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基于优化变分模态分解的混凝土浅层空洞病害识别
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作者 赵维刚 石壮 +3 位作者 杨勇 田秀淑 鞠景会 李一凡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期91-102,共12页
针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立... 针对开放环境下混凝土空洞病害检测的病害特征识别中噪声干扰、成分识别问题进行了研究,提出了基于优化变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)与自由振动衰减速度的混凝土浅层病害声振信号识别方法。该研究建立了混凝土浅层空洞病害的理论模型,仿真了不同工况下的病害特征频率及其变化规律;提出了基于IVMD的信号分解方法,设计了基于Tent混沌与柯西变异优化的麻雀搜索算法联合搜索变分模态分解的关键参数k和α,在最佳分解的基础上提出了基于自相关函数图形、相关系数、衰减系数与频域分布情况的浅层空洞病害本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)识别方法;选取幅值衰减评估了特征IMF的衰减速度,得出了基于振动衰减特征的空洞病害识别方法;通过预埋病害模型试验对比分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,基于IVMD的分解方法能够有效降低噪声及其他成分的干扰,提高空洞病害识别精度和准确度。 展开更多
关键词 病害检测 优化麻雀搜索算法 优化变分模态分解(IVMD) 时域衰减速度 声振法
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探地雷达探测路床结构的正演模拟研究
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作者 秦卫军 梁智超 《市政技术》 2024年第3期106-109,123,共5页
土体的相对介电常数是表征土体介电特性和极化能力的重要参数。探地雷达发射的电磁波在道路各结构层的传播规律与层间介质的介电性质紧密相关。因此,从时域有限元法原理出发,利用正演模拟软件开展了针对路床层间电磁波回波特征的正演模... 土体的相对介电常数是表征土体介电特性和极化能力的重要参数。探地雷达发射的电磁波在道路各结构层的传播规律与层间介质的介电性质紧密相关。因此,从时域有限元法原理出发,利用正演模拟软件开展了针对路床层间电磁波回波特征的正演模拟研究。研究结果表明:面层的相对介电常数对探地雷达电磁波在路床层振幅衰减的影响较小;当路床层相对介电常数为20.0、24.0,面层相对介电常数由5.0增加至6.5时,路床层振幅衰减值分别增加了0.04、0.09 V/m;当路床层相对介电常数为20.0、22.0,基层相对介电常数由7.0增加至9.0时,路床层振幅衰减值分别减少了0.85、0.81 V/m;当基层相对介电常数为7.0、7.5、8.5,路床层相对介电常数由12.0增加至30.0时,路床层振幅衰减值分别增加了1.44、1.47、1.44 V/m。 展开更多
关键词 路床结构 探地雷达 介电常数 时域有限元法 路床层振幅衰减
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基于改进双向峰-谷搜索算法的煤矸模型电磁波正演模拟
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作者 史翔予 司垒 +2 位作者 王忠宾 魏东 顾进恒 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第10期87-95,共9页
实现放顶煤过程煤矸含量自动识别是综采自动化的重要目标,现有煤矸含量自动识别方法存在准确性、实时性较低等问题。放顶煤过程产生的煤矸混合物是由煤、矸石和空气形成的三相介质,各相介质的电性参数不同,在不同组分的混合三相介质中,... 实现放顶煤过程煤矸含量自动识别是综采自动化的重要目标,现有煤矸含量自动识别方法存在准确性、实时性较低等问题。放顶煤过程产生的煤矸混合物是由煤、矸石和空气形成的三相介质,各相介质的电性参数不同,在不同组分的混合三相介质中,电磁波的传播特性也不同。煤和矸石相对介电常数差异明显,通过研究不同含矸率煤矸混合物的电性参数,可为放顶煤工作面含矸率自动识别提供新的思路和方法。为了探究不同含矸率煤矸混合物的电性差异,提出了一种基于分治策略的双向峰-谷搜索算法,基于该算法建立了煤矸多相离散随机介质模型,基于麦克斯韦方程组及其本构关系方程,利用时域有限差分法对所建立的模型进行电磁波正演模拟。分析表明,基于分治策略改进双向峰-谷搜索算法后,煤矸多相离散随机介质模型中的煤、矸石、空气三相之间不仅存在明显的相界面,且各相离散程度更大,不存在聚集现象,因此局部介质也能体现整体的电性参数,能够满足电磁波正演的介质模型需求。正演模拟结果表明:(1)激励信号的频率会影响透射波的幅值,在12 GHz范围内,激励信号频率越高,透射波幅值越大;频率过低会降低信号的鲁棒性,激励频率应高于2 GHz。(2)煤矸混合物的含矸率与介质整体的等效介电常数呈正相关。含矸率越高,电磁波信号的传播损耗越多,接收平面接收到的信号幅值越小,电磁波信号穿透介质所用的时间越长。不同含矸率之间呈现明显的差异性,可以用作综采放顶煤含矸率识别的依据。 展开更多
