基于局部体积最大的轮廓线三维形体重构算法

提出一种以局部体积最大为约束条件的轮廓线拼接算法。该算法以上下轮廓线各顶点的每次连接都保证对整个形体体积作出最大贡献为条件,以相对应的两条轮廓线线段的叉积运算值为依据,判断将要连接的两条可能跨距哪条更靠近形体的外侧,取外侧线段为拼接线段,最终完成所有轮廓线的拼接。

改进局部等体积算法下的城市内涝情景模拟

针对城市内涝问题,提出一种改进的局部等体积地表径流汇流模型。首先基于SCS模型获取地表产流;其次通过结合形态学重构方法对分水岭分割算法进行改进,获得相应的子汇水区,提升局部等体积汇流模型的精度;最后以武汉市中心城区为研究区,对模拟结果进行评价。结果显示:1)10 a、50 a重现期下的内涝模拟精度分别为78.1%和78.6%,模拟精度良好;2)最大积水深度、总积水面积、严重积水面积和总积水水量均与重现期呈正相关,并在降雨峰值处,各参数增长趋势均为最大;3)武汉城区2 h短历时降雨过程中,1 a重现期为城市内涝是否严重的分水岭;4)武汉城区暴雨内涝主要集中在江汉区和江岸区。

基于体积语义局部二值模式的行为识别

基于视觉的行为识别是人体运动分析的重要组成,也是该领域一个富有挑战性的研究方向,因此获得广泛的关注.该文将视频中的人体行为看成由每帧轮廓图像沿时间轴堆叠而成的三维空-时体积,提出一种新颖的局部二值模式,即体积语义局部二值模式(VSLBP),用于提取空-时体积中的有效低维特征,通过计算测试序列与已标记的行为训练集特征间的最近卡方距离得到其所属行为类别.在行为库"Weizmann"上实验结果表明,该文提出方法的识别准确率略高于现有最新方法,且能容忍各种复杂的条件,如遮挡、拍摄角度、行为者外观穿着及行为方式等.

偏置出口循环流化床内颗粒体积分数分布的测试

为了研究不同床体布置结构对循环流化床内气固流动特性的影响,在截面为0.35m×0.48m、高4.9m的循环流化床实验台上,以平均粒径为366.2μm的玻璃珠为床料,采用PC6D反射式光纤探针对不同轴向高度截面上不同径向位置处的局部颗粒体积分数分布进行实验测量.采用数值插值和时序分析的方法对测量结果进行分析后发现:床内结构的布置对炉内气固两相流动的影响明显,底部炉膛单侧渐扩结造成颗粒体积分数的径向分布不均,后墙侧颗粒体积分数明显高于前墙侧;受炉膛矩形截面的影响,炉膛截面长边处的颗粒体积分数明显低于短边处的颗粒体积分数;稀相区偏置炉膛出口的布置破坏了炉内气固流动的环核结构,在炉膛左墙和后墙侧形成了颗粒的局部高体积分数分布.利用时序分析的方法对颗粒体积分数瞬时信号进行分析.结果表明,在该工况条件下炉膛底部的气固流动在微观结构上为不稳定的两相结构,在过渡段环核结构的交界位置气固作用最剧烈,颗粒体积分数波动较大.

基于降雨情景模拟的长江中下游流域淹没风险

针对长江中下游流域洪涝灾害频发的现状,基于泰森多边形法和河网密度法分别模拟流域降雨和构建子集水区,采用SCS模型和局部等体积法模拟不同降雨重现期下的淹没水深和范围,并以市为单位进行淹没风险的具体分析。结果表明长江中下游流域产流的高值中心集中在水体和城市用地区域,受淹区主要集中在江汉、两湖平原和长江三角洲等低洼区域;随着降雨重现期的增长,遭遇积水的淹没范围越广,陆域的洪涝程度加剧。降雨量与淹没面积近似呈线性关系,当降雨量<80 mm/d,降雨量每增加1 mm,流域的淹没范围增加947 km^(2);当降雨量>80 mm/d时,淹没范围增加644 km^(2)。在以市为单位的具体分析中,武汉市、南京市、南昌市以及孝感市的淹没范围和风险均较高,因而需重点关注与防御。

