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关键词： GPU并行加速   黏声介质   最小二乘逆时偏移   波动方程  

摘要： 常规逆时偏移算法(RTM)在浅层成像中容易产生较强的低频噪声,无法消除地球介质的吸收衰减效应。基于广义标准线性固体模型,建立黏声波动方程,在Born正演和梯度计算2个核心算法过程中开展了GPU加速,建立了黏声最小二乘逆时偏移实现流程,并将该方法应用在胜利油田某探区三维资料中,结果显示,计算效率和偏移成像质量都得到了有效提升。并且开展了与常规声波最小二乘逆时偏移的对比和分析工作,结果表明该方法对提升深层储层成像精度,实现真振幅成像,以及岩性油气藏的勘探都具有重要的意义。

关键词： 四元数线性系统   矩阵半张量积   实向量表示   最小二乘问题   Hankel矩阵  

摘要： 为了研究四元数线性系统Ax=b的最小二乘问题,提出一种基于矩阵半张量积的求解四元数线性系统的实向量表示。将四元数线性系统转换成实线性系统,并针对约束矩阵A为四元数Hankel次三对角矩阵,提取其独立元素以减小运算复杂度,给出有解的条件及解的表达式。通过数值算例验证该算法的有效性。

关键词： 光栅测量机   螺纹环规   中径   不确定度  

摘要： 螺纹环规中径测量的方法有多种,传统测量方法的耗时长、精度较低。近些年来,光栅测长机的使用一方面能够有效提升了其测量精度,另一方面为生产过程中环规的状态的期间核查提供了便捷的手段,节约了大量的时间成本。为此,本文选择中图SJ5100-PREC600高精度光栅测长机作为研究对象,分析了该测长机的测量原理、优势和测量步骤。在此基础上详细分析了其测量不确定度,得出该方法能够满足使用中的螺纹环规对单一中径的测量需求,为光栅测长机测量环规中径时有效减小不确定度途径提供可以参考的依据。

关键词： 基片式光纤光栅传感器   铝合金封装   波长解调技术   GJB150.15A“加速度试验”  

摘要： 为测试光纤光栅(FBG)传感器是否可以承受由加速度引起的稳态惯性载荷,以及在承受这些载荷期间的传感性能,设计了一种铝合金基片封装式光纤光栅应变和温度传感器,并对其进行了加速度性能验证。确定了FBG应变和温度传感器的设计尺寸,阐述了封装过程,分析了FBG传感器的应变和温度传感机理,开发了基于体相位光栅和线阵光电探测器的光谱检测解调系统。搭建了加速度试验装置,并按照GJB150.15A“加速度试验”要求和方法对选取的FBG应变和温度传感器进行了加速度性能测试。试验结果表明:在加速度试验前后的2 min性能测试中,波长偏移量均未超过±50 pm,且光强变化未超过0.3 V;在加速度试验中,波长偏移量最大波动为±7 pm,光强均在1.3 V~4.003 V内。验证了所设计的光纤光栅传感器具备承受加速度载荷的能力,且承受载荷期间传感性能良好。

关键词： 光纤光栅传感器   光谱变形机理   疲劳裂纹扩展   结构健康监测   光谱面积  

摘要： 为研究金属疲劳裂纹扩展的在线监测技术,基于改进传输矩阵的光谱模拟方法,建立反映光纤布拉格光栅(FBG)光谱变形机理的裂纹扩展在线监测方法。研制了疲劳裂纹扩展在线监测系统平台,提出基于平移不变量小波法的试验光谱去噪方法,解决试验光谱信号中非连续与快速变化点难以平滑的问题;提出仅与裂纹扩展状态相关的FBG光谱面积参数,克服了光谱中心波长、光谱带宽等传统特征参数仅适用于恒定外载与恒定温度或对裂纹不敏感的局限性,给出基于光谱面积曲线拐点的裂纹扩展状态判定依据。

