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Enriched Constant Elements in the Boundary Element Method for Solving 2D Acoustic Problems at Higher Frequencies
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作者 Zonglin Li Zhenyu Gao Yijun Liu 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2024年第3期2159-2175,共17页
The boundary element method(BEM)is a popular method for solving acoustic wave propagation problems,especially those in exterior domains,owing to its ease in handling radiation conditions at infinity.However,BEM models... The boundary element method(BEM)is a popular method for solving acoustic wave propagation problems,especially those in exterior domains,owing to its ease in handling radiation conditions at infinity.However,BEM models must meet the requirement of 6–10 elements per wavelength,using the conventional constant,linear,or quadratic elements.Therefore,a large storage size of memory and long solution time are often needed in solving higher-frequency problems.In this work,we propose two new types of enriched elements based on conventional constant boundary elements to improve the computational efficiency of the 2D acoustic BEM.The first one uses a plane wave expansion,which can be used to model scattering problems.The second one uses a special plane wave expansion,which can be used tomodel radiation problems.Five examples are investigated to showthe advantages of the enriched elements.Compared with the conventional constant elements,the new enriched elements can deliver results with the same accuracy and in less computational time.This improvement in the computational efficiency is more evident at higher frequencies(with the nondimensional wave numbers exceeding 100).The paper concludes with the potential of our proposed enriched elements and plans for their further improvement. 展开更多
关键词 Enriched boundary elements constant elements 2d acoustic problems higher frequency
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Diagonal form fast multipole boundary element method for 2D acoustic problems based on Burton-Miller boundary integral equation formulation and its applications 被引量:1
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作者 吴海军 蒋伟康 Y.J.LIU 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2011年第8期981-996,共16页
This paper describes formulation and implementation of the fast multipole boundary element method (FMBEM) for 2D acoustic problems. The kernel function expansion theory is summarized, and four building blocks of the... This paper describes formulation and implementation of the fast multipole boundary element method (FMBEM) for 2D acoustic problems. The kernel function expansion theory is summarized, and four building blocks of the FMBEM are described in details. They are moment calculation, moment to moment translation, moment to local translation, and local to local translation. A data structure for the quad-tree construction is proposed which can facilitate implementation. An analytical moment expression is derived, which is more accurate, stable, and efficient than direct numerical computation. Numerical examples are presented to demonstrate the accuracy and efficiency of the FMBEM, and radiation of a 2D vibration rail mode is simulated using the FMBEM. 展开更多
关键词 2d acoustic wave problem Helmholtz equation fast multipole method boundary element method
