Translational Motion of a Free Large Polaron and Broadening of Absorption Spectra

The translational motion of a large polaron as whole is analyzed in the context of its effect on the broadening of an absorption optical spectrum. It was open question how important the role of translational degrees of freedom and the corresponding velocities are on the broadening. The Bogolyubov method of canonical transformation of coordinates is formulated for a system of an electron and field, taking into account rigorous fulfillment of the conservation laws. Separation of variables is carried out for the coordinates describing the translational degrees of freedom and the electron oscillations in a polarization well. The equations obtained for the electronic states explicitly depend on the velocity of the free polaron as a whole. An estimate is made for free polaron in ammonia.

Rotational Motions Excited by Vertical Harmonic Motions

Rotation of a pair of wings was driven by the vertical harmonic motion of a pin inserted into the center hole of the wings.To elucidate the mechanism by which the rotational motion of the wings was excited,the relationship between the wings and the pin was examined by tracking their motions using both displacement measurements and high-speed photography.The motion modes occurred in this study were categorized into five types:slipping,rolling,jumping(without eccentricity),jumping(with eccentricity),and non-rotation.In the case that the hole of the wings was located at a distance from the center of the wings,referred to as″with eccentricity,″the slipping,jumping(with eccentricity),and non-rotation modes resulted.The experimental results showed that the mechanism of the jumping(with eccentricity)was different from that of the other modes(slipping,rolling,jumping(without eccentricity)),which are well known to be driven by the periodical reaction of the wings against the vertical vibration of the pin.It was found that the jumping(with eccentricity)was driven by the non-periodical force with the collision between the wing hole and the pin.

Decomposition of Molecular Motions into Translational, Rotational, and Intramolecular Parts by a Projection Operator Technique

The motion of the atoms in a molecule may be described as a superposition of translational motion of the molecular center-of-mass,rotational motion about the principal molecular axes,and an intramolecular motion that may be associated with vibrations and librations as well as molecular conformational changes.We have constructed projection operators that use the atomic coordinates and velocities at any two times,t=0 and a later time t,to determine the molecular center-of-mass,rotational,and intramolecular motions in a molecular dynamics simulation.This model-independent technique facilitates characterization of the atomic motions within a system of complex molecules and is important for the interpretation of experiments that rely on time correlation functions of atomic and molecular positions and velocities.The application of the projection operator technique is illustrated for the inelastic neutron scattering functions and for the translational and rotational velocity autocorrelation functions.

基于运动形式转化利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary inertia virtualizing translational mass based Tuned Mass Damper,简称RTMD),进行RTMD控制系统的设计概念,以单自由度结构对象为例建立了附加RTMD控制系统的运动方程,分析了RTMD控制系统参数对结构振动控制效果的影响规律。结果表明控制效果与系统的质量比、惯质比、阻尼比等参数密切相关,相关规律也可以推广到一般多自由度结构体系一阶振动的调谐吸振减振控制。进行了模型振动台试验研究,时域分析和频域分析结果均表明,试验结果与基于理论模型的数值分析结果一致性良好,验证了RTMD控制系统理论模型的正确性、设计参数的合理性以及控制系统应用于实际问题的可行性。

Measurement of six degree-of-freedom ground motion by using eight accelerometers

A new integrated measuring system with eight force-balance accelerometers is proposed to obtain a direct measurement of six degree-of freedom （DOF） ground motions, including three rotational and three actual translational acceleration components without gyroscopes. In the proposed measuring system, the relationship between the output from eight force-balance accelerometer and the six DOF motion of the measuring system under an earthquake are described by differential equations. These equations are derived from the positions and directions of the eight force-balance accelerometers in the measuring system. The third-order Runge-Kutta algorithm is used to guarantee the accuracy of the numerical calculation. All the algorithms used to compute the six DOF components of the ground motion are implemented in a real-time in Digital Signal Processor （DSP）. The distortion of the measured results caused by position and direction errors of the accelerometers in the measuring system are reduced by multiplying a compensation coefficient C to the output and subtracting static zero drift from the measured results, respectively.

涡旋电磁波雷达平动旋转目标三维微动参数提取方法

与传统平面电磁波雷达相比,涡旋电磁波雷达能同时观测到目标投影到雷达径向和垂直于径向平面的微动分量,可为目标识别提供更多信息。当前关于涡旋电磁波雷达微多普勒效应的研究尚处于起步阶段,初步实现了对旋转目标的三维微动参数的提取,但均未考虑目标平动的影响。因此,该文研究了涡旋电磁波雷达中平动旋转目标的微多普勒效应,推导了平动旋转目标的角多普勒性质,提出了基于1/4微动周期多普勒频移曲线的三维微动参数提取方法,获得了目标旋转频率、旋转半径、旋转矢量和平动速度矢量等参数。仿真验证了角多普勒性质的正确性和参数提取方法的有效性。

