非稳态点接触EHL问题高效直接算法研究

发展了一种研究非稳态点接触弹流润滑(Elastohydrodynamic Lubrication,简称EHL)的快速直接算法。在弹流求解过程中,通过分析计算域网格离散的特点,对离散后的Reynolds方程采取按列分块、逐列求解的求解策略,使每个时间步长上求解的方程维数显著减小,从而极大地提高了计算效率。运用新算法获得了点接触EHL纯挤压工况下油膜和压力演变过程中的典型特征,证明了新算法的正确性;数值实验和比较证明,新算法具有复合直接迭代法无可比拟的高效率,与逐行迭代法相比,新算法也具有显著的、更高的计算效率,并且随着网格数量的增加,新算法的高效性愈加凸显。

基于余弦相似度列置换的Q矩阵修正方法

国内外研究者已开发出多种有效的Q矩阵修正方法,但当Q矩阵错误率较高时,仍存在修正效果不佳的问题.该文将基于塔克一致性系数和余弦相似度的列置换方法融入4种Q矩阵修正方法(GDI、Hull、MLR-B和stepwise)中,并借助Q矩阵向量和元素正确率等指标来评价新方法的修正效果.蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟研究结果表明:在各种条件组合下,4种Q矩阵修正方法经过列置换后的修正效果得到明显提升,特别是当Q矩阵错误率较高时效果更加显著.

一类转置与自身的列向量组等价的特殊矩阵

先给出方阵的列向量组和行向量组的转置等价的充分必要条件.再对一类由初等矩阵诱导的列向量组和行向量组的转置等价的矩阵进行了研究,指出这一类特殊矩阵具有对称性和非平凡情况下的退化性.

精馏塔温度控制系统的优化研究

针对精馏塔系统存在耦合、时滞、非线性等问题,传统的控制算法不能取得较好的控制效果,而一般的预测控制算法也存在计算量大以及逆矩阵存在性的问题。引入阶梯式控制对动态矩阵控制(DMC)算法进行改进,以降低矩阵的维数,从而大幅减小计算量。考虑到传统算法只是对当前的误差信息进行校正,忽略了未来时刻的误差信息,因此加入输出误差校正项有利于充分利用误差信息。在仿真平台上分别对前馈解耦比例积分微分(PID)控制算法、传统DMC算法和改进DMC算法进行仿真。仿真试验结果表明,改进DMC算法在响应速度与稳定性方面优于其余两种算法。该研究结果不仅证明了改进DMC算法的优势,还展现出了现代新型控制策略的优势,有望推动现代控制策略在实际过程控制上的应用。

求解四元数矩阵方程A^(H)XA=B的基于矩阵半张量积的新方法

四元数线性系统在控制理论和工程中有广泛的应用。利用矩阵半张量积对四元数矩阵方程进行研究,提出四元数矩阵的一种实向量表示并研究其性质。结合实向量表示与矩阵半张量积,给出四元数矩阵方程A^(H)XA=B的极小范数Hermitian解的存在条件及通解表达式,并且给出相应算法。数值实验证明了实向量表示方法的可行性。

潜水矿化度对毛细水上升高度的制约特征研究

为了探究不同土壤类型矿化度对毛细水上升高度的制约特征,文章选取不同粒径砂性土与砂质壤土开展不同矿化度影响下的土壤毛细水室内柱试验研究,定量刻画了粒径与矿化度对毛细水上升高度的差异,建立了对数函数拟合模型。试验结果表明,矿化度通过改变土壤水的重力势、基质势来制约毛细水的上升高度。矿化度为0.8、15.0、50.0g/L时,72 h中砂最大毛细水上升高度h_(max)分别为32.5、31.3、30.2 cm,细砂h_(max)分别为50.4、48.6、48.7 cm,粉砂h_(max)分别为72.3、76.4、76.0 cm,砂质壤土h_(max)分别为59.0、60.2、58.6 cm;粉砂和砂质壤土的毛细水上升速率变化波动较大,全试验周期内毛细水上升高度h与时间t可用三参数对数函数刻画。该研究结果揭示了矿化度对毛细水上升高度的制约特征,深化了毛细水上升高度的机理研究,可为土壤盐渍化治理、确定地下水生态水位提供技术支撑。

Perfect Matrix Algebras ∑(λ)(Ⅱ)-AK-Property

In this paper, we introduce the concept of AK-property for the perfect ma-trix algebras ∑(λ) and give some characterizations of∑(λ)possessing AK-property.

