无线传感器网络中非均匀的节点布置

在无线传感器网络中,传感器节点将收集到的数据传输到簇头,经簇头聚合后数据包以多跳方式发送到基站。靠近基站的节点,因转发的数据较多而提早死亡,出现所谓的能量空洞问题。为此,对无线传感器网络中节点的能耗情况进行了研究,提出了一种非均匀的节点布置算法,得出了一个布置传感器节点的密度函数,在靠近基站的区域内布置较多的节点。仿真实验表明,非均匀的节点布置算法能有效延长网络的生命周期。

初始分布非均匀的行人流疏散仿真研究

为了有效模拟研究初始分布非均匀的行人流疏散问题,通过定义行人方向模糊可视域,改进了场域元胞自动机模型。模型中,行人的目标位置选择受到方向模糊可视域内行人之间的排斥力和吸引力、出口处行人分布、距可选位置相对距离三种因素共同作用。研究表明,改进模型能够有效地实现初始分布非均匀的行人流在疏散过程中的动态平衡;改进模型不依赖于各因素的影响系数,从而避免了影响系数量化过程的主观性和疏散系统的限制性;在疏散过程中,如果行人保持一个较大的视野半径,疏散系统能够实时提供出口处行人分布状态,就可以有效地提高行人流疏散效率。该研究有助于相关行人流疏散策略和方案的制定。

推导光在径向非均匀的光学纤维中传导轨迹

提出了柱状多层介质中光在任意介质层的全反射的递推算法,给出了光在柱状多层介质中的轨迹方程,从而得到了光在径向非均匀的光学纤维中的传导轨迹为正弦波形。

非定常、水平非均匀的正压Ekman边界层的动力特征

除了动量的局地变化和水平平流之外,本文讨论了动量垂直输送和β-效应在均质正压的Ekman边界层中的作用。利用奇异摄动方法,得到了精确到O(R_0~2)的Ekman边界层中水平风场的垂直结构和边界层顶垂直速度的解析表达式,对解的非定常和水平非均匀特征作了定性讨论。用一迭加在均匀西风气流上的园形、定常涡旋场的定量计算表明,动量垂直输送和β-效应对Ekman边界层中水平风速分布、边界层厚度及边界层顶垂直速度均有明显的影响。

非均匀的SzekersClass－Ⅱ时空中的暴涨

在非均匀的ＳｚｅｋｅｒｓＣｌａｓｓ－Ⅱ时空中引入一个无质量的标量场，得到了精确的非均匀各向异性的暴涨解。在长时间近似下，度规的时间部分趋向于ｄｅＳｉｔｔｅｒ解。选取适当坐标，度规可以写成一个精确的Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ－Ｗａｌｋｅｒ度规形式。

非均匀的建筑热环境评价研究进展

非均匀建筑热环境评价一直是现行热舒适研究的热点问题,与经典热舒适评价的先决条件不同,非均匀建筑热环境一般伴有各类环境参数的时间变化性和空间分布不均匀性,这决定了其评价方式或评价指标和经典热舒适评价方式有较大不同。通过介绍现行的几类非均匀建筑热环境的评价思路,揭示了非均匀建筑热环境评价的主要考虑角度和要点,为其进一步的准确评价提供整体性的参考。

截面温度非均匀的防火装饰一体化钢梁的抗火性能分析

基于ANSYS软件建立了细石混凝土半填充、细石混凝土全填充和加气混凝土砌块填充三种防火构造的分析模型,探究了截面温度非均匀分布对防火装饰一体化钢梁的温度场和剩余承载力的影响,分析了钢梁上下翼缘及腹板参数对构件抗火性能的影响。结果表明,翼缘宽度的增大会明显降低钢梁的剩余承载力,翼缘厚度的增加会导致钢梁承载力略有下降,钢梁高度的变化对剩余承载力影响不大。给出了防火装饰一体化钢梁剩余承载力的简化计算公式,公式计算结果与有限元结果吻合情况较好。

密度分布非均匀的反馈控制Logistic单种群模型平衡态的稳定性

本文对种群密度在非均匀分布情形下,考虑了具反馈控制的滞后 Logistic 生态模型平衡位置的稳定性;分别给出了在常时滞和弱连续时滞以及强连续时滞情况下的稳定性条件;其结果是对 Gopalsamy 在密度均匀分布情形下相应结果的推广.