汽车多材料控制臂拓扑优化方法

为进一步提高汽车控制臂轻量化水平,提出了一种壳/填充结构多材料拓扑优化方法。采用两组设计变量建立材料插值模型:对第1组设计变量进行两步滤波,利用归一化密度梯度范数将壳区域与填充区域分离;第2组设计变量用于分配填充区域多种材料。为避免填充材料过度聚集,通过映射函数的隐式方法将局部体积约束扩展为多材料填充问题。控制臂优化算例结果表明,材料插值模型能有效识别壳特征和实现局部体积约束,控制臂主体质量较原钢制控制臂减轻13.2%,转向和制动工况下应力水平分别降低55.0%和39.7%,获得较好的轻量化效果。

基于特征矩阵相似性度量的形状对应性分析

针对快速、高效的三维模型形状分析与匹配技术的迫切需求,提出了融合内蕴热核特征与局部体积特征的三维模型对应形状分析方法。首先,通过拉普拉斯映射以及热核分布提取模型的内蕴形状特征;其次,结合模型热核特征的稳定性与局部空间体积的显著性,建立特征匹配矩阵;最后,通过特征矩阵相似性度量及最短路径搜索实现模型的配准与形状匹配分析。实验结果表明,融合热核距离以及局部体积约束的形状分析方法不仅有效地提高了模型匹配的效率,而且能够有效地识别同一类模型的结构特征,可以应用于进一步实现多组模型的协同分割与模型检索。

循环流化床脱硫器提升管内气固两相流场特性

循环流化床烟气脱硫技术是近年来国内外正在研究开发的一种先进技术。研究流化床提升管内气固流场分布情况对设计和优化循环流化床脱硫器有重要意义。以循环流化床脱硫器为研究对象,对特定进口装置下的提升管内气固两相流场特性进行了实验研究,以期为循环流化床内气固两相传质、传热的进一步研究及循环流化床脱硫器的工程设计提供参考。

准二维湿颗粒体系融化过程中的结构与缺陷

研究颗粒体系中的结构与缺陷对于研究固-液融化的物理机制具有重要的价值.本文实验研究了垂直振动下单层湿颗粒在固-液融化过程中的结构与缺陷.根据实验及理论分析构建了湿颗粒体系的接触模型,量化了准二维湿颗粒体系融化过程中颗粒的结构变化.然后以颗粒为点建立Voronoi图对颗粒体系的"相"转变进行研究,并引入了局部体积分数来确定融化过程中缺陷变化的临界状态.实验结果表明,颗粒系统在团簇的边缘开始发生缺陷,并呈现链状的缺陷对向中心蔓延的现象.并且,颗粒发生缺陷时七相缺陷颗粒的局部体积分数显著减小,明显小于五相缺陷和六角相颗粒的局部体积分数.对局部体积分数的分析表明,当最小局部体积分数φ≤0.6652时发生缺陷,当φ≤0.4872时颗粒系统发生从固体到液体的转变.

基于加权互信息的多模图像配准算法

基于互信息方法的医学配准容易出现局部极值现象,导致准确率下降。为此,提出一种基于加权互信息的多模图像配准算法。通过全局滤波和边缘提取进行图像预处理,突出图像特征,采用加权互信息方法实现配准。实验结果表明,该算法能够提高多模图像配准的准确率,加快匹配速度。

高比表面积周期性多孔结构拓扑优化

为了实现具有较高比表面积的多孔结构拓扑优化,引入局部体积约束对设计域内的材料分布进行限制,基于改进固体各向同性惩罚模型的变密度法,构造多孔结构周期性约束条件,以结构刚度最大化为优化目标,建立周期性多孔结构拓扑优化数学模型,采用移动渐近线法求解,得到高比表面积二维周期性多孔结构。通过测量优化后多孔结构单胞的表面积,并与无局部体积约束优化所得多孔结构对比,本方法可通过牺牲较少的结构性能,有效提升周期性多孔结构的比表面积。

