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关键词： 多通道   光栅传感   解调系统   信号同步   反射光信号   频率补偿   时间补偿   相位偏差补偿  

摘要： 多通道光栅传感解调系统的解调精度和信号同步程度存在直接关联,为保证解调效果,研究多通道光栅传感解调系统的信号同步方法。基于多通道光栅传感解调系统的应用原理,确定解调过程中相邻光栅传输时延,导致反射光信号发生重叠,无法保证多通道信号同步;充分分析解调系统信号时延情况后,采用卡尔曼滤波方法,依据频率偏差补偿完成相位偏差补偿,实现多通道同步时间补偿,以此完成多通道光栅传感解调系统的信号同步。测试结果显示:采用研究方法进行多通道光栅传感解调系统信号同步后,时间同步偏差结果均低于0.15 ms;并且信号同步后解调系统的解调误码率均低于0.55%;解调后最大漂移结果为0.007 8 nm;可有效避免反射光信号发生重叠。

关键词： 波动方程   成像   各向异性介质   弹性波高斯束   四分量  

摘要： 基于弹性波动方程的多波多分量高斯束偏移方法计算高效且成像精确,适用于复杂地质构造,目前多应用于陆地三分量数据,对于海底地震数据存在明显的适应性问题:①不完整的海底边界条件导致P波和S波无法彻底分离,上、下行波会在海底的记录方式下发生混叠,造成虚假成像;②地下介质中普遍存在的各向异性带来运动学信息误差,导致最终成像出现反射波归位不准确、绕射波收敛效果差、能量不聚焦等问题。为此,提出一种兼顾各向异性特性、直接使用包含水压分量的海底四分量地震数据进行弹性高斯束偏移成像的方法。首先,假设海底接收界面为各向同性,以弹性波波动方程和海底完整边界为基础进行波场延拓,得到四分量数据的波型分离矩阵;然后,结合各向异性射线追踪和动力学参数近似,实现了VTI介质的弹性波高斯束偏移。2D层状模型和北海Gullfaks区域模型的数值试算结果表明,所采用的海底四分量各向异性介质高斯束偏移方法抑制了不完整边界条件造成的成像假象,能够自动分离海底各向异性介质中的PP波和PS波,实现转换波的准确成像,更精确地恢复和归位地震波,提高了地震资料成像分辨率,尤其适用于复杂海底的大炮检距、宽方位地震勘探。

关键词： 复张量   对称张量   US-特征值   定位集   US-谱半径  

摘要： 针对复张量A的US-特征值的定位问题,本文构造了US-特征值的一个新定位集,证明了该定位集比已有定位集更精确,作为应用,给出了A的US-谱半径的一个上界。最后,通过数值算例验证了本文理论结果的正确性。

关键词： 布拉格光纤光栅(FBG)解调系统   甲烷吸收峰   温度自适应   低功耗   垂直腔面发射激光器(VCSEL)  

摘要： 设计了一种基于甲烷吸收峰波长参考的低成本、低功耗、温度自适应的布拉格光纤光栅(FBG)解调系统。详细介绍了该系统的总体设计和关键技术,包括:垂直腔面发射激光器(VCSEL)的特性分析和选取、甲烷吸收峰波长选取和甲烷吸收峰波长与VCSEL扫描波长范围匹配、光纤光栅波长选取和光纤光栅波长与VCSEL扫描波长范围匹配、利用甲烷气体吸收峰波长作为参考波长测量计算FBG的波长变化。实验结果表明,该系统无需温控,即可动态地选择和锁定不同的甲烷吸收峰波长作为参考波长解调光纤光栅波长,在10~40℃工作温度下系统的有效波长扫描范围为3.5nm,可作为无线传感网络的传感节点。

关键词： 隔水套管   振动锤   可打入性   波动方程  

摘要： 近年来,随着海洋工程的发展,高频振动锤被越来越多的应用于海上施工。高频振动锤以其区别于传统打桩锤的优势在工程领域得到了广泛应用,然而由于其振沉机理复杂,对桩的可沉性分析一直是研究的重点。本文结合某海上平台直径508 mm的隔水套管在高频振动锤的沉桩实测记录,利用波动方程,对高频振动锤作用下的沉桩进行了可沉性分析。结果显示,高频振动锤沉桩的效率很高;采用波动方程的方法可以较好的对套管的可打入性进行分析。同时,在高频振动锤作用下,桩基在粉质粘土层中形成了闭合的土塞。研究结果对未来采用振动锤进行套管沉桩的可打入性分析具有借鉴意义。

