双重孔隙流体饱和介质弹性波散射二维IBIEM模拟

基于平面波势函数,采用间接边界积分方程法(indirect boundary integral equation method, IBIEM)研究了双孔隙流体饱和介质中弹性波入射下二维孔洞的散射特性。推导得到了双孔隙介质中全空间二维线源动力格林函数,并给出了各散射波的位移场和应力场。在数值精度验证的基础上,以双孔隙二维饱和全空间中孔洞为例,解决了平面P、SV波入射下的地震波散射问题。数值结果表明:双重孔隙介质中的位移幅值、环向应力幅值、孔隙压力变化规律与不同入射波形,入射频率,孔隙率和边界排水条件密切相关,位移幅值在低频(无量纲频率η≤2)入射时出现峰值。环向应力幅值与干土条件相比更为复杂,基质孔压与裂缝孔压的存在增大了双重孔隙饱和介质的能量效应,总体震动趋势大于干土条件,环向应力放大可达62%。

基于小波散射变换和MFCC的双特征语音情感识别融合算法

为了充分挖掘语音信号频谱包含的情感信息以提高语音情感识别的准确性,提出了一种基于小波散射变换和梅尔频率倒谱系数(Mel-frequency cepstral coefficient,MFCC)的排列熵加权和偏差调整规则的语音情感识别融合算法(PEW-BAR)。算法首先获取语音信号的小波散射特征和梅尔频率倒谱系数的相关特征;然后按尺度维度扩展小波散射特征,利用支持向量机得到情感识别的后验概率并获得排列熵,并使用排列熵对后验概率进行加权;最后采用一种偏差调整规则进一步融合MFCC的相关特征的识别结果。实验结果表明,在EMODB、RAVDESS和eNTERFACE05数据集上,与传统的基于小波散射系数的语音情感识别方法相比,该算法将ACC分别提高了2.82%、2.85%和5.92%,将UAR分别提升了3.40%、2.87%和5.80%,IEMOCAP上提高了6.89%。

刮削层内低杂波波散射全波解数值模拟研究

低杂波电流驱动(Lower Hybrid Current Drive,LHCD)是托卡马克的主要辅助加热与电流驱动方式之一,研究表明,低杂波在刮削层内的边界寄生效应会显著降低低杂波电流驱动效率。其中,边界密度涨落引起的波散射会导致刮削层内的低杂波波谱变化,从而改变低杂波功率沉积位置和电流驱动效率。本文使用全波解方法研究全超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置上刮削层内密度涨落导致的低杂波波散射,重点分析不同特征的低频电子密度涨落对波散射的影响。模拟结果表明:密度波包(blob)引起的散射导致低杂波功率流的空间结构的改变,blob造成的背向散射比前向散射更明显;blob内的密度涨落大小主要影响波场扰动幅度,blob的半径主要影响波散射的空间范围,多个blob造成的全场扰动显著增加。

地下掩埋物弹性波散射的间断有限元建模

针对现有大型弹性波模型数值模拟内存占用高,高阶计算精度不足等问题,基于COMSOL弹性波时域显式接口提出弹性波模型的间断有限元建模方法,推导了间断伽辽金有限元算法(DG-FEM)的空间及时间离散框架。通过模拟兰姆问题,对比解析解验证了该方法在模拟弹性波传播问题的准确性和高效性。对掩埋物的弹性波散射进行了模拟仿真,分析散射波场特征,探讨了掩埋物识别定位的机制,为掩埋物识别与探测等相关研究提供了有效借鉴。

基于小波散射卷积神经网络的结构损伤识别

损伤识别是结构状态评估领域的关键问题之一,对确保结构安全性有重要意义。深度学习算法在基于振动的结构损伤识别方面带来了许多突破,但从海量数据中挖掘结构损伤关键信息仍是亟待解决的技术难题。该研究提出了基于一维卷积神经网络(one-dimensional-convolutional neural network,1D-CNN)深度学习的结构多类型损伤识别模型,采用小波散射变换对1D-CNN架构第一层卷积滤波器进行替换,通过散射系数实现输入层原始数据降维与特征提取,结合CNN卷积层、激活层和池化层实现监测数据特征增强处理。在此基础上,结合1D-CNN全连接层与Softmax函数实现特征数据分类,从而实现结构多类型损伤定位与定量高效识别。通过钢桁架结构和斜拉桥两种数值模型对上述框架进行了验证。结果表明:与普通卷积神经网络模型相比,基于小波散射卷积神经网络的结构损伤识别精度显著提升,损伤分类准确率达95.0%以上。随着传感数据环境噪声比例的增加,小波散射卷积神经网络损伤分类准确率虽略有下降,但仍保持较高精准度,说明该方法具有较强的鲁棒性抗噪能力。