基于BWDSP1042的复数矩阵向量乘的优化与实现

采用两种方法对复数矩阵向量乘进行优化,提高其在BWDSP1042上的运行效率。一是按列分块与减少二级循环内循环次数相结合的方法(矩阵列非4的倍数);二是模八寻址与减少二级循环内循环次数相结合的方法(矩阵列为4的倍数)。实验结果表明,采用第一种方法可缩短复数矩阵向量乘的运行周期2.8倍以上,第二种方法可缩短其运行周期3.1倍以上。

基于RCA阵列三维超快超声血流成像方法仿真研究

三维超快成像是超声技术发展的重要方向.基于二维全采样阵列的传统三维成像方法需要较多成像阵元和采样通道,其紧密的阵元排列设计也客观上限制了阵列孔径大小和成像分辨率.行列寻址(row-column addressing,RCA)探头以行列检索的方式将通道数自N×N减少为N+N,从而极大地降低了阵列的硬件实现成本.本文仿真了中心频率为6MHz的128行+128列的RCA阵列,结合多角度平面波正交复合成像方法,通过延时叠加(delay and sum,DAS)波束合成、基于特征值分解(singular value decomposition,SVD)的杂波滤除和自相关多普勒速度求解算法,实现了血流仿体的多普勒成像,并分析了不同复合角度序列对成像效果的影响.定量分析表明,当角度数从5个增至33个时,-6 dB分辨率从0.986 mm提升至0.493 mm;当复合角度为17个时,功率多普勒图像的SNR可达30 dB,彩色多普勒沿直径方向的速度分布和真实值的平均误差约为26.0%.以上结果表明,基于RCA阵列的三维成像技术能够获得三维B-mode、功率多普勒和彩色多普勒图像,增大复合平面波角度数和角度范围可显著提高成像质量.本研究对于三维超快超声多普勒成像技术发展具有借鉴意义,相关方法有应用于血流血管成像,并进一步实现基于神经-血管耦合的组织功能监测与成像的潜力和前景.

柱式流化床去除喷吹煤中煤系黄铁矿过程模拟

高梯度磁选磨煤机回粉技术在煤粉喷吹燃烧系统中的嵌入式结合,可有效降低燃煤中黄铁矿含量、减轻SO2环境污染,其中粗煤分离器对煤系黄铁矿的预先去除效率是影响磁分选回粉质量的重要环节。选取煤系黄铁矿单体与煤基质单体的混合样作为模拟样,基于自制柱式流化床,模拟了不同粒度、流化速度以及混合比影响下颗粒的运动特性。结果表明:流化床分选区的流化速度较均匀,分选区存在一次错配区和二次错配区;实际分选过程各粒级颗粒运动特性截然不同,粒级增大对应流化速度的响应降低,粗粉颗粒煤基质模拟产率为99.4%,细粉颗粒模拟产率为91.7%,细粉颗粒在不同条件下均为难处理对象,要避免前端的过磨现象;粗粉颗粒中煤基质在重产物中的损失及细粉颗粒中煤系黄铁矿在轻产物中的夹带是造成流化床分选效率低的主要原因;同时,随煤系黄铁矿占比增大,粗粉颗粒运动特性变化不明显,中粒级中的混合物料在分选区中的二次错配区出现返料现象;开展了基于模拟参数的对比分选试验,试验收集轻产物硫分降幅明显且试验产率与模拟产率接近。研究结果对于提高喷吹效率、降低燃煤污染具有积极意义。

简单无向图的同构判定方法

给出了矩阵同构变换、简单无向图距离矩阵、距离矩阵列和向量以及图的距离谱的定义,将基于邻接矩阵的同构判定条件推广到简单无向图距离矩阵.针对简单无向连通图的同构判定问题:给出了基于距离矩阵特征多项式的同构判定条件;进一步,为避免计算误差对判定结果的影响,给出了基于距离矩阵的秩与列和向量的同构判定条件.上述两个判定条件均是充要条件且均具有多项式时间复杂度.