非均匀强激光场下正负电子对的产生

随着强激光技术领域的不断突破,使得能量转化成物质的施温格过程的实验指日可待.在这样的背景下,在接近实际强激光的模型中理论研究施温格效应至关重要.本文采用量子场论模拟方法在非均匀电场中研究施温格效应的空间特性.首先,发现在能量保持不变的情况下电场的空间尺度显著影响正负电子对的产生率、动量和空间分布.正负电子对的动量和空间分布显示,当电场的空间尺度增大时,因为电场强度变小,所以产生的正负电子对无法及时被分开,抑制正负电子对的产生.最后,用连续性方程研究正负电子对的产生位置分布,发现正负电子对的产生位置分布与电场强度分布是对应的,电子和正电子的产生位置分离一个康普顿波长.此研究结果展示了施温格效应的空间特性,同时解释了弱电场下施温格效应的抑制机制.这些结论在人们常采用的均匀电场近似研究中无法得到.我们的研究对检测施温格实验中的正负电子对具有重要的指导意义.

煤矿井下非均匀照度图像去噪研究

煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像去噪算法。首先,将视频截取为图像,判断图像是否需要进行光照抑制,将需要进行光照抑制的RGB图像拆分通道,并计算每个通道的光照调节因子,实现图像的整体光照调节;然后,将未进行整体光照抑制的图像和经整体光照抑制的图像进行反射分量提取,即将输入的图像转换为HSV空间图像,使用单尺度Retinex(SSR)算法对V通道图像中的光照分量进行单独处理,将V分量中的入射分量去除,保留反射分量,并对反射分量使用直方图均衡算法实现光照均衡化处理;最后,使用基于引导滤波的暗通道先验算法对经过光照处理后的图像进行去雾处理,并使用伽马校正函数重新调节亮度不均的图像。主观评价结果表明:提出的煤矿井下非均匀照度图像去噪算法有效抑制了因光照导致整体亮度较高的问题,且由于大雾、粉尘等因素导致图像模糊的部分更加清晰,图像的细节特征更加突出。采用信息熵、均值、标准差、空间频率4种评价指标对提出的算法效果进行客观评价,结果表明,提出的算法在信息熵、均值、标准差、空间频率上较多尺度Retinex(MSR)算法分别平均提升了21.87%,-56.06%,153.43%,294.45%,较基于颜色保持的多尺度视网膜增强(MSRCP)算法分别平均提升了1.18%,-39.56%,33.29%,-4.71%,较带色彩恢复的多尺度视网膜增强(MSRCR)算法分别平均提升了38.06%,-55.27%,462.10%,300.96%,说明提出的算法能更有效地增加图像信息量、抑制光照强度、提升边缘信息及图像清晰度。

干式装配式墙体非均匀性传热规律

干式连接的装配式建筑因连接缝的存在会造成接缝与墙体间的传热不均,对墙体传热及建筑能耗产生重要影响。分析了干式装配外墙的非均匀传热特征,提出外墙内表面的累计温差比T′来评价墙体的传热非均匀性,确定了干式装配墙体传热的非均匀判定准则。提出用热桥影响区域等效传热系数K′_(T)来评价接缝非均匀传热影响区域,分析了非均匀性传热对建筑采暖能耗的影响。结果表明,装配式墙体在接缝两侧的温度波动较大,且墙体构造越复杂波动越显著。干式装配墙体接缝的非均匀影响区域明显大于传统砖混建筑。T′越大墙体传热越不均,建筑采暖能耗越大。接缝宽每增加5 mm导致的墙体传热不均使得建筑能耗变化约为3%~4%,含空气层的预制墙体变化尤为大,约为3.2%~6.7%。

基于能量均衡的非均匀分簇调度算法

针对无线传感器网络节点能量有限且不可充电的问题,本文提出基于能量均衡的非均匀分簇调度算法(EBNC_CHES)延长网络寿命。EBNC_CHES在麻雀搜索算法的基础上,引入时间竞争机制减少冗余信息获取和能耗传递的同时,采取K-means非均匀分簇均衡簇间网络能量消耗,引入改进的麻雀搜索在簇头选举中均衡簇内能耗。仿真结果表明:该算法与LEACH、EECHS_ISSADE和EESSTBRP相比,冗余信息降低了81%、80%、55%,能耗利用率提高了133%、50%、11.4%,寿命延长了52.8%、43.5%、12.2%。此算法能减少冗余信息,降低网络能耗、延长网络寿命。