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The Problem of Quasiperiodic Photonic Structures Solved by Considering the Cut of 2D Periodic Structure
3
作者 Ahmed El Houshy 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2021年第5期864-888,共25页
The physical objective of solving for eigen-modes of a 1D quasiperiodic structure in photonics has been achieved. This was achieved thru considering this structure as a 1D projection or cut of a 2D periodic structure.... The physical objective of solving for eigen-modes of a 1D quasiperiodic structure in photonics has been achieved. This was achieved thru considering this structure as a 1D projection or cut of a 2D periodic structure. And the problem is solved in a manner similar to 2D periodic photonic structures. A mechanical analogy (quasiperiodic orbits) helps to bring conceptual clarity. 展开更多
关键词 1D Quasiperiodic Structure Quasiperiodic Motion 2d Periodic Structure PHOTONICS Mathematical Physics Eigenvalue problem Bloch’s Theorem
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求解2D条带矩形Packing问题的迭代启发式算法 被引量:11
4
作者 彭碧涛 周永务 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2600-2611,共12页
为求解二维矩形条带装箱问题,提出了一种新颖而有效的启发式算法.算法主要包括矩形装载适应度的计算规则和树型迭代搜索规则,通过选择最高适应度的矩形来装载空间.对大量国际上公认的Benchmark问题实例的计算结果表明,相对于当前的很多... 为求解二维矩形条带装箱问题,提出了一种新颖而有效的启发式算法.算法主要包括矩形装载适应度的计算规则和树型迭代搜索规则,通过选择最高适应度的矩形来装载空间.对大量国际上公认的Benchmark问题实例的计算结果表明,相对于当前的很多著名算法,提出的算法更加有效. 展开更多
关键词 树型迭代 二维装箱问题 启发式算法 适应度
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基于2D-PCA的两级LDA人脸识别方法 被引量:3
5
作者 王友钊 潘芬兰 黄静 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第9期243-247,共5页
线性鉴别分析(LDA)小样本问题的已有解决方法在构造最优投影子空间时未完整利用LDA的4个信息空间,为此,提出一种基于二维主成分分析(2D-PCA)的两级LDA人脸识别方法。采用减法运算对样本类内散度矩阵和类间散度矩阵的特征值矩阵求逆,以... 线性鉴别分析(LDA)小样本问题的已有解决方法在构造最优投影子空间时未完整利用LDA的4个信息空间,为此,提出一种基于二维主成分分析(2D-PCA)的两级LDA人脸识别方法。采用减法运算对样本类内散度矩阵和类间散度矩阵的特征值矩阵求逆,以解决小样本问题,并连续应用Fisher准则和修改后的Fisher准则连接2个投影子空间,获取包含LDA的4个信息空间的最优投影方向,利用2D-PCA对输入样本做预处理,以减少计算复杂度。在ORL和YALE人脸库上的实验结果表明,该方法虽然训练时间略有增加,但识别率分别为92.5%和95.8%,优于其他常用LDA算法。 展开更多
关键词 线性鉴别分析 直接线性鉴别分析 二维主成分分析 小样本问题 人脸识别 特征提取
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一个基于蚁群优化解决2D packing问题的算法
6
作者 吴进珍 吕强 《苏州大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第2期35-38,共4页
2D packing问题是一种二维变量的打包问题,是典型的组合优化问题.本文首先通过贪婪方法得到一个初始解,然后利用经典的最大、最小蚂蚁算法作为解决问题的主要框架,并针对该问题将一种特定的局部搜索算法整合到主算法框架中.通过实验结... 2D packing问题是一种二维变量的打包问题,是典型的组合优化问题.本文首先通过贪婪方法得到一个初始解,然后利用经典的最大、最小蚂蚁算法作为解决问题的主要框架,并针对该问题将一种特定的局部搜索算法整合到主算法框架中.通过实验结果表明,该算法在解决此类问题上具有一定的优势. 展开更多
关键词 2d PACKING 蚁群优化 局部搜索
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Eigenfunction expansion method and its application to two-dimensional elasticity problems based on stress formulation 被引量:1
7
作者 黄俊杰 阿拉坦仓 王华 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2010年第8期1039-1048,共10页
This paper proposes an eigenfunction expansion method to solve twodimensional (2D) elasticity problems based on stress formulation. By introducing appropriate state functions, the fundamental system of partial diffe... This paper proposes an eigenfunction expansion method to solve twodimensional (2D) elasticity problems based on stress formulation. By introducing appropriate state functions, the fundamental system of partial differential equations of the above 2D problems is rewritten as an upper triangular differential system. For the associated operator matrix, the existence and the completeness of two normed orthogonal eigenfunction systems in some space are obtained, which belong to the two block operators arising in the operator matrix. Moreover, the general solution to the above 2D problem is given by the eigenfunction expansion method. 展开更多
