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关键词： Finite difference method  

摘要： The wave equation is an important physical partial differential equation, and in recent years, deep learning has shown promise in accelerating or replacing traditional numerical methods for solving it. However, existing deep learning methods suffer from high data acquisition costs, low training efficiency, and insufficient generalization capability for boundary conditions. To address these issues, this paper proposes an unsupervised learning method for the wave equation based on finite difference residual constraints. We construct a novel finite difference residual constraint based on structured grids and finite difference methods, as well as an unsupervised training strategy, enabling convolutional neural networks to train without data and predict the forward propagation process of waves. Experimental results show that finite difference residual constraints have advantages over physics-informed neural networks (PINNs) type physical information constraints, such as easier fitting, lower computational costs, and stronger source term generalization capability, making our method more efficient in training and potent in application. Copyright © 2024, The Authors. All rights reserved.

关键词： 深部位移监测   弱反射光纤光栅   测斜算法   边坡监测  

摘要： 为提高边坡整体与局部位移监测的精度，设计一种由弱反射光纤光栅作为传感单元的测斜系统。并提出以往通过二次积分法对测斜管进行分段位移计算的方法存在积分域取值不准确的问题。因此文章在原有的测斜算法上进行优化，改进取值。通过假设条件与多种转角变形的实验证明优化后的测斜算法相比优化前效果更优且在大转角条件下优化算法更具有优势：在假设条件下，优化算法相比优化前相对误差绝对值降低36.47%。在多转角实验中，在最大转角为37°时，相对误差绝对值最多降低13%。为直观表现测斜管的变形状况，对各测点进行坐标定位的理论推导，并通过实验证明由测斜算法得到的结果能很好重构实测变形。

关键词： 光纤光栅   吊机   结构   监测  

摘要： 针对海洋石油FPSO吊机结构存在的安全风险、失效形式及缺陷产生的原因,为有效提高海洋石油吊机结构状态监测水平、及早发现并准确掌握吊机结构的变形、微裂纹、应力集中等情况,研究光纤光栅传感监测技术在海洋石油吊机结构关键区域的现场应用,实现吊机结构失效的早期预警。

关键词： 屈光参差性弱视   视觉发育敏感期   一阶光栅锐度   二阶纹理敏感度   视觉通路  

摘要： 目的:研究单眼屈光参差性弱视患者对一阶光栅锐度和二阶纹理敏感度的感知能力。方法:收集2018-01/2022-12于我院确诊的单眼屈光参差性弱视儿童715例715眼作为弱视组,另选取矫正视力正常儿童745例745眼作为正常对照组。分别检测最佳矫正视力(BCVA)、一阶光栅锐度和(或)二阶纹理敏感度,并分析不同程度弱视患者对一阶光栅锐度和二阶纹理敏感度的感知能力。结果:弱视组与正常对照组一阶光栅锐度(11.58±6.10 vs 20.27±3.47,P<0.001)、二阶纹理敏感度(0.33±0.16 vs 0.12±0.04,P<0.001)均有明显差异,且轻中度弱视患者与重度弱视患者一阶光栅锐度(12.10±6.23 vs 8.13±3.70,P<0.001)和二阶纹理敏感度(0.32±0.16 vs 0.37±0.17,P<0.05)均有明显差异。结论:单眼屈光参差性弱视患者大脑皮层一阶视觉通路和二阶视觉通路均存在不同程度的损伤,重度弱视患者较轻中度弱视患者损伤更为严重。

关键词： 吸收边界条件   时空域有限差分   波动方程   各向异性介质  

摘要： 在地震波场数值模拟过程中,人工截断边界会产生数值反射而影响地震波场模拟的精度.应用PML(Perfectly Matched Layer)吸收边界条件是消除人工边界反射的有效手段,但是该方法计算量较大,实现较为复杂,且在某些各向异性介质中不稳定.EAL(Effective Absorbing Layer)边界条件是通过简化PML吸收边界条件的阻尼项推导出来的一种吸收边界条件.EAL的吸收项作用于波动方程的时间导数项,故EAL边界条件具有计算量小且利于并行实现的特点.应用EAL边界条件能够在保证全波形反演和逆时偏移精度的前提下,提升计算效率并降低内存消耗.本文对EAL边界条件进行两点改进:(1)引入减速阻尼项;(2)采用高斯型空间加权函数构建阻尼项.正演模拟结果表明,改进的EAL边界条件在不增加计算量和内存消耗的同时,有效提升了EAL边界条件的吸收效果且适用于复杂介质和各向异性介质.特别地,相比于PML吸收边界条件,EAL边界条件在各向异性模型中表现出良好的稳定性.

关键词： 加权张量核范数   谱聚类   多视图谱聚类   图学习   张量低秩  

摘要： 现有基于图的多视图聚类方法通常难以同时考虑不同视图的潜在高阶相关信息和每个视图内的全局几何结构,导致聚类性能受限。为此,提出一种基于加权张量低秩约束的多视图谱聚类方法(WTLR-MSC)。根据多视图数据构建概率转移矩阵,将所有的概率转移矩阵构建为三阶张量,并借助鲁棒主成分分析思想将其分解为目标张量和误差张量。使用加权张量核范数约束目标张量的旋转张量,利用奇异值先验信息准确挖掘多视图数据的潜在高阶相关信息,并利用核范数约束目标张量的每个正切片以刻画每个视图内的全局几何结构。基于此建立数学模型,并设计有效的求解算法。在BBCSport、BBC4View、COIL20、UCI Digits 4个常用数据集上的实验结果表明,WTLR-MSC较ERLRT、MCA~2M、MGL-WTNN等聚类方法的性能有显著提升,准确率、标准化互信息、F1值、精确率、召回率相较于次优方法最高提升约1.3、1.0、1.2、1.6和0.8个百分点,大幅增强了多视图聚类的稳健性。

关键词： 风机叶片   损伤识别   应变监测   频域分析   卷积神经网络  

摘要： 风力发电机在运行过程中叶片容易损伤,存在安全隐患。为了对风机叶片的损伤状态进行识别和预警,通过光纤光栅传感器采集得到的应变数据,建立基于应变的叶片材料损伤模型;在有限元分析软件ABAQUS中建立风机叶片结构的有限元模型,通过模态分析得到叶片的固有频率。同时对应变数据进行傅里叶变换,分析叶片损伤状况的频率特征,并与固有频率对比判断叶片是否发生共振;最后,根据风机叶片运行过程中采集的应变时序数据,采用深度学习方法进一步对风机叶片的损伤程度进行识别。实验结果表明:基于光纤光栅应变数据,从风机叶片材料应变监测、模态频率监测和神经网络模型识别3个方面对叶片损伤进行综合分析和预警是一种可靠且高效的方法,对风机健康监测和安全运行具有重要作用。