基于稀疏矢量声阵列的噪声源识别方法研究

【目的】为了提高质点振速的重建精度,保证声源识别的准确性,【方法】采用质点振速测量替代传统的声压测量,然后将矢量传感器与稀疏采样及稀疏正则化相结合,建立一个基于稀疏矢量声阵列的压缩等效源-近场声全息技术模型(CESM-v),并开展数值仿真和实验研究。通过质点振速重建、等效源源强重建、误差计算等多角度分析,将文章提出的CESM-v模型与传统的等效源-近场声全息技术(ESM)模型和现有的CESM-p模型进行对比。【结果】CESM-v模型总是优于另外两个模型,在稀疏采样条件下可获得媲美传统ESM充足采样条件下的质点振速重建效果,且比CESM-p模型具有更高更稳定的质点振速重建精度。仿真和实验结果均表明,CESM-v模型具有更好的稳定性和可靠性,在少量采样点条件下依然可获得较好的质点振速重建结果,从而保证声源识别的准确性。【结论】凭借优越的声场重构稳健性,CESM-v模型可推广至轨道交通等实际工程中,应用于噪声源识别及故障诊断。

基于生态系统服务价值的嫩江流域生态补偿研究

生态补偿是大力推进生态文明建设的重要举措。本文以嫩江流域为例,基于改进的当量因子法,通过ARCGIS遥感解译,计算嫩江流域生态系统服务理论价值。再通过生态补偿优先级和生态补偿需求强度系数,计算最终的生态补偿总量。结果表明:嫩江流域实际生态补偿总金额为439.89亿元。流域范围内的内蒙古自治区生态补偿标准为340.115亿元,黑龙江省生态补偿标准为79.108亿元,吉林省生态补偿标准为20.667亿元。可见内蒙古自治区是嫩江流域重点生态补偿对象。本文内容可为研究其他地区生态补偿、生态环境保护提供参考依据。

500kV充油海底电缆导体温度分布式光纤传感监测及应用

依据海南联网系统500 kV海底电缆捆绑特殊海底光缆的实际情况,通过分布式光纤传感技术结合经有限元仿真模型优化的IEC60287热路模型的方法可以监测海底电缆内部的温度分布。在实验室中搭建岸上模拟实验平台,利用中压电缆捆绑光纤的结构进行捆绑电缆岸上模拟实验。同时,将经验证的温度监测方法应用于海南联网系统500 kV海底电缆,以C相空气段为例监测捆绑电缆光单元的温度。采用有限元仿真计算电缆表面的温度,根据电缆表面的温度基于热路模型推导出对应的导体温度,得到电缆导体在实际运行过程中的温度变化。岸上模拟实验测量的导体温度与数值计算得到导体温度的误差低于1.77%,验证了海底电缆导体温度监测方法的准确性。

基于压缩奇异值分解等效源法的结构板件声源识别

为改善空间连续型声源的声场重建与声源识别性能,基于压缩感知(compressed sensing,CS)和等效源法(equivalent source method,ESM)的基本理论,提出了一种压缩奇异值分解等效源法(CSVDESM)。CSVDESM通过奇异值分解法获取声场的一系列正交基,在ESM和CS框架的基础上实现对声场的重构。将CSVDESM与高阶矩阵函数波束形成理论结合,通过提高阶次值,不断缩小识别到的声学中心覆盖范围,进一步提高声源识别定位精度。数值仿真分析和实验应用均验证了CSVDESM的有效性与实用性。

英语长句译法新探——意群—动态对等法

英语长句翻译是翻译的难点之一,改变以语法和学科分类为基础的传统长句翻译法,以"动态对等"为理论依据,以"意义"划分为中心,以"意群"间逻辑关系为落脚点,建立简单、可操作性强、具有广泛适用性的英语长句新译法——意群—动态对等法。

压缩感知等效源法对板件近场重构精度改进的研究

为改进目前板件压缩感知等效源法近场声全息中存在的稀疏基稀疏度不足、适用范围小等问题,提出一种优化等效源面范围的方法。使用板件振动模态与声辐射模态对板件倏逝波分布区域进行联合研究。利用板件振动模态得到高波数倏逝波分布情况,结合声辐射模态得到等效源向量在波数域分布情况,提出减小等效源范围从而达到过滤高波数倏逝波,减小重建误差的效果。数值模拟实验结果表明,该方法增加了等效源向量的稀疏度,对重建精度有大幅度的改善作用,扩大了压缩感知等效源法的使用范围。