关键词 eigenfunction expansion method two-dimensional 2d elasticity problem upper triangular differential system general solution
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BOUNDARY ELEMENT METHOD FOR MOVING AND ROLLING CONTACT OF 2D ELASTIC BODIES WITH DEFECTS 被引量:3
8
作者 姚振汉 蒲军平 金哲植 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第2期183-192,共10页
A scheme of boundary element method for moving contact of two-dimensional elastic bodies using conforming discretization is presented. Both the displacement and the traction boundary conditions are satisfied on the co... A scheme of boundary element method for moving contact of two-dimensional elastic bodies using conforming discretization is presented. Both the displacement and the traction boundary conditions are satisfied on the contacting region in the sense of discretization. An algorithm to deal with the moving of the contact boundary on a larger possible contact region is presented. The algorithm is generalized to rolling contact problem as well. Some numerical examples of moving and rolling contact of 2D elastic bodies with or without friction, including the bodies with a hole-type defect, are given to show the effectiveness and the accuracy of the presented schemes. 展开更多
关键词 boundary element method contact problem moving contact 2d elasticity body with defects
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Eigenfunction expansion method of upper triangular operator matrixand application to two-dimensional elasticity problems based onstress formulation
9
作者 额布日力吐 阿拉坦仓 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2012年第2期223-232,共10页
This paper studies the eigenfunction expansion method to solve the two dimensional (2D) elasticity problems based on the stress formulation. The fundamental system of partial differential equations of the 2D problem... This paper studies the eigenfunction expansion method to solve the two dimensional (2D) elasticity problems based on the stress formulation. The fundamental system of partial differential equations of the 2D problems is rewritten as an upper tri angular differential system based on the known results, and then the associated upper triangular operator matrix matrix is obtained. By further research, the two simpler com plete orthogonal systems of eigenfunctions in some space are obtained, which belong to the two block operators arising in the operator matrix. Then, a more simple and conve nient general solution to the 2D problem is given by the eigenfunction expansion method. Furthermore, the boundary conditions for the 2D problem, which can be solved by this method, are indicated. Finally, the validity of the obtained results is verified by a specific example. 展开更多
关键词 eigenfunction expansion method two-dimensional 2d elasticity problem upper triangular operator matrix general solution
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一种鲁棒的2D激光雷达和摄像机最小解标定方法
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作者 彭梦 邬书跃 +1 位作者 陈龙 李卓凡 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期146-154,共9页
