提出了一种无线传感器网络中的Gossip算法,该算法能充分利用无线网络的广播特性来加快收敛速度.通过叠加编码的处理,增大了有效通信半径,使无法获得完整发射信息的节点获得部分发射信息,且这部分信息可以有效加快信息的传播速度,从而达到加快算法收敛速度、节约传感器能量消耗的目的.理论分析及仿真验证表明:基于叠加编码的Gossip算法可以有效加快收敛速度,同时通过对叠加编码通信半径的调整,可以在收敛速度与收敛精度之间取得平衡.

在FLUENT+GAMBIT软件环境下,对不同高度下火箭羽流场结构及其电子密度分布进行了数值模拟,给出火箭羽流电子密度分布随高度的变化规律,并以此为基础构建了火箭羽流的HF波段电磁散射模型,对比计算了HF(高频)波段下火箭箭体、火箭箭体+羽流的雷达散射截面(RCS).结果显示:在HF波段的大部分入射角范围内,羽流会不同程度增加火箭的RCS.

针对传统的网络链路故障识别方法往往需要人工参与、准确性有限的不足,提出了一种网络元素关联性的卫星通信网链路故障自主识别算法．该方法通过建立卫星网故障链路识别模型(FLIG),管理节点能够自主地、实时地检测出最可能出现故障的链路．利用该算法对示例网络链路故障进行了分析,并且与经典的非关联性的故障识别方法进行了对比．实验结果表明:所提出的算法考虑网络元素故障之间的作用,结果精确并具有实时性.

针对因北斗地球静止轨道(GEO)卫星的小倾角特性,经典全球卫星定位系统(GPS)广播星历拟合算法不能直接应用于北斗GEO卫星这一问题,提出了一种基于无奇点变换的北斗GEO卫星广播星历直接拟合算法．该算法采用一组无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历拟合过程中法化矩阵奇异的问题;同时,避免了接收机GEO广播星历参数用户算法中坐标旋转的过程,减少了GEO用户算法的计算步骤．经仿真验证:该算法可很好地适用于北斗GEO卫星广播星历拟合,且拟合精度高,完全满足接收机导航定位的精度．但对于圆地球轨道(MEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星,该算法实用性较差,仍须进一步研究和改进.

提出一种基于空域的网格特征匹配定位算法,利用信号衰减模型,将信号空间的匹配计算变换为距离空间的匹配计算,并计算相似度,选出最邻近的目标网格,最后通过加权计算进行精确求解．该方法有效降低非线性空间匹配带来的位置相似度误差,利用网格匹配算法的思想,进一步降低了定位误差,提高了定位精度,与基于信号强度的K近邻算法和基于信号强度的网格匹配算法相比,所提出的基于空域网格匹配算法降低了定位误差,定位精度提升近10％,满足了目前室内高精度定位需求.

针对粒子滤波存在粒子退化，会导致检测前跟踪(TBD)算法的检测和跟踪性能下降这一不足,提出了一种基于高斯哈密顿滤波(GHF)高斯粒子滤波的TBD算法．该算法基于高斯粒子滤波,采用GHF算法构造的重要性密度函数采样连续出现粒子,考虑了最新的量测信息,采样粒子更逼近于真实的后验概率密度,克服了粒子退化问题．仿真结果表明:与基本TBD算法相比,所提出的TBD算法提高了对目标的检测和跟踪性能.

针对如何消除和减轻载体不规则角振动带来的成像质量退化,提出了一种全新的在轨遥感图像抖动模糊复原方法．该方法根据星敏感器或者其他载荷拍摄的星图或星空背景自适应估计载体的振动点扩展函数(PSF),然后将该点扩展函数映射到遥感图像,最后应用Richardson-Lucy(RL)复原方法消除和减轻抖动模糊,以提高成像的分辨率和峰值信噪比(PSNR)．仿真实验表明:该方法避免了传统复原方法PSF难以估计的问题,有效提高了遥感图像复原的精度和鲁棒性.

提出了一种基于自适应游程平滑算法和基于改进的最小张树聚类的文本行分割算法，该算法基于图的集成聚类的框架用以进一步解决文本行分割的问题,该框架可以很容易地推广到对更多的单一算法进行融合．在该融合框架中,由对应于连通部件的顶点以及顶点对之间的边构成文档图,边上的权值由两个单一文本行分割算法的结果决定．于是,文本行分割的任务就转化为如何以最小代价对文档图进行划分的问题．该融合算法在哈尔滨工业大学多人手写数据库上取得了较好的效果,召回率为99.31％,错误率为0.94％.

针对现有掩模设计方法的不足,提出了同时考虑晶圆切割和随机缺陷的掩模设计方法．在预估边到边晶圆切割引起的成品率丢失的同时,将随机缺陷引起的成品率丢失也纳入了设计参考量．对掩模上芯片进行布局规划的阶段,使那些由于随机缺陷造成成品率丢失较高的芯片在布局规划的目标函数中拥有较大的权重．这些芯片会在模拟退火算法迭代的过程中被自动放置在相应的与其他芯片较少切割冲突的位置,避免了后期晶圆切割对其产量造成的损失．此方法均衡了芯片之间的产量,在满足各个芯片需要产量的前提下,减少了生产所需的晶圆数量．与最小化掩模面积的设计方法和只考虑晶圆切割的设计方法比较,该方法使生产所需要的晶圆数量分别减少了15.22％和7.14％.