关键词 放顶煤工作面 煤矸识别 含矸率 电磁波正演 分治策略 双向峰-谷搜索算法 多相离散随机介质模型 时域有限差分法
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冲击回波法在水工混凝土质量检测中的应用研究 被引量:4
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作者 范小东 付磊 +1 位作者 徐超 曹敏 《浙江水利科技》 2023年第3期83-90,共8页
为研究冲击回波法检测水工混凝土结构质量的适用性与可靠性,设计制作了混凝土模型试件,并结合水工混凝土结构常见缺陷特征,在模型试件内设置不同尺寸和深度的模拟缺陷,研究冲击回波法对不同尺寸和埋深缺陷的检测效果,并在海宁市洛塘河... 为研究冲击回波法检测水工混凝土结构质量的适用性与可靠性,设计制作了混凝土模型试件,并结合水工混凝土结构常见缺陷特征,在模型试件内设置不同尺寸和深度的模拟缺陷,研究冲击回波法对不同尺寸和埋深缺陷的检测效果,并在海宁市洛塘河圩区整治工程水工混凝土结构质量检测中开展应用研究,深入分析完好部位、缺陷部位时域波形、振幅频谱特征,提出缺陷识别方法。研究结果表明:冲击回波法在其适用范围内测试效果良好,可用于水工混凝土厚度与内部缺陷检测,同时尚存在有效测试厚度不大、缺陷分辨率不能满足水利工程质量检测的高精度需求等技术难点,有待进一步开展实验研究。 展开更多
关键词 冲击回波法 水工混凝土结构 内部缺陷 时域波形 振幅频谱
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基于FDTD的振幅频谱法定位精度评估 被引量:2
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作者 李云 高太长 +2 位作者 江志东 胡帅 李宛桐 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 北大核心 2016年第1期81-87,共7页
为提高单站雷电定位系统的探测范围及定位精度,利用时域有限差分法对数百千米内雷电辐射电磁场的传播特征进行分析,分别计算了传输线模型(TL)、电流线性衰减的传输线模型(MTLL)、电流指数衰减的传输线模型(MTLE)3种回击模型在有... 为提高单站雷电定位系统的探测范围及定位精度,利用时域有限差分法对数百千米内雷电辐射电磁场的传播特征进行分析,分别计算了传输线模型(TL)、电流线性衰减的传输线模型(MTLL)、电流指数衰减的传输线模型(MTLE)3种回击模型在有限导电情况时,不同距离处雷电通道的垂直电场与磁场的分布。利用数值计算得到雷电电磁场波形,定量评估了振幅频谱法适用的探测范围及定位精度。结果表明:对于TL、MTLL和MTLE 3种模型,振幅频谱法定位相对误差小于10%的范围应分别为19~43km,17~46km和9~38km;对于距离测站小于9km或大于46km的雷电辐射源,3种回击模型得到的振幅频谱法定位相对误差均大于10%。因此,雷电源距离测站太近或太远,振幅频谱法均不适用。 展开更多
关键词 振幅频谱法 单站雷电定位 时域有限差分
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基于自适应步长OBFGS算法的快速时间域全波形反演 被引量:1
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作者 张天泽 韩立国 +2 位作者 张盼 胡勇 毛博 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2018年第1期1-7,共7页
将OBFGS(Online-BFGS)优化算法应用到全波形反演中,OBFGS算法是一种不依赖Wolfe准则求取步长的优化算法。基于OBFGS算法的特点,提出了自适应步长策略,可以根据当前目标函数的变化情况自适应调整步长。基于自适应步长的OBFGS算法不要求... 将OBFGS(Online-BFGS)优化算法应用到全波形反演中,OBFGS算法是一种不依赖Wolfe准则求取步长的优化算法。基于OBFGS算法的特点,提出了自适应步长策略,可以根据当前目标函数的变化情况自适应调整步长。基于自适应步长的OBFGS算法不要求在调整步长时计算正演和梯度,因此可以加快计算速率。通过对Marmousi型进行反演的精度分析表明,基于自适应步长OBFGS算法全波形反演提高了反演精度。反演效率分析结果表明,基于自适应步长的OBFGS算法的反演耗时较短,具有更快的收敛速度,提高了反演的效率。 展开更多
关键词 时间域全波形反演 步长搜索 OBFGS算法 自适应步长
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基于EMG的假手实时力跟踪控制 被引量:1
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作者 王新庆 刘伊威 +2 位作者 杨大鹏 樊绍巍 刘宏 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第1期63-67,共5页