因为P3P问题固有的结构缺陷,二维激光雷达和摄像机的最小解标定方法存在数值稳定性差、精度较差等问题。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒的最小解标定方法,对P3P问题的求解算法和最优解选择误差度量进行改进。首先,根据3个棋盘格构建的... 因为P3P问题固有的结构缺陷,二维激光雷达和摄像机的最小解标定方法存在数值稳定性差、精度较差等问题。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒的最小解标定方法,对P3P问题的求解算法和最优解选择误差度量进行改进。首先,根据3个棋盘格构建的P3P问题,利用改进的RP3P算法进行求解,提高了解的稳定性。然后,基于可信度加权观测概率设计了一种的最优解选择策略,提高了所选解的准确性。根据实验结果可知,本文的算法在标定结果的精度和有效性上得到明显改善。仿真实验中,在不同噪声水平下,相比于Francisco方法和Hu方法,本文方法的有效解概率提高了5%~41%和2%~20%,旋转矩阵精度提高了2°~6°和1.5°~2°,平移向量精度提高了180~520 mm和150~180 mm,性能提高明显。 展开更多
关键词 智能交通 2d激光雷达 P3P问题 外参数标定 RP3P算法 可信度加权
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Angular Decomposition and Sign Solved Propagator of the 2D and 3D Helium Atom Path Integrals
11
作者 Emmanouil George Thrapsaniotis 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2022年第2期538-557,共20页
In the present paper on the one hand we apply the central limit theorem to the solution of the sign problem of a path integral of two-interacting particles in potential and give an expression for the sign solved propa... In the present paper on the one hand we apply the central limit theorem to the solution of the sign problem of a path integral of two-interacting particles in potential and give an expression for the sign solved propagator (SSP) derived from that solution and on the other hand we perform the angular decomposition of the path integrals of the 2D and 3D Helium atoms. Finally, we combine those two results and derive the SSPs of the 2D and 3D Helium atoms. 展开更多
关键词 PROPAGATOR Angular Decomposition Sign problem Central Limit Theorem 3D Helium 2d Helium
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二维准晶平面问题中的Hamilton体系求解方法
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作者 李彤 屈建龙 +2 位作者 王炜 王晨龙 徐新生 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第11期1359-1371,共13页
针对二维准晶平面问题,该文通过导入Hamilton体系,将问题转化为Hamilton体系下的辛本征值和辛本征解问题,即问题的解可由辛本征解组成的级数表示.利用辛本征解之间的辛共轭正交关系,可将满足边界条件的解问题归结为代数方程组的求解问题... 针对二维准晶平面问题,该文通过导入Hamilton体系,将问题转化为Hamilton体系下的辛本征值和辛本征解问题,即问题的解可由辛本征解组成的级数表示.利用辛本征解之间的辛共轭正交关系,可将满足边界条件的解问题归结为代数方程组的求解问题,从而形成一种解析求解方法.这种方法可直接推广到求解混合边界条件及分段边界条件问题中. 展开更多
关键词 二维准晶 HAMILTON体系 辛共轭正交 辛方法 平面问题
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同尺寸矩形毛坯排样的连分数分支定界算法 被引量:21
13
作者 崔耀东 张春玲 赵谊 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期252-256,共5页
在确定同尺寸矩形毛坯最优排样方式的算法中 ,连分数算法的时间效率最高 ,但所生成排样方式的切割工艺复杂 提出连分数分支定界算法 ,该算法应用连分数法确定毛坯数最优值 ,采用贴切的上界估计方法 ;在搜索过程中只保留上界不小于最优... 在确定同尺寸矩形毛坯最优排样方式的算法中 ,连分数算法的时间效率最高 ,但所生成排样方式的切割工艺复杂 提出连分数分支定界算法 ,该算法应用连分数法确定毛坯数最优值 ,采用贴切的上界估计方法 ;在搜索过程中只保留上界不小于最优值的分支 ,遇到下界等于最优值的分支时结束搜索 实验结果表明 ,该算法的时间效率和连分数算法接近 ,并可以有效地简化切割工艺 ,生成切割工艺最简单的排样方式 最后 。 展开更多
关键词 矩形毛坯 毛坯排样 连分数分支定界算法 上界估计 切割工艺
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平面弹性问题自适应有限元方法的收敛性分析 被引量:3
14
作者 刘春梅 钟柳强 +1 位作者 舒适 肖映雄 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第9期969-978,共10页
针对平面弹性问题,首先采用基于最新顶点二分法的网格加密方法,给出一种不需要标记振荡项和加密单元、不需要满足"内节点"性质的自适应有限元方法.其次,通过对各层网格上解函数和误差指示子的分析,利用相邻网格层上解函数的... 针对平面弹性问题,首先采用基于最新顶点二分法的网格加密方法,给出一种不需要标记振荡项和加密单元、不需要满足"内节点"性质的自适应有限元方法.其次,通过对各层网格上解函数和误差指示子的分析,利用相邻网格层上解函数的正交性、解函数和真解函数的能量误差的上界估计、相邻网格层上误差指示子的近似压缩性等结果,从理论上严格证明了该自适应有限元方法是收敛的.最后数值实验验证了该自适应有限元方法是收敛的和鲁棒的. 展开更多
关键词 平面弹性问题 自适应有限元方法 收敛性
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热压电介质中的渗透型周期裂纹问题 被引量:1
15