关键词： 多项时间混合分数阶扩散波动方程   类Wilson非协调有限元   全离散格式   无条件稳定   超逼近和超收敛  

摘要： 基于时间方向采用混合有限差分近似和空间方向选取类Wilson非协调有限元逼近,对带时-空耦合导数的多项时间混合分数阶扩散波动方程建立了全离散高效数值格式.首先,证明了全离散格式的解在能量模意义下的无条件稳定性.然后,利用该元的相容误差估计在L^(2)模意义下可以达到二阶精度和该元协调部分的高精度结果,并借助于双线性插值算子代替传统有限元分析中不可缺少的Ritz投影及插值后处理技术,导出了全离散格式下的超逼近性和超收敛结果.最后,运用数值实验模拟分析,验证了理论分析的正确性.

关键词： 走时反演   局部尺度   弹性波   全波形反演   目标函数  

摘要： 弹性波全波形反演(EFWI)充分利用了地震波的运动学和动力学信息,通过最小化目标泛函来反演地下高精度的纵横波速度参数.但是,当地震数据缺失低频分量时,EFWI易产生周期跳跃问题,严重影响纵横波速度参数的反演精度.为此,本文提出基于弹性波动方程的局部尺度走时反演方法(ELTI),来同步恢复纵横波速度模型的低波数分量,进而实现缓解EFWI周期跳跃的目标.该方法充分利用了弹性波全波场的局部尺度走时信息,能够对纵横波速度参数进行同步反演,很好地解决了常规波动方程走时反演方法只能获得纵波速度参数的缺陷.此外,由于ELTI方法同时利用了弹性波全波场的走时信息,可以有效获得深部区域纵横波速度模型的低波数分量,并为EFWI提供较好的初始速度模型.本文首先,利用局部尺度分解来提取弹性波全波场数据的局部尺度走时信息,并利用观测数据与模拟数据的局部尺度走时差构建ELTI目标函数;其次,结合链式法则和伴随状态法详细推导了ELTI目标函数对应的纵横波速度参数梯度算子;最后,结合L-BFGS优化算法同步更新纵横波速度模型.Marmousi模型测试结果表明,基于弹性波动方程的局部尺度走时反演方法可以很好地获得地下纵横波速度参数的低波数分量,从而缓解EFWI的周期跳跃问题.

关键词： 玻璃纤维复合筋(GFRP)   光纤光栅(FBG)   应变特性   有限元分析  

摘要： 为解决光纤光栅(FBG)无法实现连续应变传感的问题,提出了采用玻璃纤维复合筋(GFRP)结构的连续应变传感及信号解调方案。建立了在模拟支梁条件下5个测点(其中2个为FBG测点)的GFRP-FBG应变有限元模型,分析了各测点应变与FBG应变的关系,仿真证明该结构可实现连续应变传感。设计了与模型结构一致的GFRP-FBG传感器,并对可调谐扫描信号进行了卡尔曼滤波和最小二乘法二次拟合以保证测量精度。对GFRP-FBG进行应变测量实验,实验选取的3个模拟测点应变值与有限元模型分析基本一致,误差在6.74%以内。研究表明GFRP-FBG为实现光栅连续应变传感提供了可行的解决方案。

关键词： Rolandic癫痫   脑白质   磁共振成像   扩散张量成像   认知障碍  

摘要： Rolandic癫痫(Rolandic epilepsy,RE)是儿童期最常见的特发性局灶性癫痫类型之一,常伴有认知功能障碍。尽管RE的发病机制尚不明确,但近年来,扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术为研究RE儿童脑白质微观结构提供了重要的无创手段。本文基于DTI技术对RE儿童脑白质微结构变化与认知障碍之间相关性的研究进行了综述,包括DTI参量指标方面的评估、脑白质连接的异常、大脑半球的偏侧化、DTI结构网络与RE全脑连接分析以及抗癫痫药物对RE脑结构的影响,具体探讨了不同脑白质纤维束的异常及其对认知功能的影响。通过综合分析这些研究结果,本文旨在为未来进一步探索RE的发病机制及早期干预策略提供科学依据。

关键词： 不变张量   半线性椭圆方程   Heisenberg群  

摘要： 在研究椭圆或次椭圆偏微分方程的解的估计以及分类中,从20世纪70年代Obata开始发展起来的向量场方法是一个非常有用的方法.但是在不同的问题中,如何寻找所需要的向量场是一个十分技巧性的问题.本文通过引进不变张量技术与量纲守恒思想,对于典型的几个半线性椭圆或次椭圆偏微分方程,找到合适的向量场,即得到所要的微分恒等式,从而得到相关解的分类定理.本文详细给出新旧方法的对比.