针对商业假手灵活性及智能化水平较低的问题,进行了具有力矩/位置感知的五指假手及其控制方法的研究.以人体前臂肌电信号(EMG)为控制源,以力传感器检测指尖法向力,通过SVR支持向量机(Support Vector Regression,SVR)构建了指尖力的预测... 针对商业假手灵活性及智能化水平较低的问题,进行了具有力矩/位置感知的五指假手及其控制方法的研究.以人体前臂肌电信号(EMG)为控制源,以力传感器检测指尖法向力,通过SVR支持向量机(Support Vector Regression,SVR)构建了指尖力的预测模型;采用网格搜索法确定模型的参数,缩短了训练时间,提高了模型的泛化能力.通过在线预测,结合带有二阶微分跟踪器的模糊PID控制方法实现了指尖施力实时跟踪;速度快,超调小,鲁棒性强,提高了假手的控制水平. 展开更多
关键词 假手 肌电 支持向量回归 微分跟踪器 模糊PID 指尖力 网格搜索法 时域特征
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时频域波前检测方法抗振性能研究
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作者 王明 郝群 朱秋东 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1208-1211,共4页
针对用于现场测试的移相干涉测量系统对振动的高度敏感而过于复杂的问题,提出一种可用于现场测试的小型化、抗振动的时频域波前检测方法.采集一系列连续移相的干涉图,通过对干涉图中各点时序光强序列的频谱进行宽带滤波获取相位统计信息... 针对用于现场测试的移相干涉测量系统对振动的高度敏感而过于复杂的问题,提出一种可用于现场测试的小型化、抗振动的时频域波前检测方法.采集一系列连续移相的干涉图,通过对干涉图中各点时序光强序列的频谱进行宽带滤波获取相位统计信息.线性拟合相位统计信息后,对随机噪声的影响进行了多次取平均,将环境振动、移相非线性等非随机性扰动的影响归结为一个与像素坐标无关的值,实现了抗扰动的目的.仿真实验统计了λ/100波长精度要求下最大可承受振动的幅频积及其变化规律.研究结果验证了本方法的可行性,并为本方法在小型化移相干涉仪中的应用提供了依据. 展开更多
关键词 移相干涉测量 抗振动 时频域检测方法 最大振动幅频积
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基于分层组织的超声时频信号对比分析
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作者 康维新 巩雪 李海峰 《应用科技》 CAS 2018年第5期38-43,50,共7页
针对生物组织微结构的超声检测问题,基于超声透射法在生物组织中的传播机理,建立分层软组织的时频域信号传输模型。为了描述生物组织结构变化对超声检测信号的影响,比较超声时频域信号对组织微结构变化的敏感情况,采用时频域信号对分层... 针对生物组织微结构的超声检测问题,基于超声透射法在生物组织中的传播机理,建立分层软组织的时频域信号传输模型。为了描述生物组织结构变化对超声检测信号的影响,比较超声时频域信号对组织微结构变化的敏感情况,采用时频域信号对分层组织进行检测,采用最大值法和能量比较法对接收信号进行处理。仿真实验表明,时域信号对于组织的成分变化更为敏感,对生物微结构的检测性能更好,能量比较法对信号变化的识别度更高。 展开更多
关键词 生物组织 微结构 超声检测 分层模型 时频域信号 最大值法 能量比较法 识别度
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潮流能水平轴水轮机叶片应力疲劳特性分析 被引量:1
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作者 张连旺 谭俊哲 +3 位作者 CHAYUT Nuntadusit 袁鹏 王树杰 司先才 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期157-164,共8页
潮流能水平轴水轮机在工作过程中受到变幅载荷的作用,会对水轮机叶片的疲劳特性产生重要影响。采用S-N全寿命应力疲劳的时域分析方法研究变幅载荷下潮流能水轮机叶片的应力疲劳特性。基于叶素动量理论,分析叶片所受载荷类型,通过自编程... 潮流能水平轴水轮机在工作过程中受到变幅载荷的作用,会对水轮机叶片的疲劳特性产生重要影响。采用S-N全寿命应力疲劳的时域分析方法研究变幅载荷下潮流能水轮机叶片的应力疲劳特性。基于叶素动量理论,分析叶片所受载荷类型,通过自编程序生成随机变幅载荷的时间序列,运用有限元法分析叶片的应力与应变,将静力学仿真的有限元模型作为疲劳分析模型,应用疲劳分析软件分析叶片的应力疲劳特性。以20kW浮潜式潮流能水平轴水轮机叶片为例,分析叶片的疲劳损伤、疲劳寿命及危险节点,结果表明叶片满足寿命要求,为潮流能水轮机叶片设计及疲劳特性分析提供参考。 展开更多
关键词 潮流能水平轴水轮机 变幅载荷 疲劳特性 时域分析 有限元
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基于时域有限差分方法设计调幅射频辐照头部线圈
11