基于不动点迭代的增广拉格朗日声源识别算法

等效源法近场声全息是进行声源识别的重要方法。传统的基于Tikhonov正则化方法局限于相对低的频率,进行高频声源的声场重建时效果较差,而基于最速下降法的宽带声全息(wideband acoustic holography,WBH)方法则在中高频效果较好。为了拓宽声场重建的频率范围并提高声源识别分辨率,提出一种基于增广拉格朗日方法(augmented Lagrangian method,ALM)的等效源法声源识别算法,该方法将L1范数正则化模型转化为增广拉格朗日方程的最小化问题,并应用不动点迭代求解得到声源强度。通过仿真与试验表明,与Tikhonov正则化、WBH和快速迭代收缩阈值算法(fast iterative shrinking threshold algorithm,FISTA)三种方法对比,所提方法适用于更宽的频率范围,且对不同的全息距离和信噪比具有很好的适应性。

孔缝耦合问题求解方法分析

建立孔缝耦合问题的算子方程,分析两种方法求解算子方程的过程,以及二者之间的内在联系和各自的特点。

用复阻抗法分析纳米钛酸钡湿敏元件感湿机理

用复阻抗方法对硅衬底纳米钛酸钡湿敏元件的感湿机理进行了分析。实验测量了湿敏元件在不同相对湿度下的复阻抗特性曲线及阻抗、电容等参数随频率的变化曲线。分析出相应的等效电路,推导了等效电路有关参数,分析讨论了纳米钛酸钡湿敏元件的感湿机理。低湿时,感湿材料本身颗粒电阻和电容及吸附的少量水分子共同起作用;高湿时,吸附的水分子电离和极化起主要作用。

基于压缩感知和快速波叠加谱方法的近场声全息

在等效源法近场声全息理论的基础上,将等效源强和积分核函数在轴对称虚拟面上进行双向傅里叶级数展开,使待求的源强向量转化为稀疏的傅里叶展开系数向量,并结合压缩感知重构算法中的基追踪降噪算法建立了一种基于压缩感知和快速波叠加谱的半解析、半数值等效源近场声全息方法。利用脉动球源与长条形声源对比了所提方法与传统压缩等效源法的声场重建效果。计算结果表明:当频率较低时,所提方法与传统方法的重建精度相当;但随着频率升高,所提方法的重建精度与抗噪性能均优于传统方法。

低信噪比条件下的平面等效源近场声全息方法

为提高低信噪比条件下的近场声全息成像效果,提出一种低信噪比条件下的平面等效源近场声全息方法,其将近场声全息对声场还原度高的优点和声源定位方法抗干扰能力强的优点相结合。该方法首先结合压缩感知技术的正交匹配追踪算法,在未知声源数目情况下求出虚拟声源在平面分布,再利用传导矩阵求出近场平面声压分布。通过仿真分析金属弹性材料壳体振动的近场声辐射,将该方法与Fourier变换方法、常规边界元方法以及传统等效源方法的近场声全息效果相比较。仿真实验表明,该方法性能可靠且具有较强的抗噪能力,可作为低信噪比条件下平面近场声全息方法的一种有效补充。

高精度球面洛伦兹力磁轴承设计与分析

针对柱面洛伦兹力磁轴承(LFMB)偏角有限导致磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)力矩输出持续时间短和气隙磁密均匀度低影响控制敏感精度的突出问题,提出了一种高精度球面LFMB设计与分析方法。所设计的LFMB转子球面导磁套和定子球面绕组均与双球面陀螺转子同球心,气隙呈球壳状,保证转子偏转时定子绕组两侧气隙宽度不变,相较于柱面LFMB,转子可偏转角度由±0.6°扩大到±2°。利用等效磁路法推导了柱面与球面LFMB气隙磁密的数学解析模型,并基于ANSYS命令流构建了柱面与球面LFMB的有限元仿真模型。仿真结果表明:在转子可偏转范围内,沿偏转中心线,球面LFMB最大磁密较柱面下降了34.1%;当转子不偏转时,球面LFMB绕组截面内的磁密均匀度较柱面提高了11.6%;当转子偏转时,球面LFMB绕组截面内的磁密均匀度较柱面提高了17.7%。所提方法为磁悬浮控制敏感陀螺控制与敏感性能的提升奠定了基础。

