。以八达晕纹样为例,在解读其艺术价值和形态结构的基础上,将其划分为填充、装饰、骨架3类元素,分别拆解为基本图元;各图元参数量化后,构建形态拟合公式,利用Rhino软件建立基础纹样模型;此基础上,通过调整不同参数,生成不同形制的纹样。并进一步,对生成纹样内部区域进行自动赋色。结果表明,基于八达晕纹样的参数化图案设计模型可衍化出不同风格效果的近似纹样,拓展纹样生成的丰富性;相较于传统设计方法,该方法实现由线稿、结构、赋色的一体化设计,为当代服饰纹样再生方法提供参考。

基于文献计量法的Grasshopper参数化设计方法国内应用评述

目的 对Grasshopper参数化设计方法在国内设计领域的应用现状进行梳理和分析。方法 从Grasshopper相关概念出发,利用文献数据库定位发文作者和研究机构;通过文献计量法分析研究热点、归类研究成果、指明演进趋势。结果 梳理出Grasshopper参数化设计方法在不同设计领域中的作用和影响。结论 近15年间,Grasshopper参数化设计年文献研究量持续增长。结合其研究热点与关键词爆发信息,推断出Grasshopper参数化设计在历经推广、发展2个阶段后,目前在建筑结构与建筑设计、风景园林与城市规划、工业设计与产品设计等设计领域的应用日渐成熟。然而在室内设计领域相关应用较少,一方面是室内设计更为微观,缺少数据平台的支持。另一方面是Grasshopper在后期渲染过程中相较于同类软件有一定劣势。建议其在行业间的软件协同、数据整合方面继续完善,实现参数化设计的人文价值。

结构工程中的参数化设计与优化

本论文以结构工程中的参数化设计与优化为研究对象,通过案例研究探讨了在工程设计中引入参数化方法的可行性和优化效果。通过对较多项目的分析总结,论文系统地阐述了参数化设计在工程中的应用,以及如何通过参数化方法实现结构设计的优化。通过对案例进行深入研究,得出了一系列关键性的发现,为今后结构工程中参数化设计与优化的应用提供了有力的理论支持和实践指导。

个性化需求下的陶瓷参数化设计创新方法研究

本文旨在提出一种基于参数化思维的陶瓷创新设计方法,针对陶瓷的概念阶段,利用参数化平台高效产出更好的创意以满足用户的个性化需求。通过从对中国陶瓷产品市场情况的研究中展开,剖析产品质量差距,并进一步探讨中国陶瓷制品创新中的形状、颜色、结构图案等设计思路,推演其造型逻辑,探讨参数化技术应用于陶瓷设计所面临的问题与解决策略。参数化设计已经逐步地由一门技术手段发展为一门有着自己设计思想和设计表达方式的设计风格,对陶瓷产品设计方式的研究也有着很大的理论意义。

基于粒子群算法和控制参数化的多无人机编队重构控制方法

针对多无人机(UAV)编队重构最优控制问题,提出一种基于粒子群算法(PSO)和控制参数化的方法。综合考虑无人机飞行动力学模型和编队重构的终端状态等式约束、安全防撞距离与通信保障距离的连续状态不等式约束。使用一种改进的粒子群算法求出该编队重构问题的最优控制输入;利用控制参数化方法将编队重构问题转化为一个最优参数选择问题,同时应用约束转录方法结合局部光滑技术处理连续状态不等式约束,并在改进粒子群算法获得的最优解下寻找更加精确的最优解。通过对比仿真,验证了所提重构方法的有效性。

基于BIM模型的贝雷架结构参数转化方法研究

为减少BIM模型转化为有限元分析模型时出现信息丢失的情况,本文以贝雷架支承结构为研究对象,基于Visual Studio平台分别对Revit建模软件和SAP2000有限元分析软件进行二次开发工作,实现提取实际工程中的BIM模型信息,以及通过程序接口调用软件的功能函数进行建模的功能。结合装配式结构的建模特点,本文预先在有限元软件中对不同构件单元进行定义和装配,将无法传输的信息要素提前内置到构件中,并将提取的BIM模型参数作为控制变量加载到装配算法中,实现有限元模型与BIM工程模型的联接,完成贝雷架结构从BIM模型到分析模型的转化,该方法能避免重复性的建模工作,实现装配式结构的参数化建模,可根据实际工程模型修改参数达到快速创建模型的目的,扩大BIM模型数据的应用价值。

参数化门窗统计方法与图纸信息研究

在建筑设计中经常需要统计图纸中门窗的数量,用于方案的优化、施工图设计以及经济测算、材料采购。而目前没有完全有效、便捷的工具解决实际工程中常见的门窗统计问题。基于Grasshopper软件,阐述了一种参数化门窗统计的设计方法,并根据理论研究出一种工具解决工程中的相应问题,初步探讨了参数化图纸信息处理的有效性和应用潜力。

圆形双壁钢围堰参数化构造设计方法

双壁钢围堰的作用主要是作为承台施工挡水结构和钻孔平台的支撑结构,承受的荷载包括水流冲击力、水头压力、以及由钻孔平台作用的竖向力。双壁钢围堰应进行专门设计,其强度、刚度及结构稳定性、锚碇系统、使用期等应满足施工要求。根据围堰整体稳定性、结构受力情况等进行验算。本文主要研究了圆形双壁钢围堰参数化构造设计方法,为类似工程实践提供了参考和借鉴。

景观建筑形态设计中参数化方法应用

参数化设计在景观建筑形态设计中的应用,可结合人文环境、个体活动规律等进行模拟,用以表达异质的建筑形态,打造出更加科学化的城市景观,促进设计效率、精准性的大幅提升。同时,还可促进设计思路的拓宽,让人们精神诉求获得更高程度的满足。鉴于此,本文对参数化方法在景观建筑形态设计中的应用进行探讨,以供参考。

材料物性参数识别的梯度正则化方法

本文对梯度正则化方法(GradientRegularizationMethod)作了进一步的研究,给出一种建立了梯度正则化迭代算法和选择正则参数的简明实用方法。文中椭圆算子方程参数识别算例不仅说明了GR法具有广泛的适用性和一定的抗噪音能力,而且收敛速度较快,具有较大的收敛范围。