基于广义超椭球模型的结构非概率可靠性指标

非概率凸集合模型仅需获知结构不确定性的范围或界限来度量结构可靠性,因而适用于小样本不确定性结构工程问题.针对广义超椭球模型,对其非概率可靠性度量问题进行了研究.首先,提出了基于广义超椭球模型的简单非概率可靠性指标,定义为结构功能函数的均值与离差之比,并讨论了该可靠性指标的不一致性问题.其次,为克服上述不一致性问题,提出了一种比例因子非概率可靠性指标,定义为不确定域向外扩大或向内收缩时,失效面与不确定域接触的最小比例因子.最后,通过3个工程算例分析验证了所提非概率可靠性指标的有效性和可行性.

基于回转椭球模型分析烟颗粒非球形性对光散射模式影响(英文)

针对火灾烟颗粒的链状结构特征,采用回转椭球模型,通过“T矩阵法”,分析其非球形性对光散射模式的影响.分别在固定取向与随机取向条件下,分析了“扁长”形回转椭球、球体及“扁圆”形回转椭球的散射光强分布.结果表明,在固定取向情况下,半轴比值a/b=1.0的球体对应的散射光强度分布的等高线均为直线;然而,对于半轴比值a/b<1.0的“扁长”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凸线,半轴比值a/b>1.0的“扁圆”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凹线.在随机取向条件下,球体(a/b=1.0)对应的取向平均散射光强度分布曲线的震荡最为剧烈,而a/b=0.5,2.0,4.0对应的三条曲线表明,非球形性越强的颗粒对应的散射光强分布曲线越平滑.

基于统一横向坐标系的极区地球椭球模型导航方法

针对现有横向坐标系惯导编排在极区导航应用中导航参数转换复杂、不同导航系统间信息交联困难等问题,提出了一种基于统一横向坐标系的极区地球椭球模型惯导编排方案,由传统地球坐标系绕y轴旋转-90°定义横向坐标系,实现横向地理坐标系和格林尼治格网坐标系的统一,解决参数转换与信息交联问题。在此基础上,推导了基于地球椭球模型的惯导编排方案,并解决了统一横向坐标系下横向经纬线不正交的问题。最后,通过中高纬度地区进行惯导实测数据解算与极区仿真试验,验证了坐标系在极区的正确性和适用性。极区仿真所得误差结果 48 h内各项误差符合惯性元件引起的系统误差发散规律,满足极区导航要求。

基于超椭球模型的故障树区间分析方法

针对传统故障树分析方法无法有效处理非精确失效概率的问题,提出了一种新的故障树区间分析方法。利用证据理论,由似真函数和信任函数获得底事件发生的区间概率。基于不确定变量的超椭球描述,构造了故障树区间算子,将底事件发生概率的不确定性传递到顶事件,并设计了求解条件极值的Monte-Carlo仿真算法,从而对故障树进行区间分析。该方法适用于统计数据缺乏或者难以得到实验数据的情况。理论分析和仿真实例表明,本方法合理可行,较好地反映了工程实际情况。

超椭球模型下结构非概率可靠性指标的迭代算法

迭代算法对于非概率可靠性指标的求解及其优化问题具有重要意义。本文基于不确定参数的超椭球描述,研究求解非概率可靠性指标的迭代算法。针对极限状态方程非线性情况较高时可能存在不收敛的问题,提出一个检测严重迂回振荡的判据,并在HL-RF迭代公式的基础上引入修正解,在一定程度上克服迭代不收敛的问题。数值算例验证了迭代算法的正确性和有效性。

椭球模型在马铃薯表面缺陷面积计算中的应用研究

为了提高测量马铃薯表面缺陷面积的精度,在分析了其他方法存在缺陷的基础上提出了适用于马铃薯表面缺陷面积计算的椭球模型,并且利用计算机视觉技术恢复马铃薯几何特征参数并以此计算马铃薯表面缺陷面积。实验结果表明,建立在椭球形数学模型基础上的马铃薯损伤面积的计算误差比直接像素法精度平均提高了1 5%。

基于WGS-84椭球模型的卫星测时差定位精度分析

针对采用WGS 84椭球模型的三星座测时差定位算法 ,分别对高程假设引起的系统误差和随机测量误差引起的定位精度分布进行了分析 ,给出了仿真结果。研究表明 ,该定位方法可以实现高定位精度 ,适合对接近大地水准面的目标定位。

广义合成偏应力椭球模型

本文从应力椭球的概念出发，建立了反映岩土类材料屈服与破坏的广义合成偏应力椭球屈服准则，该准则不仅反映了偏斜应力和静水应力对材料的屈服与破坏的贡献，而且反映了岩土类材料的屈服与破坏与静水应力呈非线性的关系以及静压屈服的特性。将该模型应用于混凝土，其结果与公开发表的文献和实验数据取得了很好的一致性。