关键词： 离散裂隙网络   渗透张量   缩减规模   管单元   表征单元体  

摘要： 为探讨裂隙空间渗流的优势路径、在满足精度的前提下减少计算量并使模型更具实用价值,根据实测结构面资料,采用圆盘模型,生成与现场岩体具有相同统计特征的三维裂隙网络,将渗流渠道简化为一维管单元模型,研究分组排列和全排列两种方式缩减计算规模对渗透张量和表征单元体(representative elementary volume,REV)大小的影响。并用某工程数据校核缩减规模效应。结果显示:采用全排列方式缩减误差相对较小;当计算规模缩减达到70%时,基本不改变渗透张量的精度;裂隙岩体的渗透张量REV尺寸会随缩减规模的增加有所增大。可见确实存在由直径较大裂隙控制渗流特性的主干裂隙网络骨架,计算时缩减裂隙网络规模到一定程度,仍然可以保证渗透张量具有足够的精度。

关键词： 飞秒光纤光栅   微小碰撞   冲击检测   边沿滤波   包络提取  

摘要： 针对航天器微小碰撞产生的冲击能量检测问题,设计了一种面向航天器微小碰撞的飞秒光纤光栅冲击检测系统,并对冲击能量进行检测。建立飞秒光纤光栅应变传感及边沿滤波解调模型。使用有限元分析软件对微小碰撞产生的冲击能量分布情况进行理论模拟。搭建冲击检测系统,对飞秒光纤光栅进行冲击能量感知特性测试,利用时域包络提取法分析能量传递特性。实验数据表明,质量为10、20、40、60、80 g的小球分别在同一位置下落时,光栅系统检测到的碰撞信号呈线性增长趋势,经边沿滤波算法反演冲击电压最高可达30.8 mV;同一质量小球在不同位置下落时,光栅系统检测到的碰撞信号呈线性下降趋势,检测到的冲击电压可低至16.5 mV。该系统可实现对微小碰撞产生的冲击能量的检测,对航天器微小碰撞检测问题有一定的参考意义。

关键词： 振动辅助   纳米压印   光栅结构   填充率  

摘要： 为了解决纳米压印过程中填充率低下,压印图案易发生形变等问题,提出了一种新型振动辅助纳米压印方法。在压印过程中对压印胶施加横向的振动,增大了压印力,从而提高了填充率。运用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD),在波长300 nm~1000 nm范围内,数值模拟了不同光栅结构,得到了光栅结构参数变化对其吸收率的影响规律。在振动辅助装置上进行振动辅助纳米压印实验,实验结果表明:与传统纳米压印技术相比,压印胶的填充率提高了30%,并改善了压印后微结构的表面形貌,减少了缺陷。

关键词： 光栅光纤传感器   巷道矿压   FLAC^(3D)   信号混合复用技术  

摘要： 针对传统巷道矿压监测方法准确率不高、效率低下的不足,提出了一种基于光纤光栅传感器的巷道矿压监测方法。根据现实情况中矿压监测的需求,设计了监测系统模型,采用信号波分-空分混合复用技术来提升传感网络传输效率与抗风险能力,确保系统运行的稳定性,依据工作面覆岩力学参数结合FLAC^(3D)来确定监测关键点,最终完成系统与网络的布置,并对井下矿压进行实时监测。经分析、整理所得监测数据可知,监测数据能够揭示矿压显现规律,系统运行稳定,达到了预期效果,证明了基于光纤光栅传感器巷道矿压监测方法的有效性与可靠性。

关键词： 高光谱   变化检测   协同稀疏   非局部低秩   张量分解  

摘要： 高光谱图像变化检测可提供地球表面的时间维变化信息,对城乡规划和管理至关重要。因具有较高的光谱分辨率,高光谱图像常被用于检测更精细的变化。针对高光谱变化检测的问题,提出一种基于协同稀疏与非局部低秩张量的高光谱图像变化检测方法。该方法首先求得前后时间点的高光谱差分图像,再根据差分图像中图像块的非局部分布特点,提取不同的非局部张量簇。然后基于协同稀疏正则化和低秩正则化建立协同稀疏与非局部低秩张量变化检测模型,并采用交替方向乘子法对模型求解得到表示系数。最后根据表示系数求得张量在不同类别中的投影残差,进而根据投影残差最小准则判断该张量块是否发生变化。在Farmland数据集和Urban area in San Francisco City数据集上进行实验,实验结果表明该方法取得较好的高光谱变化检测精度。