基于启发式映射法的未知三维环境路径规划

针对全局环境的未知性和常用规划算法易得到局部最优解的特性,提出一种基于启发式映射法的未知三维环境路径规划算法。在分段规划的策略下,使用启发式映射法来获取分段的子目标,克服了常规直线映射法在一定情况下难以确定目标的缺陷,结合三维环境下的A^(*)算法完成了移动智能体的规划任务。通过MATLAB进行仿真,与直线映射法相比,得到了更短的路径长度,且运行时间更短,可以较好地解决未知三维环境的路径规划问题。

基于Delta分位数映射法的青藏高原中东部IMERG卫星降水误差订正

可靠的降水资料对理解青藏高原水量平衡和水循环过程尤为重要。IMERG(Integrated MultisatellitE Retrievals for Global Precipitation Measurement)是新一代卫星降水产品,具有更广的覆盖范围与更高的时空分辨率,但在高原复杂地形条件下仍然存在较大的不确定性。鉴于此,本研究应用Delta分位数映射法(Quantile Delta Mapping,QDM),对IMERG日降水数据进行偏差订正,使用2001-2010年的中国区域地面气象要素数据集(China Meteorological Forcing Dataset,CMFD)降水数据和IMERG日降水产品分季节建立传递函数,对2011-2014年的IMERG逐日降水进行订正。研究结果表明:(1)Delta分位数映射法能够有效订正IMERG的降水频率、数值和空间分布,对极端降水和负偏差较大区域的订正效果更为明显。订正后的IMERG降水概率分布更加接近观测概率分布,降水偏差也更符合正态分布,改进了对全年和季节降水空间分布的刻画,提高了月降水的精度。(2)订正后日降水量均方根误差由1.49 mm·d^(-1)降低到1.26 mm·d^(-1),精度提高了15.44%;订正后的日降水在不同降水量级的临界成功指数CSI、命中率POD、误报率FAR、准确率Precision和F评分Fscore均有提高,降低了微量和暴量降水的空报率。(3)对极端降水的订正效果显著,降水强度SDII以及极强降水量R95p和R99p的均值更接近观测值;有效提高了对极端降水空间分布的表征,极端降水偏差从30%以上降低到5%以内;SDII、R95p和R99p的均方根误差从1.59 mm·d^(-1)、6.54 mm·d^(-1)、14.89 mm·d^(-1)降为0.65 mm·d^(-1)、3.01 mm·d^(-1)、8.99 mm·d^(-1),精度分别提高了59.12%、53.98%和39.62%。本研究验证了Delta分位数映射法在青藏高原的适用性,有利于为青藏高原气象和水文研究获取更精确的降水数据。

基于分位数映射法的太阳能精细化分布评估及长时预测

太阳能资源的高效开发和利用对人类减少化石燃料的消费及温室气体的排放具有重要意义,为进一步加强东北地区尤其是哈尔滨市区域太阳能资源的高效开发,精细化分布评估和长时预测必不可少。选取国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的数据集,利用分位数映射法,对研究区域未来30年太阳辐射数据进行降尺度处理,从而获得高分辨率太阳辐射数据;根据预测数据分析太阳辐射强度时空分布规律,评估太阳能资源丰富度及稳定性。结果表明:未来30年太阳总辐射呈缓慢的下降趋势,2020—2029年太阳能资源最丰富;总辐射量和日照时数呈现西多东少的分布,尤其是西南区域太阳能资源最富裕,整个区域都达到太阳能资源很丰富的水平,太阳能资源稳定性高,具有很大的开发潜力。

基于隐喻映射法的加湿器产品设计研究

运用隐喻映射法,将文化因子以隐喻的方式融入产品的情感设计中,从而达到用户与产品之间的情感交互与文化共鸣。通过文化隐喻的诠释和重组以及用户的情感认知分析,将文化中暗含的隐喻因素映射在产品的外观和功能之中,从而完成文化隐喻映射的构建。隐喻映射分析方法可以将文化情感因子嵌入到产品设计中,并建立可视化认知设计,以便更好地实现产品感性化描述。隐喻映射分析建立可视化认知设计,让用户更加方便地理解产品的情感内涵。通过视觉化的方式呈现产品的情感因素,可以更加深刻地感受到产品所传达的情感和文化价值,从而更加容易产生共鸣和情感认同。

