多频生物电阻抗高精度模拟解调技术的研究

在多频生物电阻抗模拟解调技术中,针对正交解调中需要预先测量或定标参考信号的幅值,从而引入额外测量误差的问题,提出了基于3路模拟乘法器和低通滤波器的幅值和相位独立解调法。该方法采用2路正交输出求取相位,用1路单独求取幅值。其优点是不需要对参考信号的幅值进行精确测量或定标,只要满足正交解调中的参考信号在相同频率下幅值相等即可,在高精度、多频生物电阻抗测量中具有较好的应用前景。

气候资料高精度模拟与土地利用动力学方法在中国水文规划中的应用(论文摘编)(英文)

Modelling landscapes with GIS provides a powerful tool to analyze and model terrestrial ecosystems for land use planning. In order to gain realistic results, input data has to represent the natural environment as realistically as possible. While some of the fundamental data layers such as topography and soils are more or less static, climatic data is variable both in space and time.

雷达杂波高精度模拟技术研究

雷达杂波模拟是现代雷达系统研制中不可或缺的一部分。从实际工程应用为出发点,结合理论研究,深入探讨了雷达杂波建模与仿真、划分雷达散射单元以实现多散射点和数字正交调制等相关方法,提出了一种高实时性、高精度的雷达杂波模拟实现方案。该方案基于数字射频存储(DRFM)理论框架,对相关杂波信号模拟、仿真方法进行了技术验证,并使用Matlab平台实现了杂波实时模拟仿真,采用多级滤波器实现了杂波信号内插以提升信号采样频率;通过FIFO等延时模块控制基带信号延时量,将散射点数提高到64点,实现了对雷达散射单元的高精度划分。整体利用SystemGenerator开发平台搭建实验模块,实现了多散射点模式下,杂波信号与基带信号的数字正交调制。该设计方案可为后续雷达模拟器的硬件研发提供必要的参考。

一种高精度雷达目标回波模拟系统设计与实现研究

雷达目标回波模拟系统在雷达装备研制生产中具有广泛的应用,其模拟精度至关重要。本文提出了一种基于数字储频(DRFM),并结合数字化复合调制与高速综合解算分配的雷达目标回波模拟方法,对利用该方法设计和实现的雷达目标回波模拟系统距离模拟精度、速度模拟精度进行了测试验证。测试验证结果表明,采用本文所述雷达目标回波模拟方法,可为雷达装备调试、试验、检验提供高精度的雷达回波信号,对雷达目标回波的高精度模拟提供了一定的指导和参考。

双局部行进波对流的高精度数值模拟

文章采用高精度紧致格式,对双局部行进波的对流形态进行数值模拟,探讨了具有中等Soret效应的混合流体双局部行进波的形成过程,并进一步分析了双局部行进波的存在区间对相对瑞利数r的依赖性。研究发现:当分离比为φ=-0.47时,延展行进波向双局部行进波过渡的过程依赖于r。数值模拟结果显示,当r=1.23时,得到了稳定的双局部行进波。文中分析了双局部行进波的稳定性对r的关系,确定了存在稳定的双局部行进波的r的范围为r=1.23～1.61。

高精度高动态星模拟器研究

给出了高精度高动态星模拟器系统组成和总体结构,提出一种基于亚像素显示技术提高动态星模拟器星点位置显示精度从而减小星点几何中心与能量中心位置偏差的新方法.针对动态星模拟器高动态性要求,提出一种快速精确检索全天球导航星的新方法,将已知SAO(Smithsonian Astrophysical Observatory)星表进行分区,计算当前姿态四元数并分析航天器视轴所在区域,对于距离视轴较远区域停止搜索和匹配,很大程度上缩小了导航星搜索范围,进而缩短了全天球恒星遍历所需时间.软件测试结果表明,此快速检索法可使全天球导航星的选取速度提高近10倍.