不同放电倍率下软包锂离子电池非均匀生热表征方法

软包锂离子电池非均匀的温度分布严重影响其循环性能、使用寿命和安全性。针对软包锂离子电池生热的建模表征复杂且精度不高的问题,提出了一种基于生热分布因子的软包锂离子电池非均匀生热表征方法。将电池划分成不同区域,并将生热分布因子引入Bernardi生热公式中获取不同区域的生热率;通过传热和优化数值模拟求解电池的温度分布,同时辨识不同区域的生热分布因子,分析了软包电池生热非均匀分布特性;采用三次样条差值法推导了生热分布因子与放电倍率的对应关系,研究了不同放电倍率下生热分布因子的演化规律。实验结果表明,该方法所建立的热模型在2.75 C和3.75 C下的温度估计值的平均绝对百分比误差最大不超过1.55%,该方法能够准确估计电池非均匀的生热率,并实现电池温度分布特性的有效表征。

断层接触非均匀性对米尺度断层黏滑失稳成核过程的控制

非均匀性是野外断层的重要特征,我们利用预制的具备接触非均匀性的米尺度岩石断层开展黏滑实验,模拟野外地震失稳过程.通过观测预制岩石断层发生的多个黏滑事件的应变时空演化,并对比断层接触非均匀性测定结果发现:(1)断层的接触弱段是成核最先启动,即最早发生预滑的区域,随失稳临近,预滑区域扩展且滑动速率增加,与厘米尺度均匀断层相比,准静态过程的预滑扩展不明显,向准动态过程转变突然且迅速;(2)断层的接触强段在成核期间一直处于闭锁状态,应力升高,且随失稳临近增幅加强,强段的屈服是断层从缓慢破裂到快速破裂的转折点,接触强段的持续闭锁在以往的厘米尺度均匀断层黏滑实验中较为少见;(3)加载速率以及加载历史是影响米尺度断层成核持续时间的重要因素,随加载速率变慢,成核持续时间变长,随加载历史变长,断层趋于均匀化,成核持续时间变短.上述研究结果明确提供断层接触非均匀性控制成核过程的直接证据.这不仅有助于将实验结果向可操作的地震预测实践转化,也有助于促进(大陆浅源)地震前兆机理的探索及理解.

大孔隙参数对斜坡非均匀渗流与稳定性的影响

为揭示降雨条件下大孔隙参数对斜坡水分非均匀运移与稳定性的影响,基于两域模型与稳定系数场原理,建立降雨入渗下斜坡非均匀渗流与稳定性求解模型,并借助COMSOL Multiphysics多物理场有限元平台,编制相应的模型求解程序,通过大孔隙土柱降雨试验验证数值模型的合理性,对比均匀流与非均匀流条件下斜坡体积含水率和点稳定系数,分析大孔隙参数(大孔隙占比ω_(f)、两域导水系数之比μ、大孔隙经验参数r_(w))对斜坡渗流场及稳定系数场的影响规律。结果表明:相比不考虑大孔隙,考虑大孔隙时的基质域和大孔隙域表层体积含水率分别增长7.7%和降低5.1%,入渗深度分别增长83.3%和150.0%;边坡浅层失稳面积增大3.9%。基质域和大孔隙域入渗深度均随大孔隙占比ω_(f)的增大而减小;随着大孔隙域与基质域饱和渗透系数之比μ增大,两者入渗深度变化趋势相反,即μ越大,基质域入渗深度越小,大孔隙域反之;两者与经验参数r_(w)无显著关系。至降雨结束,基质域表层土体体积含水率已达最大值;大孔隙域则随着ω_(f)和μ的增大而增大,但几乎不受经验参数r_(w)的影响。非均匀流条件下,边坡水分交换沿着剖面从上往下分为负交换区、正交换区和无交换区,水分交换平衡深度与基质域入渗深度变化趋势一致;水分交换负交换区与正交换区的深度均存在一个峰值,并随大孔隙占比ω_(f)的增大而减小,随着μ和r_(w)的增大而增大。不同参数取值下,边坡均为浅层失稳破坏,ω_(f)和μ越大,失稳层深度越大,表层点稳定系数越小,因此大孔隙不利于边坡稳定。