侧限条件下密实砂土蠕变的颗粒运动特征

任何构筑物长久安全稳定的重要性使得土的时间效应成为该领域学者最为关心的问题之一。基于3D打印杆件的等效砂土颗粒,通过侧限条件下的蠕变试验,采用近景摄影测量与粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,从单颗粒运动与颗粒间接触运动的角度出发,探究密实砂土蠕变的内部颗粒运动特征及其与宏观蠕变变形的关系。试验结果表明,3D打印杆件能够很好地反映密实砂土蠕变的宏观变形特性,侧限条件下蠕变变形随时间的增加而增加,随蠕变应力的增加而减小,蠕变变形呈现出蠕变速率减小并趋于稳定的初始蠕变阶段与稳态蠕变阶段。其原因为蠕变最初阶段颗粒整体向下平动,并发生较大转动,颗粒间孔隙明显减小,蠕变变形主要由颗粒间孔隙的压密提供;而后颗粒间孔隙减小不明显,趋于稳定,颗粒发生不规则方向平动,蠕变变形主要由局部的颗粒位置调整与重排列控制,揭示了宏观的蠕变变形与微观的颗粒平动变化有着密切联系。颗粒间的接触运动随着蠕变时间的增加而明显增大。蠕变过程中,接触滚动和接触滑动同时发生,并逐渐集中在某些易发生移动的接触点上。强运动接触点的平均滑动距离与平均滚动距离存在着良好的线性关系,随着时间的增加,平均滑动距离逐渐大于平均滚动距离,表明颗粒间滑动产生体积收缩,控制宏观蠕变变形。

Rigid-Liquid-Flexible Dynamic Formulation for a Two-Dimensional Tank Undergoing Translational and Rotational Motion

Considering rigid-liquid-flexible coupling effect, dynamic formulation for a two-dimensional rectangular tank with liquid sloshing connected to a flexible beam is proposed. Differing from the traditional formulation which considered either the rotational motion or the translational motion of the tank, this formulation can be applied for rigid-liquid-flexible coupling dynamic analysis of tank undergoing translational and rotational motion based on the theorem of momentum and the theorem of moment of momentum. Furthermore, stiffening terms are included in the dynamics equations of the flexible beam. Firstly, the dynamic equations of the rigid-liquid coupling system and the flexible beam are derived, respectively, and then by introducing the Lagrange-multipliers,the rigid-liquid-flexible coupling equations can be combined with acceleration constraint equations. Finally, the mix differential-algebraic equations are solved to investigate the rigid-liquid-flexible coupling dynamic performance of the system.

三维坐标变换在航天器机械测试中的应用

提出了三维空间坐标变换的3种方法,从数学原理上对3种方法进行了分析,结合实例对各种方法进行说明。坐标变换方法已灵活应用于航天器系统机械测试中,方法的可行性得到验证,方便了测量过程,提高了工作效率。

基于仿射变换模型的图像配准中的平移、旋转和缩放

文中讨论了二维仿射变换的平移、旋转和缩放等特性。对可见光波段和红外波段图像采用基于特征的配准 ,以边界作为特征进行相关运算 ,求出边界对应位置的关系 ,建立仿射变换模型 ,按照最大相关原则自适应确定最佳配准参数k、θ、Δx和Δy ,能够实现图像的自动配准。并利用实际可见光与红外图像给出了运用仿射变换模型的实验结果 ,表明该模型可有效解决图像配准中的平移。

基于不变矩的抗旋转、缩放、平移鲁棒性数字水印

目前的数字图像水印对于加噪、滤波、JPEG压缩攻击具有很好的鲁棒性但抗几何类攻击仍是对数字图像水印的一个巨大挑战。将水印嵌入到图像中的不变域中,这是一种比较好的方法。然而,由于嵌入水印的原始图像和受到几何攻击后(RST变换)的图像尺度大小发生了改变,这就使得水印的嵌入和检测之间失去了同步,从而导致水印检测的失败。为了解决图像尺度大小在水印嵌入和检测时发生改变的问题,提出了一种使用零像素值模板背景图像和不变矩抗旋转、缩放、平移鲁棒性数字水印。通过零像素值模板背景图像代替图像尺度大小归一化,同时使用几何不变矩来设计水印和检测水印。经过仿真实验证明,该方法对于普通的加噪、滤波、JPEG压缩攻击具有很好鲁棒性的同时,对于旋转、缩放、平移等攻击也具有很好的鲁棒性,是一种简单、实用、可靠的数字水印方法(使用的仿真软件:Matlab7.1)。