作者 高存法 王敏中 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期630-638,共9页
利用Stroh公式,研究了合共线周期裂纹热的压电介质的广义二维问题.该工作有两个特征:一是裂纹被建模为具有渗透表面的缝隙,并假设为跨越上下表面时,电场的切向分量和电位移的法向分量是连续的;另一个特征是,机一电载荷和热... 利用Stroh公式,研究了合共线周期裂纹热的压电介质的广义二维问题.该工作有两个特征:一是裂纹被建模为具有渗透表面的缝隙,并假设为跨越上下表面时,电场的切向分量和电位移的法向分量是连续的;另一个特征是,机一电载荷和热载荷被假设作用在无限远处,而不是在裂纹表面.基于这两个假设,我们获得了有关场强因子,以及裂纹内电场的相当简洁的表达式.结果表明:①在裂纹内电场是线性变化的,②电位移的奇异性总是取决于应力的奇异s性,③所有场的奇异性与所加的电载荷无关. 展开更多
关键词 热压电介质 周期裂纹 二维问题 Stroh公式 渗透型
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二维一刀切装箱问题的两阶段启发式算法 被引量:10
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作者 曹大勇 杨梅 +1 位作者 科托夫.弗拉基米尔.米哈伊拉维奇 刘润涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1954-1963,共10页
对用于二维带排样问题的Heuristic Recursive算法进行了调整,给出同一层中两个相邻浪费区域在满足一刀切约束下是否可合并的判定定理。构造了二维带排样问题的多递归层算法,并将它与一维装箱问题的最优匹配递减算法相结合,提出适应二维... 对用于二维带排样问题的Heuristic Recursive算法进行了调整,给出同一层中两个相邻浪费区域在满足一刀切约束下是否可合并的判定定理。构造了二维带排样问题的多递归层算法,并将它与一维装箱问题的最优匹配递减算法相结合,提出适应二维一刀切非旋转装箱问题的两阶段算法。在500组标准测试案例的基础上,与多种算法进行了比较。实验结果表明,所提算法在绝大多数测试案例上能够获得更好的排样布局。 展开更多
关键词 递归算法 启发式算法 一刀切 二维非旋转装箱问题
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基于Burton-Miller边界积分方程的二维声学波动问题对角形式快速多极子边界元及其应用 被引量:3
17
作者 吴海军 蒋伟康 刘轶军 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第8期920-933,共14页
论述了二维声学问题的快速多极子边界元(FMBEM)方程及实现步骤.概述了核函数展开理论,并对FMBEM的4个重要组成部分:源点矩计算、源点矩转移、源点矩至本地展开转移、本地展开转移进行了详细的描述.提出了一种有利于四叉树建立的数据结构... 论述了二维声学问题的快速多极子边界元(FMBEM)方程及实现步骤.概述了核函数展开理论,并对FMBEM的4个重要组成部分:源点矩计算、源点矩转移、源点矩至本地展开转移、本地展开转移进行了详细的描述.提出了一种有利于四叉树建立的数据结构.推导了一种比直接数值计算更精确、稳定和高效的解析源点矩计算公式.数值算例验证了FMBEM的正确性和高效性.最后,使用FMBEM对轨道二维声学辐射模型进行了模拟计算. 展开更多
关键词 二维声学波动问题 HELMHOLTZ方程 快速多极子 边界元
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用自适应遗传算法解二维装箱问题 被引量:4
18
作者 蒋金山 林正春 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2008年第7期244-246,共3页
二维装箱问题是一个NP难问题,用遗传算法来求解任意形状的二维装箱问题。算法模拟生物在面对恶劣环境时的行为,使得交叉率和变异率具有自适应性,克服了人工设定交叉率和变异率的不足;针对个体间适值差相对较小,新产生的好的染色体易丢... 二维装箱问题是一个NP难问题,用遗传算法来求解任意形状的二维装箱问题。算法模拟生物在面对恶劣环境时的行为,使得交叉率和变异率具有自适应性,克服了人工设定交叉率和变异率的不足;针对个体间适值差相对较小,新产生的好的染色体易丢失的特点,改进了随机选择个体的方法;算法还改进了适值函数,使得收敛速度有了较大的提高。此外,该算法与箱子的具体形状及物体的具体形状无关,当物体的数量增加和箱子与物体形状的复杂程度提高时,收敛速度仍然较快。 展开更多
关键词 二维装箱 遗传算法 自适应任意形状
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二维矩形条带装箱问题的底部左齐择优匹配算法 被引量:27
19
作者 蒋兴波 吕肖庆 刘成城 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1528-1538,共11页
针对二维矩形条带装箱问题提出了一种启发式布局算法,即底部左齐择优匹配算法(lowest-level left a lignbest fit,简称LLABF).LLABF算法遵循最佳匹配优先原则,该原则综合考虑完全匹配优先、宽度匹配优先、高度匹配优先、组合宽度匹配优... 针对二维矩形条带装箱问题提出了一种启发式布局算法,即底部左齐择优匹配算法(lowest-level left a lignbest fit,简称LLABF).LLABF算法遵循最佳匹配优先原则,该原则综合考虑完全匹配优先、宽度匹配优先、高度匹配优先、组合宽度匹配优先及可装入优先等启发式规则.与BL(bottom-left),IBL(improved-bottom-left)与BLF(bottom-left-fill)等启发算法不同的是,LLABF能够在矩形装入过程中自动选择与可装区域匹配的下一个待装矩形.计算结果表明,LLABF结合遗传算法(genetic algorithm,简称GA)解决二维条带装箱问题更加有效. 展开更多
关键词 最低左对齐最佳匹配(LLABF)算法 遗传算法 二维矩形条带装箱问题 启发式布局算法
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基于行列特征复融合的人脸识别 被引量:4
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作者 胡晓 俞王新 +1 位作者 余群 姚菁 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期176-177,182,共3页
针对基于行列投影特征融合的二维线性判别分析中存在的问题,提出一种行列特征复融合的人脸识别算法。通过二维线性判别分析获得行和列的特征矩阵融合成一个复特征矩阵,从复特征矩阵重提取最具分类能力的系数组成特征向量。利用AT&T... 针对基于行列投影特征融合的二维线性判别分析中存在的问题,提出一种行列特征复融合的人脸识别算法。通过二维线性判别分析获得行和列的特征矩阵融合成一个复特征矩阵,从复特征矩阵重提取最具分类能力的系数组成特征向量。利用AT&T和AR人脸数据库对该算法进行性能测试,结果表明该算法具有较高的识别率。 展开更多
关键词 人脸识别 二维线性判别分析 小样本容量问题 特征融合
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