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关键词： 重心Lagrange插值   波动方程   配点法   矩阵格式  

摘要： 本文提出重心Lagrange插值配点法求解(2+1)维波动方程和(3+1)维波动方程。介绍了重心Lagrange插值法并且给出配点法的矩阵格式。波动方程的解函数和初边值条件均用Lagrange插值近似,利用配点法得到离散方程,获得波动方程的矩阵表达式。分别用附加法和置换法施加波动方程的初边值条件。数值算例表明:重心Lagrange插值配点法求解波动方程具有较高的计算精度和计算效率。

关键词： 光纤光栅传感器   钢绞线拉索   锚固结构   静载试验  

摘要： 拉索是索类工程结构的主要承载构件,拉索智慧化可为拉索服役状态评估提供数据支撑,对结构的长期安全运营具有重要意义。为提高光纤光栅传感器的存活率和探究内嵌传感器对成品拉索承载性能的影响,提出每根钢绞线中心丝刻槽内嵌5个传感器,并通过端堵钻孔引出光纤线束的方案,配制三个光纤光栅型钢绞线成品拉索试件进行静载张拉试验,试验结果表明:张拉过程中传感器存活率达100%,索力监测范围可达破断荷载的80%,拉索锚固效率系数>97%。光纤光栅传感器内嵌封装在中心丝并通过钻孔引出的方法保证了传感器的存活率,实现拉索轴向应力的可靠监测。成品拉索平均承载力为821 kN,钢绞线中心丝刻槽内嵌传感器的成品拉索保持良好的承载性能,满足工程运用要求。

关键词： 系泊钢桩   可打入性分析   波动方程   GRLWEAP软件  

摘要： 在海洋油气及海上风电工程中,在安装锚桩之前需进行可打入性分析,以选择合适的打桩锤,评估打桩过程中可能遇到的问题。对此,采用专业打桩分析软件GRLWEAP对南海某油田浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)项目的深水系泊锚桩安装进行模拟分析,评估打桩过程中桩身承载力、贯入度和锤击数等参数的变化,优选出合适的打桩锤,并与实际打桩现场数据相对比。结果表明:每根锚桩都能打到指定的贯入深度,未出现拒锤现象;可打入性模拟结果与实际打桩情况较为接近,对现场锚桩安装具有很好的指导作用。

关键词： 微纳小长周期光纤光栅   微纳布拉格光纤光栅   飞秒激光直写技术   温度补偿  

摘要： 在传统的大学物理实验教学中,长周期光纤光栅的折射率灵敏度较低且温度灵敏度通常为正值,与布拉格光纤光栅相结合不能很好地实现温度串扰的消除。因此,我们利用飞秒激光直写技术制备出一种微纳光纤布拉格光栅(mFBG)与微纳小长周期光纤光栅(SP-mFLPG)级联的温度补偿高灵敏度光纤光栅传感器。这种传感器体积小巧、稳定性高,折射率灵敏度高达759.02 nm/RIU,同时具备温度补偿特性等优势。对于本次传感器的制备实验教学,有助于本科基础教学授课,为创新性教学实验带来更多可能性,学生将参与微纳光纤器件的制作与测试实验,这将有助于他们提升动手能力、专注力以及科研素养。更重要的是,学生们能够涉足创新性的光纤结构设计领域,从而激发其对新型光纤器件和传感应用的兴趣,为其未来学习和深造奠定坚实的基础。

关键词： 光的吸收   溶液浓度   手机光传感器   快速测量  

摘要： 鉴于溶液浓度测量在工业、医疗、环境监测和化学分析等领域的重要性,文章提出了一种测量透明溶液浓度的方法。该方法利用智能手机的普及优势,通过其内置光传感器,简化了传统的测量流程,实现了快速便捷的操作。在避光条件下,根据光在介质中的吸收特性,可以测量并计算溶液浓度。实验中选用葡萄糖溶液作为实验对象,通过改变溶液的浓度和透光长度,进行多次测量以减少偶然误差。结果表明,在2%~15%的浓度范围内,溶液的吸光度与浓度之间呈现良好的线性关系,测量的相对误差控制在2%以内,验证了方法的有效性。