基于椭球模型下的高校课堂教学可靠性评估

文章针对高校"课堂教学失效"这一问题提出了基于椭球模型的故障树分析方法,实现了对高校课堂教学的可靠性的量化评估,对改进教学有指导意义。首先建立以高校"课堂教学失效"为顶事件的故障树模型;然后基于课堂教学数据信息的不充分性和动态特性,采用椭球模型来描述底事件,最后基于蒙特卡洛法理论在椭球模型下计算了顶事件的发生概率,从而实现对高校课程的可靠性评估。

基于超椭球模型的飞机液压刹车系统故障树分析

采用基于超椭球模型的故障树分析方法来解决飞机液压刹车系统故障树中底事件故障率概率统计信息不充足的问题,并对该系统进行可靠性评估。根据液压刹车系统原理和故障机理建立系统故障树,引入超椭球模型来描述底事件不确定性,推导了系统顶事件失效概率以及各底事件重要度基于双层蒙特卡洛法的仿真流程,并与区间模型下故障树分析进行对比。结果表明:超椭球模型下的故障树分析只需要底事件失效概率取值范围,而不要求精确的概率统计信息,且相对于区间模型,其结果更加精细,更加符合工程实际。同时通过底事件重要性测度分析可以确定关键失效事件,为刹车系统改设计及重点维护提供指导。

基于椭球模型的圆砾堆积特性分析

堆积特性是颗粒形状、大小等因素的综合体现,也在一定程度上反映了颗粒集合体的力学特性。以河流冲积型圆砾土中主要占比的10~50mm圆砾为对象,利用数字图像技术,通过对大样本圆砾颗粒的形态特征分析,选取轴向系数作为圆砾的形状特征参数,并据此提出了圆砾颗粒的椭球模型构建方法,建立了与实际圆砾料在形状和大小上同分布的圆砾椭球模型数据库,进而通过数值堆积试验分析了单粒组圆砾料的堆积特性,并与室内圆筒堆积物理试验进行对比。有以下结论:圆砾的形态特征主要体现在宏观轮廓形状,棱角特性不明显;圆砾堆积数值模拟结果表明,不同大小粒组圆砾堆积孔隙比变化较小;颗粒间摩擦系数对于堆积孔隙比有显著影响,摩擦系数介于0~0.4时,孔隙比变化剧烈,随后逐渐趋于平缓;室内圆筒堆积试验结果验证了椭球模型模拟圆砾堆积的有效性,标定了重力堆积条件下圆砾料颗粒间摩擦系数约为0.3。

CT扫描的煤岩面裂隙椭球模型重构与张量表征及其应用

CT扫描技术为观测煤岩内部裂隙提供了重要手段,然而由于煤岩CT扫描裂隙场的高度复杂性,对其精确定量描述一直是行业内十分困难的问题。通过CT扫描发现,煤岩内部裂隙结构以面裂隙为主,因此针对CT扫描获得的煤岩面裂隙结构,提出了一种基于椭球模型的解决方案:首先将煤岩CT扫描获得的面裂隙结构离散为三角形面网格,在Geomagic Wrap软件中对三角形面网格进行简化和修复,得到一系列三角形裂隙面代替原有的裂隙结构;然后采用一种特殊的面椭球,即旋转扁椭球,拟合每一个三角形面裂隙,据此实现对整个裂隙结构的椭球模型重构,详细给出了二维空间和三维空间中面椭球重构的控制方程及求解策略,并验证了求解策略的可行性,给出了椭球模型重构CT扫描裂隙场的精度分析;最后利用重构的椭球形裂隙场,分别设计面裂隙方向张量与面裂隙组构张量,定量表征煤岩CT扫描面裂隙结构,同时给出了针对面裂隙方向张量与组构张量的简便计算方法。对于裂隙张量表征理论的应用,选取了简单面裂隙结构、CT扫描获得的真实复杂裂隙结构、真实裂隙场的演化过程等3个具体案例,验证了裂隙张量理论对煤岩复杂裂隙结构的描述能力,并阐明了其与孔隙率、分形维数描述方法之间的异同。关于椭球模型重构方法的应用,除了有助于裂隙结构的定量表征,还介绍了其在裂隙煤岩等效弹性模量预测理论方面的应用前景,并通过数值模拟分析初步验证了理论公式的适用性。

基于椭球模型的无线传感器网络的局部离群点检测

针对现有的无线传感器网络(WSNs)的局部离群点检测算法由于存在未考虑监测环境的异质性而造成邻域划分不准确、检测精度低的问题,提出适用于异质监测环境的基于椭球模型的无线传感器网络的局部离群点检测算法。算法用椭球模型刻画数据分布,节点间只传输模型参数,用椭球参数式方程计算椭球间的相异度;将数据分布的不一致性引入到邻域划分的过程中,最终利用传感数据的时空关联性来确定局部离群点。实验结果表明,提出的算法具有通信量低、检测精度高和误检率低的优点。