基于浮动映射法的动力电池包散热结构设计

针对电动汽车运行过程中,电池温度呈现中间高、四周低的分布,从而影响电池使用寿命的问题,以几何平均温度为目标函数,提出基于浮动映射拓扑优化的稳态热传导结构设计方法,通过算例对比分析了单工况和多工况动力电池包的最高温度及温差。分析结果表明,所得到的拓扑构型在多工况时可以有效降低散热过程中的最高温度和温差,使温度分布均匀。最后将该方法运用到动力电池包支撑结构中,结果表明,该方法在有效降低温度的同时,不增加电池包结构的体积,优化了材料的分布,实现了电池包整体结构的轻量化。

基于分位数映射法的四川省ECMWF模式降水预报误差订正分析

为做好ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting)模式本地化释用,提高四川省降水预报准确率,对四川省2020—2021年7—9月模式各量级降水预报系统性偏差规律分析发现,该模式预报的雨日较实况偏多,尤其是攀西地区和川西高原;预报的大雨日数盆地西南部及攀西地区多于实况,而盆地南部少于实况。然后,基于分位数映射法对模式预报的24 h累积降水开展大量级降水订正试验与检验。基于分位数映射法订正后,暴雨及以上量级TS(Threat Score)提高7%~15%,且各量级降水TS均高于多模式集成客观预报产品2%~4%,大雨及以上、暴雨及以上量级命中率提高10%~20%,订正后雨带位置特别是暴雨落区与实况更接近。

积分映射法I/F转换电路的设计与实现

针对传统I/F转换电路逻辑复杂、器件性能要求高的情况,设计了一种基于积分映射法的I/F转换电路。将第一级积分电压输入映射电路,积分电压映射到控制芯片TTL标准内,使控制芯片同时实现电压比较、逻辑控制两种功能,取代传统I/F转换电路专用比较和逻辑控制2个分立模块。通过Multism建立仿真模型,验证了所设计电路的功能特性。在常温条件进行电路测试,实验结果表明:所设计的I/F转换电路零位稳定性优于2.14366×10^(-6),线性度达到10个ppm内。

基于二元混合分布分位数映射法的长江上游区域气候模式模拟降水偏差校正

采用4组多参数的二元混合分布QM法对RegCM4模式输出的长江中上游流域日降水进行偏差校正,并对不同单分布和混合分布QM法的偏差校正性能进行评估。结果表明:在选取的单分布中,伽马分布对长江上游流域降水的适用性最高,超过50%的降水事件可由其解释,耿贝尔分布适用性最差,仅能解释10%左右的降水事件。采用二元混合分布QM法订正的模拟降水在均方根误差、和方差、相关系数等性能参数整体优于单分布QM法的校正结果。基于伽马-广义极值分布的QM法对流域内降水的订正效果最佳,能显著降低RegCM4模式中模拟的降水湿偏差。

基于映射算法的高精度交流钳形表设计

为了拓宽钳形电流表的使用场合,采用映射算法设计出高精度交流钳形表,比普通钳形表具有更高的测量精度,使得钳形表可以应用在高测量精度要求的场合。

基于空间映射法的微带滤波器设计方法

针对传统全波电磁仿真工具耗费的时间成本和硬件资源高、电路仿真软件无法保证设计精度的问题,提出一种基于空间映射法的微带滤波器设计方法。首先使用电路仿真软件建立滤波器模型,优化电路模型,快速得到电路模型理想值;然后通过全波仿真软件建立相应模型,仿真得到响应结果,将该结果代入电路模型中,通过建立误差函数优化电路模型,使其响应接近于全波仿真响应,通过对比此时的电路模型与理想电路模型,推断得到全波仿真模型的优化方向。此方法无需扫参,大大减少了全波仿真次数,快速得到全波仿真模型最优解。利用该方法设计一款X频段微带滤波器,实测通带内插损小于1 dB,回波损耗小于-14 dB,进而验证了该方法的有效性。