关键词： 光谱图像   稀疏重构   张量表示  

摘要： 光谱图像与传统RGB图像不同,光谱图像包含有连续的光谱曲线,这些信息对目标识别,目标分类等领域有着很高的应用价值。但是当光谱分辨率较高时,光谱图像数据量剧增,将占用更多的存储空间,为光谱图像的储存和传输带来了难度。因此,本文提出了一种基于张量字典学习的光谱图像稀疏编码方法,主要通过将光谱图像以张量的形式进行表示,增强数据之间的空间相关性;在保证图像不失真的前提下使用先验的光谱字典对光谱图像进行稀疏编码,通过储存该稀疏编码代替原始数据,从而减低降低光谱图像储存量。

关键词： 智能交通系统   交通速度预测模型   交通数据缺失模式   低秩张量补全理论   自回归分析   截断核范数  

摘要： 为实时动态评估交通态势,结合低秩张量补全理论,提出了一种基于自回归正则项与拉普拉斯正则项的交通速度预测模型;为提高模型在全局空间维度的表达能力,构建基于低秩张量补全框架的拉普拉斯卷积正则项表示路段间的关联关系;为提高模型在局部空间维度的表达能力,利用自回归模型的时间序列趋势捕获能力提高模型在时间维度的短时与长时表达能力,更精确地捕获交通数据的时空信息;为提高算法效率,通过时域与频域信号的转换降低了矩阵运算量,并采用截断核范数作为低秩张量逼近模型;使用交替方向乘子法实现高效的低秩拉普拉斯自回归张量补全(LLATC)预测方法;基于出租车行驶速度数据集和高速公路交通速度数据集,分析了LLATC算法在不同缺失率情况下的补全效果,对比了LLATC算法与其他基线预测算法的预测精度。研究结果表明:在交通数据随机缺失模式下,缺失率为20%~70%时,相对于传统的低秩张量补全模型,LLATC算法补全平均绝对误差降低了2%~6%,相比于传统的预测方法,LLATC算法预测平均绝对误差降低了4%~22%;在交通数据非随机缺失模式下,相对于传统的低秩张量补全模型,LLATC算法的平均绝对误差降低了2%~6%,相比于传统的预测方法,LLATC算法的预测平均绝对误差降低了13%~25%。可见,在2种交通数据缺失模式下,改进低秩张量补全方法降低了交通量数据的补全误差,能有效提高交通数据的预测精度,简化了数据处理流程。

关键词： 薄膜铌酸锂   偏振不敏感   光栅耦合器   啁啾   改进粒子群算法  

摘要： 针对光栅耦合器存在偏振依赖性问题,在薄膜铌酸锂(TFLN)平台上相继设计了标准型和改进型偏振不敏感光栅耦合器。在设计过程中,首先对粒子群(PSO)算法进行了改进,然后利用改进后的PSO算法对光栅参数进行了优化,包括光栅周期、占空比、刻蚀深度以及入射角等关键参数。最后,设计了偏振不敏感啁啾光栅耦合器,并通过线性啁啾调节有效折射率,从而显著提升了耦合效率和偏振不敏感带宽。仿真结果表明:在波长为1 544 nm时耦合效率最高,偏振不敏感啁啾光栅耦合器的横电(TE)、横磁(TM)模式耦合损耗分别为-4.88、-5.05 dB;在1 500~1 580 nm波长内偏振相关损耗(PDL)小于0.5 dB,偏振不敏感带宽为45 nm。

关键词： 应力波   波动方程   巷道围岩   分区破裂   实测对比  

摘要： 深部岩体巷道围岩分区破裂化现象形成机制一直存在较大争议。本文从应力波传播的角度对此问题进行了理论探索。以半圆型巷道围岩为对象,建立了巷道围岩应力波传播物理模型。对围岩区域波动方程进行了求解,得到巷道围岩区域应力波幅值分布呈波动衰减变化特征,创新性地提出了巷道围岩分区破裂带宽度及理论深度。以丁集矿井为对象,对其围岩分区中心半径进行理论计算并与实测结果进行对比研究,大部分分区半径吻合度较好。本文的研究成果对巷道围岩分区破裂化理论有一定的推进作用。

关键词： 遥感图像   网络轻量化   卷积长短时记忆网络   张量分解   精细分类  

摘要： 基于遥感图像的地物要素分类与提取是实现数字化战场建设、智能化战场感知的关键支撑技术之一。实际应用平台运算资源有限、样本匮乏导致训练不充分等制约深度神经网络的遥感图像地物分类效果。基于张量链式分解和权重共享,设计空谱卷积长短时记忆单元的两种张量扩展结构,提出轻量级张量空谱卷积长短时记忆网络用于遥感图像分类。在两个公开高光谱遥感图像数据集进行实验,该算法仅需0.34MB存储空间,较同类方法实现更优分类性能。