作者 蓝茂英 蔡林波 +3 位作者 邓官华 段松 韩继钧 辛学刚 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第28期41-46,共6页
研究应用于调幅射频电磁场生物效应研究的非接触式射频线圈。首先根据射频辐照线圈的设计要求,通过时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)方法进行电磁仿真计算分析;进而根据仿真计算结果实现辐照原型射频线圈。S参数测试... 研究应用于调幅射频电磁场生物效应研究的非接触式射频线圈。首先根据射频辐照线圈的设计要求,通过时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)方法进行电磁仿真计算分析;进而根据仿真计算结果实现辐照原型射频线圈。S参数测试和信号测试结果显示,S_(11)参数达到了-31.41 d B,且射频线圈共振在载波频率上,所实现的射频线圈符合设计要求。该射频线圈可作为核心硬件部件应用于后续的调幅射频电磁场生物效应研究中。 展开更多
关键词 时域有限差分方法 调幅射频辐照 射频线圈 S参数
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谱分析中时幅域搜索选段方法研究
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作者 吴振军 《飞行器测控学报》 2009年第3期61-65,共5页
为解决遥测速变参数谱分析中连续、快速提取特征段落的问题,提出了时幅域搜索选段方法,给出了算法和算例,进行了相关的分析和讨论。应用结果表明:该方法可控制能力强,所选取的段落合理,适用于遥测速变参数谱分析中的快速处理。
关键词 遥测速变参数 谱分析 时幅域搜索选段方法 特征段
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双频激电法在西藏寻找破碎蚀变型金矿中的应用效果及与时间域激电法的对比研究 被引量:1
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作者 罗敏玄 李新 +3 位作者 吴丰 聂小力 黄锦彦 杨果林 《中国锰业》 2022年第2期45-49,共5页
双频激电法是一种装备轻便、效率较高的物探找矿方法,尤其对于高寒高海拔等通行困难、施工难度较大的地区具有重要意义。研究通过利用双频激电法在西藏某地区开展激电中梯测量,圈定激电异常4处,并进行了解释推断,有效指导了地面找矿工作... 双频激电法是一种装备轻便、效率较高的物探找矿方法,尤其对于高寒高海拔等通行困难、施工难度较大的地区具有重要意义。研究通过利用双频激电法在西藏某地区开展激电中梯测量,圈定激电异常4处,并进行了解释推断,有效指导了地面找矿工作,证明双频激电法在西藏寻找破碎蚀变型金矿效果较好。此外,通过与时间域激电法实测数据的对比研究,从方法原理和实际效果上说明了2种方法总体等效,但双频激电法在数据结果上找矿效果更明显。 展开更多
关键词 双频激电 视电阻率 视幅频率 破碎蚀变型金矿 时间域激电
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Elastic Full Waveform Inversion Based on the Trust Region Strategy
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作者 Wensheng Zhang Yijun Li 《American Journal of Computational Mathematics》 2021年第4期241-266,共26页
In this paper, we investigate the elastic wave full-waveform inversion (FWI) based on the trust region method. The FWI is an optimization problem of minimizing the misfit between the observed data and simulated data. ... In this paper, we investigate the elastic wave full-waveform inversion (FWI) based on the trust region method. The FWI is an optimization problem of minimizing the misfit between the observed data and simulated data. Usually</span><span style="font-family:"">,</span><span style="font-family:""> the line search method is used to update the model parameters iteratively. The line search method generates a search direction first and then finds a suitable step length along the