基于映射法的三维有限元网格自动划分

网格自动划分技术是金属成形过程有限元分析的关键环节之一。本文对基于映射法的三维有限元网格自动划分过程进行了深入研究，详尽分析了相应的处理技术和算法，开发了适用于复杂形体的三维有限元网格划分的通用软件，并给出该软件的若干应用实例。

二维电磁场-流体-温度场耦合仿真节点数据映射算法研究

在二维电磁场-流体-温度场耦合分析中,针对电磁场计算域与流体-温度场仿真域网格不匹配的情况,需要引入异构网格节点数据映射算法来实现数据的传递。为将电磁场损耗准确映射到流体-温度场的相关网格单元和节点上,提出快速映射法和径向基函数法,并结合两种方法的优点提出异构网格节点数据映射的混合算法。结合具有解析解的算例和换流变压器铁心漏磁场映射的实例,验证三种算法的可行性;讨论网格疏密对映射算法精度的影响;分析比较径向基函数法、快速映射法和混合算法的映射精度,并从计算效率方面对径向基函数法和快速映射法进行对比。结果表明:快速映射法、径向基函数法和混合算法各具优缺点,对不同算例,需要根据其模型和网格特点选择适当的映射算法,以满足精度要求,为二维电磁场-流体-温度场耦合仿真奠定了基础。

基于力状态映射法辨识非线性结合部动态参数

频域分析中,运用力状态映射法对复杂结构非线性结合部等效动力学参数进行辨识,从而大大减少了在时域分析中需要大量数据带来的问题。由于结合部等效动力学参数的数学模型未知,加上试验时噪声对辨识精度的影响不可忽略,若采用传统最小二乘法求解时,方程发生病态,其解出现不适定问题。针对这种情况从以下两方面进行深入研究:假设所建立的数学模型包含所有精确项和冗余项;假设所建模型不包含所有精确项。采用Tikhonov正则化与迭代算法相结合对结合部等效力矢量模型进行更新,从而辨识出结合部等效动力学参数。分析发现即使实际模型不包含所有精确项,只要进行不断的模型更新,满足最终的收敛准则,辨识的精度仍然很高。最后通过算例验证,表明了本方法具有很高的辨识精度。

映射法在三维六面体有限元网格生成中的应用

描述了三维六面体有限元网格生成过程，详细地阐述了网格生成的关键技术———映射－ 采用了两种映射法，即等参映射和无限映射。

基于几何映射法的钣金展开有限元逆算法

在现有线性变形逆向映射法的基础上 ,采用几何映射法计算变换单元 ,避免单元刚度矩阵出现畸形 ,提高钣金展开有限元逆算法的稳定性和收敛速度 ,对几何映射法与投影法所计算的变换单元进行了对比 ,数值计算结果表明用几何映射法计算的初始估算展开料形状更接近于最终的钣金件展开形状。以涡轮叶片和曲柄轴箱盖的展开为例对改进后的有限元逆算法进行了实验和数值验证 ,试验结果显示 。

非线性动力系统全局分析的变胞胞映射法与转子／轴承系统的全局稳定性

在Ｐｏｉｎｃａｒé映射及胞映射理论的基础上，提出了一种非线性动力系统全局分析的新方法——变胞胞映射法（ＡＰＣＭ法），这种新方法改变了原胞映射法中胞在胞空间分布的不合理性及运算逻辑的不合理性，更适用于高维、大求解域非线性动力系统的求解。应用此方法，对具有非线性油膜力的Ｊｅｆｃｏｔ转子轴承系统进行了全局分析，绘制了系统分岔后的全局吸引域图。