高精度数值模拟多分量数据的采集

多分量地震勘探常采用位移波场的接收方式,且多分量传感器位于同一个检波点位置处,而室内弹性波数值模拟通常观测的是速度形式的弹性波场,且各分量波场常采用交错网格的配置方式,为此,提出了在原有速度波场计算的基础上,采用积分法求取位移形式的多分量弹性波场,用节点平均法实现节点交错位置规则化的方法。数值实例表明,多分量位移波场和速度波场相差90°的相位移,且波场能量无损失,计算量较小,积分法可以更好地压制数值频散,节点平均法可以进一步平滑数值噪音,提高弹性波数值模拟记录的信噪比,因此,可以用于精确模拟多分量资料的室内数值采集并指导野外多分量地震勘探。

Bi-CMOS工艺的高精度单向模拟开关研究

分析了一种以 Bi- CMOS工艺实现的高精度单向隔离模拟开关 ,这种开关用在高速A/D转换器中使电路结构大为简化。通过对开关特性的理论分析、电路模拟及工艺验证 ,证明了这种模拟开关所具有的高速可控性和传输信号的精度均优于双极工艺所实现的单向隔离模拟开关。

三维似French模型高精度弹性波正演数值模拟及其波场特征

基于三维一阶双曲型各向异性介质速度-应力弹性波动方程,给出各向异性介质向各向同性介质转化的条件,采用高阶交错网格有限差分法和PML吸收边界条件,实现高精度三维弹性波正演数值模拟.以均匀介质为例,研究弹性波在三维空间的波场特征;以三维似French模型为例,合成不同时刻的三分量波场快照和共炮点记录,并对比分析三维各向同性介质和各向异性介质在该模型中的波场响应特征.数值结果验证了方法的正确性和有效性,同时具有精度高和边界吸收效果明显的优点.

潜山油藏注气重力驱高精度数值模拟

雁翎油田雾迷山组潜山油藏为碳酸盐岩底水块状油藏,早期曾开展过井组注氮气现场试验,形成了44 m的油柱,目前油藏已进入可采储量采出程度高和含水率高的双高开发后期,亟需转变开发方式。以室内实验、早期现场井组试注经验、测井解释成果等为基础,通过优化地质模型,搭建数值模拟高性能云计算平台,优化双重介质潜山油藏数值模型,在网格精度为60 m×60 m×3 m,总网格数为97×10^4的模型基础上,开展了注气重力驱高精度数值模拟,编制了雁翎油田潜山油藏注气重力驱方案。方案预测提高采收率11.8%,最终采收率可达43.4%,效果显著,可为同类型油藏的开发方案设计提供借鉴。

改进型Boussinesq方程高精度紧致差分显格式

采用一种高精度的紧致差分显格式对改进型Boussinesq方程进行数值求解;采用具有TVD性质的三阶Runge-Kutta方法进行预报,用三次样条函数进行校正,时间精度可达到四阶;在空间离散上采用六阶精度的三点紧致显格式进行计算;运用以上数值格式对Beji和Nadaoka改进型Boussinesq方程进行了求解,求解证明:高精度的数值结果和已知的试验结果吻合良好.作为验证算例,同时对波浪在台阶上的传播进行了模拟,从效果对比上可以看出,所得结果明显比Kittitanasuan的计算结果更靠近试验值.

适用于工程仿真的大涡模拟与化学反应模型

针对大尺度气体爆炸工程问题数值模拟的需求,基于层流火焰厚度与初始压力的关系,改进了传统的增厚火焰模型,使增厚因子能够根据当地压力自动调整大小.同时,基于开源程序Canter和遗传算法,提出了能够准确计算层流火焰速度、火焰面厚度及其随压力变化的多组分单步化学反应模型.集成发展的大涡模拟、化学反应模型与多组分反应流有限差分计算程序,开展了封闭管道氢气空气爆炸数值模拟.通过与试验对比,研究了大涡模拟模型、网格大小、化学反应模型对计算结果与效率的影响.结果表明:相比于详细反应模型,新单步氢气空气简化反应模型节省了60%的计算时间,极大提高了气体爆炸三维数值模拟的计算效率.

内燃机条件下湍流燃烧高精度数值模拟

对内燃机条件下湍流燃烧的高精度数值模拟研究进行了综合评述,其中涉及直接数值模拟(DNS),大涡模拟(LES)、小火焰模型(flamelet)、输运概率密度函数模型(PDF)等方法在内燃机湍流燃烧中的应用,对全面了解先进内燃机燃烧模式下,湍流火焰相互作用、喷雾燃烧火焰结构、低温冷焰、自燃和火焰传播模式、以及污染物生成机制的研究现状及前景提出了看法。