一种改进的卫星旋转载荷动平衡的振动结构

卫星旋转天线的动不平衡对卫星在轨姿态稳定性有重大影响,必须加以控制。由于其工作转速低、质偏和高度较大、离心力产生的平动量远小于倾覆力矩产生的摆动量,平衡机测量精度低。提出了一种振动结构,能够将弱的离心力信号从较强的力矩信号中分离开来,并且采用固定摆动中心的方式,确定了振动中心位置。理论和实验表明,平动振动与摆动振动有效实现了机械分离,避免了振动中心不稳定引起的误差等问题,为最终卫星旋转载荷动平衡机的研制提供了理论基础。

坐标系转换参数初值快速计算的新方法

在已知不共线3点在两坐标系下坐标的条件下,提出一种快速计算两坐标系间转换参数概略值的方法。通过已知的3点构造出一个新的坐标系,根据该坐标系可计算出待求的两坐标系分别与它的旋转参数,从而求得待求两坐标系间的旋转参数。再根据旋转参数计算出平移参数的概略值。通过实验验证方法的正确性。

基于齐次坐标的微动建模与微多普勒特征分析

针对目标微动数学模型表达不统一的问题,引入计算机图形学中的齐次坐标表示方法,给出了三维坐标系和旋转变换的齐次变换矩阵描述,推导了自旋、锥旋、进动和章动目标微动模型的通用矩阵表达。并分析了目标回波频移的组成,得到了微多普勒的理论表达式。微动回波Ga2bor变换时频图与微多普勒理论值的仿真结果表明,通用的矩阵表达可以简明且准确地描述目标的微动。

一种抗旋转、尺度和平移处理的图像水印算法

提出一种新的,能够抵抗旋转、尺度和平移处理的图像水印算法:直接在图像空间域中嵌入具有周期性和对称性的水印信号,其自相关函数中峰值点构成的峰值点阵图可作为几何处理参数估计的模板。使用霍夫变换从统计意义上对峰值点阵图中的噪声峰值点进行抑制,进而准确提取出峰值点阵图中具有最强方向的主轴方向用以估计旋转角度,并由与主轴方向平行的相邻直线间的距离估计尺度变换因子。实验结果表明:该算法对普通信号处理具有非常强的鲁棒性,且能够有效地抵抗小角度旋转、翻转、尺度和平移等几何处理。

基于小波矩的新型图形识别算法

该文提出了一种基于小波矩的新型图形识别算法。小波矩除了具有矩特征的平移、缩放和旋转不变及抗噪性强的特性以外，还增加了小波对图象结构精细特征的把握能力强的优点。文章结合FFT变换的优点提出了改进的离散傅立叶－小波矩，并由所提取的小波矩特征与最小距离分类器结合形成一个图象识别系统，成功实现了对精细复杂汉字图符的识别。通过与采用传统的几何矩识别结果比较，在识别准确率、识别速率和抗噪性上性能都有较大的提高。

基于Z变换匀速旋转运动模糊图像的快速恢复

从离散直观角度分析了由匀速旋转运动引起图像模糊的机理,通过Z变换方法,建立了由匀速旋转运动引起图像模糊的退化模型和恢复模型,并给出了快速算法。将运动模型扩展到任意形式的匀速运动,并给出了数学模型。通过计算机仿真实验,验证了算法的正确性、有效性和快速性。本文推导的是理想模型,没有考虑噪声的影响。

驾驶式抹光机的运动机理分析与研究

为了揭示驾驶式抹光机抹平混凝土过程的运动机理,基于混凝土弹性变形的假设,根据库伦摩擦定律,考虑摩擦力与运动速度的耦合作用,建立驾驶式抹光机平移运动与旋转运动的运动方程,获得运动方程的解析解,并通过机械驱动型驾驶式抹光机实验验证了运动机理研究的合理性。该研究为驾驶式抹光机的系统优化设计以及指导现场施工提供了重要参考。

基于微动目标主体信息的平动补偿方法

目标的平动和微动均会对雷达信号产生调制,其中,微动信息的提取对目标识别具有重大意义。选择对点散射模型进行分析,构建回波信号模型。根据信号在时频分布中的特点,通过霍夫变换(TFD-Hough)获得平动参数,重构出参考主体信号,进而补偿主体回波信号,再经高通滤波器处理,最终实现平动调制的补偿以及微动信号的分离。仿真实验验证了该方法的有效性。

图形变换与中国初中几何课程的自然融合

图形变换是欧氏几何的核心内容之一,但中国传统初中几何课程并不包含这些核心内容.《全日制义务教育数学课程标准（实验稿及2011年版）》都规定了图形的轴对称、图形的旋转、图形的平移等＂图形与变换＂的内容.根据中国初中几何的特点及教学的实际进展来看,线段的垂直平分线、平行四边形和圆可以分别作为图形的轴对称、图形平移和图形旋转的知识生长点,实现图形变化与初中几何课程二者的自然融合.