地球椭球模型中太阳位置计算的改进

准确高效的太阳位置计算在遥感辐射定标、太阳能获取等多个领域具有重要应用价值。针对传统太阳赤纬角算法对不同年份数据差异考虑不足的问题,采用数值拟合法提出适用于不同年份的改进公式。根据误差曲线所呈现的周期性,采用傅里叶展开法提出以4年为周期的赤纬角改进算法,并推导出地球椭球模型下的太阳高度角公式。蒙气差影响太阳位置观测与计算。针对传统蒙气差算法在低仰角下误差较大的问题,提出0°～30°仰角下蒙气差的改进公式。把改进算法与相应的传统算法进行误差对比,结果表明,改进算法在太阳赤纬角、太阳高度角、低仰角下蒙气差计算的误差均明显降低,计算过程简单高效,符合相关工程项目应用需求。

基于椭球模型的雷达/ESM联合定位算法

为了减少作战过程中雷达的开机时间,采用了ESM辅助方法的进行定位。在雷达关机条件下,利用多平台ESM对目标进行定位;当雷达开机时,采用雷达/ESM联合定位。首先分析了基于椭球模型的多平台ESM交叉定位算法,其次分析了雷达/ESM联合定位算法。通过仿真实验分析,这两种算法具有很高的定位精度;并分析了测量误差对定位精度的影响。结果显示该算法具有一定的应用价值。

基于椭球模型的超视距时差定位精度分析

对流层散射能够实现无线电波的超视距传播。通过目标源信号经过对流层散射到达3个不同探测站的时间差的精确测定,可以实现目标源的高精度定位。为了分析对流层超视距散射三站时差定位精度,给出了基于地球椭球模型的超视距时差定位原理,建立了对流层散射超视距三站时差定位的误差方程,分析了3个不同探测站和散射体位置分布对目标源定位精度的影响。分析结果显示,三站间时差测量误差显著影响定位精度,而三站的站址测量误差和散射体位置误差对超视距定位精度的影响不明显,站站间的基线长度和站型分布对定位精度的分布有显著影响。

跨孔条件下椭球模型的视电阻率异常特征

在跨孔条件下，利用积分方程法计算了孔区内外不同位置、不同产状的三维椭球体模型视电阻率异常。根据所得的典型数值模拟结果，借助视电阻率异常信息剖面图，对异常进行研究，总结了异常特征及其变化规律，并以此为基础分析和认识了其他模型的异常特征。

基于椭球模型的射线跟踪地空信道模型研究

宽带地空信道传输环境很复杂,多径衰落、多径时延、衰落速率、波达方向、相干时间等参数都会影响地空通信系统的设计。为了更全面、准确的描述地空信道特性,利用地空椭球信道模型的建模方法,通过实际测量和统计的实测数据获得俯仰角、直射信号的传输时延和在此仰角下的多径信号的最大时延值,计算得到它的随机波达方向和随机时延,将波达方向应用于射线跟踪,进行信道仿真。这种建模方法既减少了计算量,又提高了仿真速度。仿真结果表明,理论分析模型和仿真结果一致,此方法更加接近实际信道。

基于椭球模型的岩坡稳定非概率可靠评价研究

在考虑影响因素的不确定性条件下,快速有效地评价岩坡的稳定状态成为目前研究的热点。传统概率可靠方法评价要求数据充足且服从某种概率分布,工程中难以实测大量数据支持,从而阻碍了该方法的推广应用。本文针对以上不足,结合平面滑动型岩坡在只需确定变化范围的前提下应用椭球模型表达不确定影响因素的变异性质,采用相应的非概率可靠指标评价了岩石边坡的稳定状态,与蒙特卡洛模拟法计算结果的对比显示两种评价结果一致。基于椭球模型的非概率可靠评价方法所需数据量小,计算简便快捷,在岩坡稳定问题的评价中具有一定的适用性。

基于超椭球模型的T-S模糊因果图的故障分析

研究了用区间数对T-S模糊因果图的故障诊断问题,同时考虑了基于超椭球模型对因果图的故障区间加以约束;首先,建立T-S模糊门,通过D-S理论建立适当的超椭球模型处理因果图中不确定性参量的取值范围和解决复杂系统的故障机理和多态性;其次,将超椭球模型转化成单位超椭球模型,在超椭球内产生均匀分布的随机数,对其进行均匀采样,从而得到了更加符合实际T-S规则的故障可能性区间概率;最后,利用Matlab进行数值模拟,证实了由超椭球模型所得结论的有效性;结果显示:超椭球模型能有效减缓因果图获取精确数据的难度,比区间模型下的范围对因果图更加具有可靠性和实际意义。