雄安新区国土空间开发的生态系统服务价值响应特征

雄安新区国土空间开发导致土地利用产生显著变化,从而对区域生态系统产生重要影响。基于2014—2020年四期遥感影像,系统分析了雄安新区土地利用动态变化过程,进而定量估算了国土空间开发对区域生态系统服务价值的影响。最后,根据新区发展规划对新区未来(2035年和2050年)土地利用格局以及生态系统服务价值变化进行了预测和展望。结果表明:(1)2014—2020年,新区土地利用变化过程主要体现在建设用地(+79.85 km^(2))、林地(+72.59 km^(2))与水域(+54.01 km^(2))的持续增加,耕地(-208.76 km^(2))明显减少,新增建设用地与林地主要来自耕地转化,水域的增加主要来自白洋淀周边耕地的退化;(2)新区生态系统服务功能整体呈增强趋势,总生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)增长4.51亿元,增幅最大的为美学景观(+39.41%)、水文调节(+32.77%)和原材料生产(+25.78%)功能,但食物生产服务功能价值下降明显(-10.78%);(3)ESV时空变化与土地利用呈现显著相关性,增加部分主要来自白洋淀区域建设用地向水域和耕地转变而产生的价值增益,减少部分主要为白洋淀区域以外建设用地快速扩张所导致的水文调节与废物处理功能退化;(4)基于发展规划的预测结果表明,2035年和2050年新区土地利用状况表现为北部建设用地的扩张,林地全区范围的扩散,白洋淀水域面积的增长,进而带动ESV总值的大幅增加(+63.91亿元和+68.31亿元),新区生态系统质量进一步持续提升。研究结果对于准确把握土地利用变化过程中的生态系统服务价值动态特征具有重要意义,可为面向生态可持续发展的雄安新区国土空间规划提供科学的辅助依据。

ULE~?叠层反射镜二维等效建模方法研究

ULE~?叠层反射镜是实现大口径、低面密度、高刚度空间反射镜的有效途径。为提高ULE~?叠层反射镜设计效率,文章基于蜂窝夹芯结构均质板等效理论,推导了叠层反射镜二维等效模型建模方法,利用有限元法计算二维等效模型自由模态频率,对比详细模型计算结果,验证等效模型计算精度,并结合设计实例验证该二维等效模型在叠层反射镜优化设计中的有效性。分析结果表明,叠层反射镜面密度大于40kg/m^2时,二维等效模型模态频率计算误差优于4%,满足优化设计精度要求。文章提出的叠层反射镜二维等效建模方法大幅缩减叠层反射镜有限元模型规模,实现叠层反射镜有限元模型高度参数化,有效提高了叠层反射镜设计效率。

基于空心球阵列的稳态声场重建

球形传声器阵列可有效重建三维空间声场,本文利用空心球形传声器阵列结合等效源方法开展声场重建研究。首先介绍球面等效源法声场重建方法,然后引入压缩感知算法,进一步提出基于压缩感知的球面等效源声场重建方法,最后利用单极子源对两种方法进行声场重建数值仿真,分别探讨声源频率、声源位置、信噪比以及重建面半径对声场重建精度的影响。结果表明,基于空心球阵列的球面等效源法和压缩感知球面等效源法均可实现声场重建,压缩感知球面等效源法声场重建精度优于球面等效源法。

基于压缩感知的等效源近场声全息

压缩感知利用感知矩阵可从稀疏信号中高概率重建出原始信号。本文介绍一种压缩感知稀疏采样等效源近场声全息方法,对频率为1500 Hz的两个单极子声源和频率在500 Hz、1000 Hz、2000Hz时的六个单极子声源,通过采用21×21网格点(441个)及121个随机数据采样点,分别进行声场重建与声源识别仿真,并与传统等效源近场声全息方法进行比较。结果表明,121和441个采样点下的传统等效源法声场重建误差分别为26.79%和45.21%,而基于本文提出的压缩感知等效源法的声场重建误差仅为2.24%和0.92%,因而,具有更高的声场重建能力;在121个采样点下,压缩感知等效法声源识别图像分辨率优于传统等效源法,声源定位及识别精度高。

具误差的三种迭代收敛的等价性

考虑了具误差的Mann迭代,Ishikawa迭代和三重迭代对中间意义下的渐进非扩张映射和强逐次伪压缩映射收敛的等价性.我们的主要结果改善和推广了近期该方向研究所得到的某些成果.