基于配流盘表面形貌的柱塞泵空化现象研究

针对轴向柱塞泵配流副内的空化现象,建立了考虑配流盘表面形貌的柱塞泵配流副空化模型,分析了压力、转速和配流盘表面形貌对轴向柱塞泵配流副内空化现象的影响。首先,由于机加工零部件表面具备分形特征,采用了分形理论模拟配流盘表面形貌,在此基础上建立了轴向柱塞泵配流副空化模型;然后,采用有限差分法和松弛迭代法求解了数学模型,得到了符合精度要求的数值解,从而得出了配流副油膜压力分布特征,在此基础上分析了配流盘表面容易发生空化的位置;最后,通过改变配流副的压力、转速和分形参数,得到了不同的压力、缸体转速和表面形貌对配流副空化现象的影响。研究结果表明:配流盘表面易在高压和低压的过渡区域发生局部空化,当配流副排油腔压力达到30 MPa,且配流盘表面较粗糙时,配流盘局部气体体积分数达到92%左右;采用提高配流盘表面的加工精度,降低其表面粗糙度的方法,可以降低配流盘表面产生空化现象的严重程度。

Ricci曲率以及度量球局部回卷体积有下界的Riemann流形

本文是一篇关于Ricci曲率与固定半径度量球的局部回卷体积有下界流形M的近期研究综述.所谓在点x∈M处的度量球B_r(x)的局部回卷体积,是指B_r(x)的(不完备的)万有覆叠上以基本点为中心、r为半径的度量球体积.

紫外线在消毒与环境净化应用中辐射量的测量和计算

讨论了在紫外线应用领域内的一些关键的概念、理论。首次在中文研究领域内引入fluence rate和irradiance的概念,建议翻译为"剂量率"和"辐射照度"。讨论了各种紫外线测量和计算方法,提出了应用"局部体积能量吸收率"、"几何系数"等更准确地计算和表达紫外线辐射场。对于"剂量率"和"辐射照度"在实际应用中的区别和计算进行了介绍。

小管径气液两相泡状流双电导阵列探针测量方法

针对气液两相流局部流动参数测量问题,采用沿管道径向等间距放置的五路双电导阵列探针测量法。首先,利用有限元法模拟分析了不同尺寸运动气泡对电导探针输出响应影响,发现气泡对探针有效检测域的作用强度明显受气泡大小及其运动轨迹影响;然后,根据双电导探针电场分布特性对其几何尺寸进行了优化,分析了双电导探针的灵敏场分布特性;最后,通过垂直上升气液两相流泡状流动态实验,获得了双电导探针对气液两相流分散相局部体积含率、局部流速及泡径尺寸测量结果。

暴雨内涝危险性情景模拟方法研究——以上海中心城区为例

本文采用地理信息系统技术(GIS)与水文/水动力学相结合的方法,使用修正的SCS模型进行产流模拟,利用局部等体积法和水动力模型进行汇流模拟,建立了基于情景的城市暴雨内涝危险性模拟工具,并对相同雨强情景下不同汇流模型的模拟结果与精度进行了对比分析。结果表明:(1)局部等体积法计算简单,对降雨的时程分配较为敏感,峰前历时和雨强对结果影响显著,较适合于雨型确定的城市暴雨内涝危险性快速模拟;水动力模型计算复杂,与整个降雨历时存在明显关系,模拟精度较高。(2)利用台风"麦莎"带来强降雨导致的积水实测数据,对模拟结果进行对比和验证,表明本文建立的水动力模型法模拟结果与实测降雨积水更为接近,更适合上海中心城区暴雨内涝危险性情景模拟。

考虑几何非线性的多相多孔结构拓扑优化设计

本文基于固体各向同性材料惩罚(solid lsotropic material with penalization,SIMP)插值模型提出一种考虑几何非线性效应的多相多孔结构拓扑优化设计方法。通过控制不同材料相的局部体积分数来形成多相多孔结构,利用p-范数将多个局部体积约束聚合为一个全局约束函数,以减少优化问题中的约束个数。采用附加超弹性技术避免几何大变形下的网格畸变问题。最后两个优化算例验证了本文方法的有效性,结果表明:本文方法可以实现不同材料相之间的合理分布,考虑几何非线性效应的多相多孔结构的位移、应力均更小。相比于单材料,考虑多相材料的多孔结构具有更好的性能。