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关键词： 大地电磁法   各向异性   电流型畸变   相位张量   反演  

摘要： 地壳和上地幔普遍存在的电性各向异性是大地电磁测深方法在实践应用中的关键和难点问题,而由近地表局部地电异常引起的电流型畸变可进一步加剧各向异性反演的多解性和不确定性.为压制电流型畸变影响,本文实现了一种利用大地电磁相位张量和倾子数据获取地下介质主轴电性各向异性结构的三维反演算法.该算法正演问题的求解采用交错采样有限差分法,反演问题的求解采用非线性共轭梯度法.理论模型测试表明,相位张量和倾子的三维各向异性反演不仅恢复了真实的各向异性异常分布特征,且压制了为拟合电流型畸变出现的假异常.由于相位张量和倾子数据不含幅值信息,先验模型选取对反演模型电阻率值的恢复效果影响较大,但初始模型的改变基本不影响反演结果.为进一步验证该算法的有效性,将其应用于USArray项目在美国西北部采集的109个长周期大地电磁实测数据.反演结果表明,相对于阻抗数据,相位张量和倾子数据的各向异性反演结果对浅层结构的刻画更为准确,与地表地质特征更为吻合.

关键词： 光纤光栅   表面等离子体共振效应   湿度传感   温度传感  

摘要： 本文提出一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的光纤光栅温湿度传感器,以光纤布拉格光栅(FBG)作为温敏器件,并在光纤包层外镀40 nm厚的银纳米薄膜,以聚乙烯醇(PVA)作为湿敏薄膜,通过观测共振峰的偏移以及光纤光栅中心反射波长的偏移来实现对周围环境温湿度变化的监测。实验结果表明,该传感器在温度20℃~70℃范围内,灵敏度达到0.020 3 nm/℃;在相对湿度30%RH~80%RH范围内,平均灵敏度达到-0.99 nm/%RH。该传感器稳定性好,交叉敏感性弱,可在多场景中广泛应用。

关键词： VSP   全波形反演   波动方程走时反演   直达波   反射波  

摘要： 地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明:直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少.

关键词： 非线性声学   含气泡水介质   波动方程   Rayleigh-Plesset方程   时域有限差分   多重散射   声学软化   共振频移  

摘要： 为研究气泡的存在对介质中非线性声场的影响,本文利用波动方程和Rayleigh-Plesset方程建立的有限差分和有限体积模型,分别求解了在单频波和双频波激励下含气泡水介质中任意时刻的声压分布。计算表明:在非线性条件下,沿声波传播方向长度为半波长的介质内存在共振频移,即介质发生了软化;含气泡水介质的非线性共振频移与振源的振幅有关,在一定范围内,频移随着振幅的增大而增大;并证明了介质中的软化是由气泡平均体积增大而引起的。本研究为提高参量阵声发射和接收效率等提供了一种思路。

关键词： 复合光栅   非对称传输   梯度超表面   表面等离极化激元   异常反射  

摘要： 设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输,当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时,金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输;通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时,不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元,由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境,光栅可分别在1128 nm和1550 nm处实现高透射率;另外在反向入射方向,该器件在1300~1400 nm整个波段表现为零吸收,反射率大于90%,可作为反射器。当y偏振态光波入射时,在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。

关键词： 暗场成像   光栅干涉仪   Cramér-Rao下界   可见度  

摘要： 在光栅相衬成像中,通常使用相位步进法进行数据采集和信息提取。然而,对于相位步进法在提取暗场信号的算法效率还没有得到充分的评估。本研究引入Cramér-Rao下界对提取暗场信号的算法效率进行评估。基于理论分析和数值计算发现目前完全有效的算法仅适用于三步相位步进法,其他更多步数的相位步进法都是次优的。本研究以Cramér-Rao下界作为依据,定量地分析了相位步进数和可见度对算法效率的影响。结果表明在低可见度的情况下,相位步进法可以接近理论的最佳效率;在高可见度的情况下,当相位步进数大于5时,算法效率仅为77.4%,这可为基于X射线和中子光栅干涉仪的暗场成像的信噪比优化提高、剂量优化提供指导。

关键词： 新学期   期末考试   声情并茂   讲台   班长   告别   豪言壮语  

摘要： 1新学期班长竞职演说时,我声情并茂的演讲,敌不过洪林的豪言壮语。这个行事高调的男孩,在讲台上掷地有声地说:“如果我当了班长,我会在期末考试中,带领全班同学,将成绩冲进全年级前100名。”

关键词： 时间序列预测   张量分解   张量补全   核范数   自回归模型  

摘要： 为解决具有缺失值的高维时间序列的预测问题,提出一种张量自回归补全算法。在高精度低秩张量补全算法(HaLRTC)的基础上,加入张量自回归范数,通过充分利用高维时间序列所有维度的信息,对张量时间序列缺失数据进行补全。其中张量核范数捕捉时间序列的长期趋势,张量自回归范数捕捉时间序列的短期趋势,利用自回归模型的高阶形式,对补全后的高维时间序列进行预测。为了验证算法的有效性,提出基于Tucker分解的核心自回归张量补全算法(CCAR)、核心张量自回归补全算法(CTAR)、张量核心自回归补全算法(TCAR)用于消融实验。通过消融实验以及与其他现有方法的对比实验结果表明,在数据缺失比例较小的情况下,本文所提出的算法具有明显的预测优势。

关键词： Tucker分解   张量   Lp平滑  

摘要： 张量方法为高维数据提供了有效的分析方法。提出了一种基于图正则化和Lp平滑约束的非负Tucker分解方法,结合各向同性(L2范数)和各向异性(L1范数)扩散平滑的优点,并产生优化问题的平滑和更精确的解,通过实验验证了该模型的有效性。

关键词： 光纤光栅   维护   温度监测   高压配电设备  

摘要： 电力设备发生异常时,一部分电能会转换成热量,从而导致温度异常,根据这一特性,可通过监测电力设备的温度来判断设备的异常情况。本文利用了光纤光栅的传感性能,采用Bragg光栅进行温度的传感,然后使用光纤光栅解调技术同时监测配电室的高压开关柜、母线等温度变化。最后根据光纤光栅的工作原理,设计了由光电转换电路、监测软件等组成的高压配电设备监测系统,通过分析该系统的应用效果,证明了该监测系统是有效可行的。