基于小波散射网络的聚乙烯管道热熔接头缺陷太赫兹识别

采用频率范围为0.25~2.5 THz的反射式脉冲太赫兹时域光谱系统,对聚乙烯管道热熔接头缺陷进行了无损检测。利用PE100板材之间的热熔焊接模拟实际聚乙烯管道的热熔焊接,分别制作了标准热熔焊接和冷焊、过焊、未熔合和夹杂热熔缺陷接头样件。通过太赫兹系统逐点扫描,并对接头位置进行了波形及峰度成像分析。其中未熔合和夹杂热熔缺陷样件与标准焊接样件在波形上有明显差别;冷焊、过焊、未熔合及夹杂热熔缺陷在峰度成像图中可见明显缺陷轮廓。针对标准焊接和夹杂、未熔合热熔缺陷构建第一类小波散射网络-卷积神经网络缺陷识别模型进行缺陷定性分析,其缺陷识别率均可达到98%以上。针对标准焊接和夹杂金属、粗沙、树枝缺陷构建第二类缺陷识别模型进行定量识别,其缺陷识别相对误差均在7.42%以下。

基于CM-OMEMD和小波散射网络的语音情感识别

语音情感识别(Speech Emotion Recognition,SER)是人机交互的重要组成部分,具有广泛的研究和应用价值。针对当前SER中仍然存在着缺乏大规模语音情感数据集和语音情感特征的低鲁棒性而导致的语音情感识别准确率低等问题,提出了一种基于改进的经验模态分解方法(Empirical Mode Decomposition,EMD)和小波散射网络(Wavelet Scattering Network,WSN)的语音情感识别方法。首先,针对用于语音信号时频分析的EMD及其改进算法中存在的模态混叠问题(Mode Mixing)和噪声残余问题,提出了基于常数Q变换(Constant-Q Transform,CQT)和海洋捕食者算法(Marine Predator Algorithm,MPA)的优化掩模经验模态分解方法(Optimized Masking EMD based on CQT and MPA,CM-OMEMD)。采用CM-OMEMD算法对情感语音信号进行分解,得到固有模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMFs),并从IMFs中提取了可以表征情感的时频特征作为第一个特征集。然后采用WSN提取了具有平移不变性和形变稳定性的散射系数特征作为第二个特征集。最后将两个特征集进行融合,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器进行分类。通过在含有七种情感状态的TESS数据集中的对比实验,证明了本文提出的系统的有效性。其中CM-OMEMD减小了模态混叠,提升了对情感语音信号时频分析的准确性,同时提出的SER系统显著提高了情绪识别的性能。

裂纹对圆孔SH波散射与动应力集中系数的影响

采用G reen函数法研究SH波入射时在圆形孔洞附近存在裂纹的情况下圆孔散射动应力集中系数的求解.取含有圆形孔洞的弹性全空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为G reen函数.首先求解圆形孔洞在SH波作用下的散射问题,然后利用G reen函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的“人工切割”,以恢复存在的裂纹.建立圆孔周边动应力的求解积分,得到动应力集中系数的解答.最后对圆形孔洞附近单裂纹问题进行了研究.

奇异积分方程在裂纹体弹性波散射问题中的应用

结合２０多年来国内外的研究成果，评述奇异积分方程在裂纹体弹性波散射问题中的应用，特别是在界面裂纹散射问题中的应用．讨论如何将裂纹散射问题归结为奇异积分方程、如何用数值法求解这些方程等问题，并指出奇异积分方程法与其他积分方程法的关系．

半空间边界半圆形凹陷对SH波散射的模糊响应

利用波函数展开法考虑半空间边界半圆形凹陷对SH(shearing horizontal)波的(模糊)散射问题,得到边界半圆形凹陷处环向动应力集中系数和位移放大系数与波数之间的非线性关系式,考虑到波数的模糊性,为避免区间算法的不可逆性以及非线性方程求解的困难,特将模糊量隶属函数分段处理,使隶属度与模糊量一一对应,从而将原来的模糊问题转化为分段处理的确定性问题。给出的算例具体讨论凹陷边界处环向动应力集中系数和位移放大比率由于波数的模糊性而带来的模糊变化分布情况。

界面圆孔对SH波散射的远场解

采用格林函数方法研究界面圆孔对SH 波散射的远场解答.在构造格林函数并求解界面圆孔对SH波散射及其近场解答的基础上,继续研究该问题的散射远场,给出了散射波远场位移模式和散射截面的解答.通过具体算例,分析了不同材料组合而成的界面圆孔对SH