分离涡模拟类方法发展及在叶轮机械内流场的应用

分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法是目前支撑叶轮机械精细化设计的高精度且工程可实现的数值模拟方法之一。本文简要回顾了DES类方法的发展历程、存在问题和解决方法,并以基于一方程的DES类方法为例阐明其构造思路。在准确性验证方面,针对叶轮机械中普遍存在的分离和转捩现象,结合当前DES类方法对经典物理模型的模拟结果,分析了DES类方法对该现象的预测能力。在此基础上,对DES类方法在直叶栅、亚声速和跨声速叶轮机械内流场的预测精度及应用现状进行了简要评述,并着重分析了当前DES类方法在叶轮机械应用中需要兼顾的问题,为下一步DES方法在高性能压气机设计中的应用提供参考。

中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展

数值模拟为造山带动力学研究提供了有效的量化工具,但即使研究人员根据造山带不同的动力问题进行针对性模拟,也很难对各种模型的优劣进行判断。文章在研究和分析国内外学者运用数值模拟研究中国造山带动力学成果的基础上,系统总结了造山带动力学数值模拟的方法及研究成果,并对未来的研究方向及趋势进行了展望。与国外造山带研究相比,中国复杂造山带的数值模拟研究仍存在不足,需要加强洋—陆俯冲模拟结果与实际地质情况的对比力度。运用多场耦合以及高精度模拟和高级求解方法相结合的数值模拟是造山带动力学模拟研究的趋势。

强爆炸火球辐射流体自适应网格高精度数值模拟

提出一种自适应网格方法,应用于基于Euler方法的强爆炸辐射流体高精度数值求解。通过与Zinn数值结果对比,验证该方法的正确性。研究自适应网格对冲击波和光辐射输出模拟精度的影响,对比不同网格尺度下的计算耗时。在相同的条件下,使用自适应网格与均匀网格加密3倍得到的冲击波超压分布、光辐射输出演化接近,计算效率提升约8.5倍。由此可知,提出的自适应网格方法可用于强爆炸问题的高精度数值模拟,显著地提升模拟精度和模拟效率。

基于双段求解的高精度浮尘离散模拟方法与应用

对掌子面爆破后隧道内浮尘时空演化特征进行动态模拟求解时引入数值逼近模型拟合出浮尘的初始排放量,在此基础上根据隧道实际工况提出了双段离散求解的数值模拟方法,解决主观赋值及精确求解的问题。以贵州某在建隧道为研究背景,利用有限元Ansys-Fluent软件离散模式对浮尘的动态时空浓度场进行双段求解计算,一阶段对静风状态下浮尘浓度梯度上的弥散进行模拟,二阶段对机械通风条件下浮尘的随流扩散进行模拟。研究结果表明:通风试验周期内沿程采样点模拟数据与实测数据的最大误差百分比为13.67%,随机采样点最大误差百分比为12.39%;采用双段模拟求解法对其他两座风筒拱顶布局、台阶法开挖的在建隧道进行了浮尘动态模拟,各随机采样点上误差百分比均控制在11%以内。相关数据表明双段模拟求解法具有普遍适用性,不同工况下均可有效保证模拟数据的低误差百分比,双段模拟求解法可作为掌子面爆破后浮尘动态演化的一种新型高精度模拟应用方法。

爆轰波绕射问题的高精度数值模拟研究

高精度数值模拟方法在具有化学反应及强间断的炸药爆轰问题数值模拟中具有重要的应用价值.本文通过求解柱坐标系下二维轴对称反应流欧拉方程组,采用基于Level set界面捕捉方法的欧拉型高精度多介质数值方法,编写了凝聚相炸药非理想爆轰程序,并对TATB基炸药在拐角效应中的死区现象进行了数值模拟研究.通过对比基于压力的点火增长模型与基于熵函数的CREST反应燃烧模型在拐角死区问题的计算效果,分析了两种反应模型的优势与不足,并结合两者的优点提出了一种多判据反应速率模型.数值模拟结果表明,该模型可以直接对死区进行计算,且死区高度与实验结果较为一致.

高精度计算流体力学软件Hoam-OpenCFD开发

介绍了自主开发的高精度计算流体力学软件Hoam-OpenCFD的特点、基本结构、可扩展性测试结果及典型应用算例。并行计算测试显示了该软件具有良好并行效率及高度的可扩展性。通过航天、航空及湍流基础研究领域的三个典型应用算例展示了该软件的计算结果。