非均匀格网下的耕地集中连片等级划分方法

耕地细碎化导致农业生产成本高、效率低,为了提高耕地利用效率,需实现耕地集中式管理。针对均匀网格在对耕地面积进行表达时数据量冗余和格网尺度选择问题,本文提出了根据斑块平均面积和面积表达误差确定格网最适宜起始和终止尺度的方法,构建基于四叉树的非均匀格网,建立了耕地集中连片分析规则、评价指标体系和技术流程,实现非均匀格网下的耕地集中连片等级划分。以江苏省徐州市为试验区开展耕地集中连片分析。结果表明:①与均匀网格相比,非均匀格网减少了43.8%数据冗余,实现了耕地面积最小误差表达,适用性更强。②徐州耕地连片区域占耕地总面积88.6%,其中50%耕地集中连片等级处于中等偏上水平。③连片区域中有21.4%耕地集中连片等级处于中等以下水平,应将其作为提高区域整体连片等级优先优化的耕地。

面向增材制造的非均匀点阵结构综述

受益于增材制造技术的发展,多孔结构、拓扑优化结构、生物仿生结构等具有高度复杂度结构的制造难度得以降低,促进了高度复杂结构的研究进展。点阵结构作为一种典型多孔结构,性能优异和可设计性好,其研究成果已应用于航空航天、生物医疗、汽车制造等诸多领域。其中非均匀点阵结构相较于均匀点阵结构,更能发挥出结构和材料的潜能,因此更具有实际应用价值。本文对非均匀点阵结构的设计方法和制造方式的研究现状和发展动向进行梳理,对非均匀点阵结构进行了详细地综述,指出当前研究存在的挑战,并展望了点阵结构今后的研究方向。

基于304dB的北欧海相黏土参数空间非均匀变异性研究

由于应力和沉积作用的历史差异,不同场地的岩土类型与性质会有所不同;即使同一场地,在不同位置处的岩土类型及性质亦存在差异。目前普遍采用的均匀随机场模型很难准确表征上述复杂空间变异性,且缺乏原位测试数据的验证。为此,基于国际土力学与岩土工程学会风险评估和管理委员会TC-304所开发和维护的岩土实测参数数据库304dB,对北欧三国挪威、芬兰、瑞典海相黏土参数的空间变异性展开了深入研究。分析比较了北欧三国海相黏土的统计特征参数沿深度变化的异同以及各参数相互影响的物理机制,明确了各参数的空间变异性规律。通过趋势性、涨落性与相关性分析,揭示了北欧三国海相黏土参数均值、标准差以及涨落尺度沿深度均非常数,均值沿深度线性增长,标准差沿深度的变化趋势近似为二次函数,相关函数与间距及位置有关,但随间距增长不会一致收敛。基于综合样本的分层相关性分析,建立了海相黏土参数分层非均匀随机场,该随机场均值为沿深度的线性函数,标准差为在空间变化的随机场,其趋势函数为沿深度的二次函数,不同分层位置处黏土参数可具有不同的均值和标准差初值,各层内参数具有不同涨落尺度。与均匀随机场以及仅考虑均值沿深度线性增长的非均匀场模型相比,所建立的分层非均匀随机场模型可以全面描述海相黏土参数均值、标准差及其相关性沿深度的复杂空间变异性及其非连续变化的分层特性。

基于轻量化多尺度下采样网络的红外图像非均匀性校正算法

红外成像系统常由于探测单元的非均匀性导致成像结果出现条纹噪声。基于深度学习的红外图像非均匀校正算法为取得较好的校正结果,通常采用复杂度高的网络结构,导致计算量庞大。本文提出了一种轻量化网络的红外图像非均匀校正算法,并针对Unet网络的编码过程设计了一种轻量化多尺度下采样模块(Lightweight Multi-scale Downsampling Module,LMDM)。LMDM通过像素拆分和通道重构实现特征图下采样,利用多个串联的深度可分离卷积(Depth-wise Separable Convolution,DSC)实现多尺度特征提取。此外,该算法引入轻量化通道注意力机制用于调整特征权重,实现更好的上下文信息融合。实验结果表明,与对比算法相比,本文提出的算法在保证校正图像纹理清晰、细节丰富和边缘锐利的前提下,内存占用降低70%以上,红外图像处理速度提升24%以上。

利用非均匀正交激光选择谐波发射短量子路径

理论研究了谐波发射的量子路径在非均匀正交激光场下的调控机制.结果表明,在适当的双色激光偏振角和非均匀参数的组合下,不仅谐波截止能量有明显增大;谐波发射的短量子路径可以被单独选择出来对谐波连续区起到贡献作用.并且,该方案在长脉宽激光下依然适用.最后,利用谐波连续区可以获得脉宽在50 as的孤立阿秒脉冲.