用于并行压缩感知成像系统的观测矩阵优化算法

压缩感知理论为遥感空间超分辨技术提供了一种新的实现方式。其中观测矩阵决定着压缩感知的采样规则,设计和优化观测矩阵对于保证信号的重构品质具有重要意义。文章在并行压缩感知成像系统的基础上,提出了一种基于列独立性和互相关性的观测矩阵优化算法。算法通过正交三角分解增强观测矩阵的列向量独立性,再通过特征值分解和等角紧框架约束来降低观测矩阵与稀疏矩阵之间的互相关性。同时,文章还提出了一种基于阈值分割的优化方法,将观测矩阵转化为便于硬件实现的二值矩阵,在降低了硬件加工难度的同时,进一步增强了观测矩阵的效果,提高了优化算法的实用性。仿真实验证明,文章提出的优化算法相较于传统优化算法在峰值信噪比方面提升1~2 dB,具有更好地优化效果。

行(列)反对称矩阵的满秩分解和广义逆

本文研究了行(列)转置矩阵与行(列)反对称矩阵的性质.利用分块矩阵理论获得了许多新的结果,给出了行(列)反对称矩阵的满秩分解、秩分解和广义逆的公式及快速算法.它们可极大地减少行(列)反对称矩阵的满秩分解、秩分解和广义逆的计算量与存储量,并且不会丧失数值精度.

行转置矩阵与列转置矩阵

提出了行(列)转置矩阵与行(列)反对称矩阵的概念,研究了它们的性质,获得了一些新的结果,给出了行(列)反对称矩阵的秩分解公式,它们可极大地减少行(列)反对称矩阵的秩分解的计算量与存储量,并且不会丧失数值精度.

图像重建中的非常稀疏循环矩阵

测量矩阵是压缩传感理论的关键要素之一。针对目前大部分工作中所用的高斯等随机测量矩阵独立随机变元过多,不利于物理实现的问题,引入稀疏带状和稀疏列的概念,形成稀疏带状随机、托普利兹和循环矩阵以及稀疏列随机、循环矩阵,随机变元个数减少约三分之一。采用通用的模拟实验方法,验证此类稀疏矩阵对于真实图像的重建效果及对0-1信号的成功重建概率均与随机高斯矩阵相当。

简化柱切换技术在高浓度基体存在下测定痕量离子的研究

建立了适用于高浓度基体存在下测定痕量离子的简化柱切换技术。通过分析淋洗液浓度对待测离子色谱峰保留时间的影响 ,指出可使用高浓度淋洗液抑制色谱峰漂移 ,并通过实验案例提出了针对不同样品采取的不同策略。

一阶相关免疫函数的新构造方法与计数

本文研究了一阶相关免疫函数构造、计数问题 ,提出了一种新的一阶相关免疫函数的构造方法 ,由此得到了大量的一阶相关免疫函数 ;并通过这种构造方法给出了一个目前最好的一阶相关免疫函数个数下界 ,此下界比现有的结果至少改进了 (2 2 n - 1 + 2n) /(2 n + 8- 2 10 ) .

行正交矩阵的一些性质

给出行正交矩阵的概念,并讨论行正交矩阵的行列式、可逆性、特征值、迹等问题,得到行正交矩阵的行列式等于正负1、行正交矩阵的逆矩阵和伴随矩阵仍是行正交矩阵以及一些等价条件。

低幂平均列相关性测量矩阵构造算法

压缩感知是一种新的信号描述、采样和重构理论,其核心问题包括测量矩阵的选择和构造以及重构算法设计.本文首先提出感知矩阵幂平均列相关性定义,进而得出测量矩阵的择优原则;然后依据等角紧框架理论和特征向量近似法,提出新的测量矩阵构造算法,减小感知矩阵的幂平均列相关性.实验结果表明,本文算法达到了降低感知矩阵列相关性的目的.另外,当重构算法相同时,采用本文算法得到的测量矩阵比采用Gaussian、Elad、Xu和Vahid算法得到测量矩阵的重构错误率要低.

奇异向量空间双聚类算法

本文针对0/1矩阵的双聚类问题提出一种奇异向量空间双聚类算法.通过SVD分解将0/1矩阵映射到左右奇异向量空间上,然后利用信息熵判断行聚类优先还是列聚类优先,最后根据判断结果递归进行行聚类或列聚类,直到满足停止条件.实验显示奇异向量空间双聚类算法可以分辨出完全无重叠的子矩阵,比较快速地得到硬的双簇.