direction. In the trust region method, it defines a trial step length within a certain neighborhood of the current iterate point and then solves a trust region subproblem. The theoretical methods for the trust region FWI with the Newton type method are described. The algorithms for the truncated Newton method with the line search strategy and for the Gauss-Newton method with the trust region strategy are presented. Numerical computations of FWI for the Marmousi model by the L-BFGS method, the Gauss-Newton method and the truncated Newton method are completed. The comparisons between the line search strategy and the trust region strategy are given and show that the trust region method is more efficient than the line search method and both the Gauss-Newton and truncated Newton methods are more accurate than the L-BFGS method. 展开更多
关键词 Elastic Wave Equations Full-Waveform Inversion Trust Region Strate-gy Line Search Strategy Newton-Type method time Domain
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简谐激励下柔性卡箍支承管路系统响应 被引量:9
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作者 李占营 王建军 邱明星 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2705-2712,共8页
针对柔性卡箍支承航空发动机管路系统振动问题,研究了柔性卡箍的刚度特性及其对管路系统响应特性的影响。建立了包含管路和柔性卡箍的管路系统流固耦合有限元模型,给出了系统时域响应的Newmark积分方法。采用解析推导和试验测试两种方... 针对柔性卡箍支承航空发动机管路系统振动问题,研究了柔性卡箍的刚度特性及其对管路系统响应特性的影响。建立了包含管路和柔性卡箍的管路系统流固耦合有限元模型,给出了系统时域响应的Newmark积分方法。采用解析推导和试验测试两种方法对柔性卡箍刚度特性进行了研究,研究结果表明:柔性卡箍的刚度具有明显的分段线性特性。通过对基础简谐激励作用下管路系统时域受迫响应分析,研究了柔性卡箍支承刚度对系统非线性行为的影响。发现柔性卡箍刚度的不对称性较大时,系统的幅频响应特性曲线出现明显的非线性突跳现象;在特定频率范围,响应中存在激励频率的亚谐和超谐分量;随着流体流速和压力的增加,系统固有频率减小。 展开更多
关键词 柔性卡箍 管路系统 有限元法 时域响应 幅频响应特性
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一种基于共轭梯度最优化技术的三维时域扩散光学层析方法 被引量:3
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作者 杨芳 阮平巧 +1 位作者 高峰 赵会娟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2517-2523,共7页
扩散光学层析(DOT)中的图像重建是一个面向大参数集的非线性最优化问题,其标准求解方法为牛顿类迭代法,需要对整个Jacobian矩阵进行构建、求逆和存贮,这对大规模的三维问题是不可行的,为此常采用基于逐行线性逆策略的非创伤性填充(ART)... 扩散光学层析(DOT)中的图像重建是一个面向大参数集的非线性最优化问题,其标准求解方法为牛顿类迭代法,需要对整个Jacobian矩阵进行构建、求逆和存贮,这对大规模的三维问题是不可行的,为此常采用基于逐行线性逆策略的非创伤性填充(ART)技术,图像质量受到严重制约。采用共轭梯度算法,直接求解非线性目标函数梯度,可避免对Jacobian矩阵的操作,为有效降低步长因子求解引起的附加计算量,采用一维不精确搜索算法。通过对双非均匀目标体的平板模型进行模拟成像,与代数重建算法结果进行比较,表明共轭梯度法的重建质量、收敛速度和收敛性都优于ART算法。 展开更多
关键词 图像处理 时域扩散光学层析 逆问题 共轭梯度算法 不精确线性搜索
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