基于波叠加法的非共形近场声全息波函数的构造与选择

在传统波叠加法的近场声全息算法中通常采用单层势或双层势波函数作为积分核函数,这类波函数在全息面与等效源面非共形的情况下极易导致系统矩阵的线性相关性增强和病态加重。以往研究多侧重对病态矩阵的正则化处理,以求获得更好的计算结果。从理论上分析了传统单层势或双层势波函数导致系统产生病态的原因,进而通过对格林函数的各阶求导构造出了系列具有较强指向性的射线波函数。利用该系列射线波函数替换传统波叠加法中的单层势或双层势波函数,可以使所形成的系统矩阵呈现主对角占优且近似对称的良态形式,从而可获得更精确、更稳定的计算结果。对脉动球源、振动球源以及可叠加为任意声源外声场的一般球源进行了数值仿真。研究表明:采用高阶波函数叠加法在传统波叠加法的系统矩阵已病态且不使用Tikhonov正则化就无法获得满意计算结果的情况下,能明显降低系统矩阵的条件数,使系统矩阵良态化。因而从这个意义上说,该方法也是一种可提高重建稳定性的正则化手段。同时发现,无论是传统的单层势和双层势波函数,还是射线波函数都各有其适用范围和优缺点,因此在实际使用中应根据不同的情况选择不同的波函数以提高计算稳定性和计算效率。

非共形区域分解法分析电磁散射问题

非共形区域分解法允许相邻子域在分界面上具有不一致的网格剖分,对所形成的方程组的求解类似于Jacobi迭代。通过对子域分界面上混合边界条件的修正,以及使用修正后的Galerkin测试基函数,可以很大程度上加速迭代收敛。同时,将各向异性完全匹配层(perfectly matched layer,PML)引入非共形区域分解法,也极大地减少了未知量。另外,还对多种加速求解的方法做了深入研究,对非共形分界面上实现数据交换做了详细的阐明。最后通过算例验证了该算法的准确性和高效性。

非共形面声全息采样数据信息量建模与测点优化

通过对比分析通信系统与非共形面声全息声源识别的各个环节的对应性,采用通信系统的信息论,建立了在有限测点和传声器精度条件下声场采样的多通道解耦高斯信道模型,利用信道传输率得到测点优化目标函数.针对目标函数全局极大值求解具有强非线性和常规解法容易陷入局部极值的特点,采用遗传算法进行目标函数极大值求解.通过实例优化提高了声源识别精度,结果表明,该优化方法可行,可靠.

轴对称结构表面声场的非共形重建精度分析

研究了以近场声压重建任意边界条件的轴对称振动体表面声场的一类逆问题．提出了解决该类问题的能克服奇异积分的基于正交函数展开（ＯＦＥ）与边界元积分（ＢＥＩ）相结合的数值重建算法．通过对结构在对称或非对称振动下的表面声场的非共形数值重建的精度分析，提供了一种关于轴对称体表面场重建的工程化方法，数值结果也表明了该方法的有效性．

任意三维非共形椭球隐身斗篷的设计研究

目前,对于隐身斗篷的研究只局限于内外边界共形,基于线性坐标变换理论,提出任意三维非共形椭球隐身斗篷的设计方法,并得到非共形椭球斗篷的本构参数张量表达式,该斗篷的本构参数是非均匀各向异性的。根据推导出的本构参数张量,利用基于有限元分析的电磁仿真软件,对多种类型电磁波照射时的不同几何参量的非共形椭球斗篷进行三维仿真验证,三维电场分布图证实了所推导本构参数张量的正确性。三维任意非共形椭球斗篷在几何形状选择上更加灵活,更加贴合实际应用。提出的三维任意非共形椭球斗篷也为今后隐身斗篷的设计提供一种新的途径。