面向电磁装置磁-热耦合分析的异型网格映射方法

采用弱耦合有限元法求解电磁装置中的电磁场、流场和温度场的耦合问题时,电磁场计算得到的能量损耗要通过网格传递到温度场作为载荷,结合空气或液体的散热进行热分析。由于电磁场和热-流场在求解时对网格离散要求相差很大,因此若要兼顾各种场的要求需剖分成统一的有限元模型,势必会造成网格单元数很大、提高计算代价。而如果采用不同的网格模型,则无法实现网格间的数据直接映射。提出一种异型网格映射法,通过高斯积分及坐标变化来实现不同场之间不同网格的数据映射。此外,还提出了该方法的精度控制策略及误差修正系数,以保证计算结果的准确性。将异型网格映射法应用于文献中空气绝缘三相母线槽热分析中,将计算结果与常规同型网格直接映射方法及实验结果进行对比,进一步验证了该方法的有效性。

基于空间矢量映射的新型轮轨接触点算法

针对铁道车辆动态轮轨接触问题提出一种新的轮轨几何接触算法——空间矢量映射法。空间矢量映射法根据空间矢量映射原理和轮轨外形的基本特征,将轮轨接触视为空间曲面接触,以轨道截面为基准,以轨面宽度作为轮轨可能接触的最大范围,采用一定的接触点寻找和判定原则,准确地找到车轮在不同横移量和摇头角下的轮轨接触点。并自编一套轮轨关系软件TPLWRSim,以LMA型车轮踏面为例,分别建立轮对与轨道、轮对与滚轮和轮对与槽型轨的三维模型,仿真不同轮对姿态下的轮轨接触状态,并通过与轮轨接触几何外形和磨耗后的车轮踏面接触几何关系的对比验证算法的准确性和有效性。仿真结果表明此算法可很好解决铁道车辆的轮轨几何接触问题,能快速准确地求出轮对任意姿态下与轨道的接触点,并对不同踏面和轨道外形具有很好的适应性。

拓扑优化密度映射的非均匀蜂窝结构设计方法

针对二维蜂窝结构在共面方向集中载荷作用下承载性能的不足,提出一种基于拓扑优化密度映射的非均匀蜂窝结构设计方法.该方法将拓扑微单元的密度信息映射到蜂窝胞元的壁厚上,并采用响应面与协同优化方法对蜂窝胞元尺寸参数和密度映射权重参数进行优化,获得胞元壁厚非均匀的蜂窝结构.最后通过三维打印制造非均匀蜂窝试件,与等体积均匀蜂窝进行三点弯曲实验对比,证明文中方法所设计的结构能够提高蜂窝结构的局部强度.

缺乏地震动加速度记录地区地震动估计的映射法

本文提出了缺乏地震动加速度记录地区地震动估计的映射法，此法的关键步骤是利用缺乏地震动加速度记录地区Ｂ和已有足够地震动加速度记录地区Ａ的地震烈度衰减关系的映射法，从而求得此两地区的映射地震对，使地震对中的地震所给出的两地区的地震烈度相同。此法的基本假设是：对于Ａ区内的任一地震（ＭＡ，ＲＡ），在Ｂ区内必然存在着一个与之相应的地震（ＭＢ、ＲＢ），使得此一对地震在各自区内引起的地震烈度Ｉ和地震动参数Ｙ相等，即ＩＡ（ＭＡ，ＲＡ）＝ＩＢ（ＭＢ，ＲＢ）和ＹＡ（ＭＡ，ＲＡ）＝ＹＢ（ＭＢ，ＲＢ）。这里，Ｍ和Ｒ分别为地震的震级和表示空间位置的距离。此法的优点是：（１）无需寻求地震动参数与地震烈度、地震活动性参数之间的函数关系，因为这种关系不易求得；（２）可以估计任何地震动参数，只要它是可以根据地震的大小和距离来估计；（３）地区的地震地质背景的影响在烈度衰减关系中得到了考虑。文中给出了例题说明这一方法。