含孔von Kármán板中的高次谐波散射现象

基于vonKarman板大挠度弯曲理论，利用谐波平衡法及小参数振动法，研究了含孔vonKarman板的非线性波散射问题．通过分析发现：由于弯曲应力与中面力的非线性耦合，vonKarman板中会出现高次谐波散射现象．

界面上圆形衬砌结构对平面SH波散射

研究界面上的圆形衬砌结构对平面SH波散射与动应力集中问题.在一个含有半圆形衬砌缺口的弹性半空间水平面上,Green函数是受时间谐和的出平面线源载荷作用的位移基本解.采用沿界面“剖分”圆形衬砌结构的方法,并利用界面连续性条件建立起问题的定解积分方程组,进而得到圆形衬砌上的动应力集中解.最后给出了关于界面圆形衬砌结构上动应力集中系数的数值结果,并对界面圆形衬砌结构的动应力集中系数的影响进行了讨论.

含孔von Karman板中非线性波散射与边值问题

基于vonKarman板大挠度弯曲理论，利用小参数摄动法，分析研究了含孔vonKarman板的非线性波散射与动应力集中问题．其中一类可看成是薄板弯曲波动问题的控制方程，而另一类可模拟为弹性力学平面应力问题的基本方程．当有单频波入射时，由于弯曲应力与膜应力状态的非线性耦合，孔洞会产生高次谐波散射现象．建立了求解本问题的边界积分方程法，利用积分方程法交替求解这两类问题，最终可获得问题的近似分析解．

地震波散射理论及应用研究综述

回顾了地震波散射的概念、研究历史及分类.对散射理论及应用研究成果进行了系统评述,特别对前人关于散射波数值模拟和应用研究的不足进行了总结:(1)观测系统设计不合理;(2)对散射波的特征研究缺乏系统性;(3)对复杂散射波场的识别方法没有进行系统研究;(4)适合散射成像的处理软件还有待开发.并介绍了作者关于地震散射波场特征数值模拟研究的初步成果.

小波散射网络在各种彩色空间进行图像纹理分类的性能比较(英文)

为了寻找利用小波散射网络进行彩色图像处理的最佳彩色空间,用小波散射网络对KTH_TIPS_COL彩色图像数据库进行了图像纹理分类研究.采用将彩色图像从RGB彩色空间转换到其他各种彩色空间的方法,研究了彩色空间的选择对于小波散射网络用于彩色图像纹理分类的影响.实验结果表明:在不同的彩色空间对彩色图像纹理进行分类,分类成功率往往差别较大;在基于竞争机制的红绿蓝彩色空间中进行小波散射变换比其他彩色空间具有更好的分类性能.考虑到彩色空间可以互相转换,对于彩色纹理图像的分类,推荐将彩色空间转化到基于竞争机制的红绿蓝彩色空间后再输入小波散射网络.

导电平板上任意孔缝的TM波散射及传输特性分析

该文利用边界积分法分析导电平板上任意孔缝的TM波散射及传输特性,并引入了一种基于微波网络原理的连接算法以缓解计算机内存对所计算孔缝尺寸的限制。首先将孔缝内腔分为几段,用积分方程法分别计算每段的广义导纳矩阵,然后利用连接算法将各段连接起来得到整个孔缝的口径导纳矩阵,最后由广义网络原理求解孔缝的等效磁流、后向散射场以及传输系数。

层状介质中的双Griffith交界裂纹的SH波散射(反平面运动)——远场解

本文研究由于双Griffith 交界裂纹的存在引起的弹性波散射的远场性态.文中利用积分变换与积分方程的方法,推得了散射波位移场的积分表达式,并将围道积分技术与渐近分析方法相结合,得到了弹性波散射位移场的远场模式,同时讨论了其主要性态.

二维弹性波散射时域Born近似

本文探讨了非零面积缺陷对一种典型脉冲波（称之为基脉冲）散射的正反问题。利用平面简谐波人射时弹性波散射场的频域Born近似解，通过Fourier变换，给出了散射体（或者说缺陷）对基脉冲入射时的脉冲响应函数（称之为基脉冲响应函数），并通过Radon变换法建立了散射体特征函数与基脉冲响应函数的关系式，模拟识别结果表明时域Born近似方法对无损检测技术具有潜在的应用价值。

加层半空间平面交界裂缝的弹性波散射——远场研究

本文采用积分变换、积分方程、围道积分技术与渐近分析方法,研究了加层半空间平面交界裂缝弹性波散射的远场特性。文中把散射问题转化为求解对偶积分方程,进而化为求解奇异积分方程组,得到了Jacobi多项式的级数解,给出弹性波散射的远场模式,并计算了几组不同材料组合情形下远场模式的幅频曲线。计算结果表明共振峰是存在的,且P波与SV波入射时共振特性相同。