基于近场声全息的植物病害检测

为了有效地判断植物病害胁迫程度,确定病害情况,依据植物声发射现象,基于分布源边界点法近场声全息技术,建立了柱面-球面非共形面声全息实验模型,对单声源和双声源分别进行仿真实验。通过改变模型中的全息圆柱面半径、全息测点数、重建球面上的结点数、虚构特解源到重建球面上结点的距离等参数,获取切实可行的实验参数。仿真结果表明:该方法能够准确识别及定位声发射源的位置。依据实验参数,建立了以DSP为核心的信号采集声全息实验系统,上位机以LabView为软件平台,进行数据分析处理。

三维拟常曲率空间

本文证明了三维拟常曲率空间有一些不同于维数n≥4情形的几何性质。特别,作出了两族非共形平坦的三维拟常曲率空间。在物理上,三维拟常曲率空间是带热流的流体物质相对论无转D型宇宙模型的类空超曲面。

电磁计算方法研究进展综述

文章概要介绍了电磁计算方法的研究进展.首先对电磁计算方法的发展进行了概述.其次,对近些年发展出来的若干代表性电磁计算技术,包括快速直接法、非共形区域分解法、高性能并行技术等的发展进行了阐述.再次,对典型电磁计算问题,包括地海复合目标、大规模有限周期结构、电磁逆问题等电磁计算技术的发展进行了简要阐述.最后,对电磁计算方法的发展进行了总结和展望.

AdS/QCD理论的喷注淬火参数

本文引入有限温度和有限化学势的AdS/RN度规的非共形场的软墙模型,计算喷注淬火参数随化学势的变化关系,并与共形场情况下的喷注淬火参数结果比较。结果发现:在一定温度下,喷注淬火参数随着化学势的增加而减小,在相同温度和相同化学势的情况下,非共形场情况下的喷注淬火参数比共形场情况下的要大。本研究为深入了解相对论重离子碰撞喷注淬火特征提供了理论依据。

任意横截面柱形热斗篷研究与设计

基于变换热力学,导出了具有非共形任意横截面的柱形热斗篷热导率表达式,并在此基础上设计了具有非共形横截面的柱形热斗篷.全波仿真结果表明,热斗篷迫使外部热流绕过斗篷,导致隐身区域热通量为零,从而具有热保护功能;同时,热流绕过斗篷后将恢复原来的温度场分布,使其具有完美热隐身功能.此外,基于所导出的变换媒质热导率表达式,设计并求解了具有规则共形和非规则共形横截面的柱形热斗篷,发现它们同样具有热保护和完美热隐身功能.这表明通过选择适当的边界函数,所得变换媒质热导率表达式可用于设计任意横截面柱形热斗篷,具有普遍的适用性,这种技术在计算机芯片、卫星和航天器等的热保护中有潜在应用.

基于变换热力学的任意形状热集中器研究与设计

如何灵活地控制和操纵热流是目前研究的热点.本文根据变换热力学方法,导出了具有任意横截面形状热集中器的材料参数表达式,并在此基础上设计了具有圆形、椭圆形、正五边形等规则横截面形状的热集中器和具有共形、非共形任意横截面形状的热集中器.全波仿真结果表明,这些热集中器使等温线和热通量向其压缩区弯曲,靠近热源的一侧热扩散加快而相反的一侧热扩散减慢,在很小的区域内表现出对热量的集中作用,这一特点在热能工程中有潜在应用.此外,研究了圆柱形热集中器的层化实现方法.结果显示,热集中器可通过将同性材料沿角向分层交替填充来实现.这项工作对热集中器的设计及制备具有指导意义.

关于拟常曲率空间的一个注记

n维(n≥3)黎曼空间V_n称为是拟常曲率的,如果在V_n中存在正交单位标架向量场X_1,X_2,…,X_n,在此标架下黎曼曲率张量的分量具有性质e_αe_βR_αββα=H,e_ne_aR_naan=N,其它分量为0.α,β=1,2,…,n-1,a≠β.H、N为不变量,e_a=±1,e_β=±1,e_n=±1.熟知n>3的拟常曲率空间一定是共形平坦的.但是在3维的情况下,拟常曲率空间是否一定共形平坦?黄正中教授在[1]中提出了这一问题.我们现在证明,这个问题的答案是否定的,为此,举出下面的反例.