提出了一种新型的四自由度陀螺设计方式,结构设计基于科罗奥利效应采用多敏感模态振动单元组合阵列的形式．与传统二自由度陀螺比较,该陀螺阵列在提高增益的同时保持了本身具有的鲁棒性．在四自由度陀螺的设计中,两个具备固有中心频率差值的完全二自由度振动单元被应用在敏感模态中．通过设定中心频率差值,综合考虑了提高陀螺敏感度和稳定性的因素．陀螺阵列通过联合两个敏感模态振动单元的输出,达到提高敏感模态增益和增强系统敏感度的目的．仿真结果表明:与单个敏感模态振动单元相比,陀螺阵列的增益增加了8 dB;而且在敏感模态和驱动模态分别产生了220和 160 Hz范围内的3 dB带宽;两个模态的带宽彼此高度匹配,并且为整个系统提供了160 Hz的带宽．陀螺阵列对于结构参数的变化和制造误差都有很强的鲁棒性,从而说明该设计能满足实际需求.

针对带性能约束的凸多边形布局问题,设计了一种波纹探测启发式定位算法(REHA),并将其与广义模拟退火算法(GSA)相结合,形成混合算法．波纹探测启发式算法模拟波纹的现象,以圆形容器的圆心为中心,构造同心圆,逐步增大同心圆半径向外探测,根据同心圆与质心临界多边形的交来确定布局物的放置位置．该算法同时兼顾布局问题的紧凑性和静平衡约束,是一种定位启发式方法,其解的质量受布局顺序的影响．利用广义模拟退火算法优化布局顺序,形成混合算法,并将其与经典的模拟退火算法作分析对比,数值试验验证了提出算法的有效性.

针对雷达探测临近空间高超声速目标受到雷达散射截面(RCS)随照射姿态异常分布、目标高速高机动飞行和大气环境等的影响,容易出现断续点迹,导致航迹起始困难的问题,提出了一种基于并行流水线的可变波门航迹起始方法．通过分析传统航迹起始方法存在的问题,结合临近空间高超声速目标的机动特性,设计了针对性更强的相关波门,采用流水线思想,并行执行针对不同周期出现断续点迹的航迹起始进程,实现多目标断续点迹的航迹起始．蒙特卡罗仿真结果表明:新方法正确航迹起始概率高,虚假航迹起始概率低,计算量小,具有一定工程实践性和可推广性.

目前多数多视角聚类算法不考虑噪声问题,为了更有效地分析含有噪声数据的聚簇结构,提出了一种基于可能性C-均值的鲁棒多视角聚类(PCM-RMVC)算法,该算法同时利用多个视角空间中的特征信息,最小化每个视角空间中数据对象与聚簇中心的距离.推导出数据隶属度和每个视角权重的迭代更新规则,设计出聚类过程的迭代算法.实验表明: PCM-RMVC算法对噪声具有较强的鲁棒性,并且聚类效果优于五种有代表性的多视角聚类算法.

提出了基于高精密电流总加器原理的强直流校验方法.该总加器测量原理是以磁调制式直流电流比较仪原理为基础,以0.005％的高精度实现多路直流电流直接总加,解决了通过标准电阻进行间接电流总加的传统方法带来的精度低、受温度影响等问题.提出了绕组公约数原理与传感器误差补偿原理,解决了传感器的不同变比与传感器误差的影响问题.该校验方法构成以总加器为核心的总加测量校验系统,从而完成对强直流总电流测量装置的校验.最后,通过Matlab仿真与自校实验,验证了总加测量校验系统的精度等级能够达到0.005级.

将大型冲击电流发生器运至现场,在实际的线路杆塔上给接地装置注入模拟雷电冲击大电流,测量接地装置对地电位升高、冲击接地电阻等指标,获得了运行中杆塔的接地装置冲击特性参数．同时应用接地装置仿真计算模型,按照与现场试验相同的条件用电磁暂态分析程序(ATP-EMTP)进行了仿真计算,将计算结果和试验结果进行了对比分析,取得了较好的一致性.

针对风电功率预测偏差影响电力系统发电计划准确性的问题,提出了一种超短期内风电时序动态修正的实时调度模型．该模型采用马尔科夫链时序预测方法,以5～15 min为周期动态修正风电超短期预测功率的时间序列,并以煤耗增量最小和弃风最小为双重优化目标,同步修正风电场及常规机组的发电计划,最后将模型转化为凸二次规划及其拉格朗日对偶问题,并基于原对偶内点法构建求解算法．通过对含风电场的10机组系统的仿真分析表明:所提模型在日内调度过程中进一步优化了系统的运行成本,同时提高了系统跟踪风电功率波动和消纳风电的能力,所采用的求解算法收敛迅速、鲁棒性强,可适应于实时调度的计算需要.

开发了一种微型钝体燃烧器,实验和模拟均表明钝体能使吹熄极限扩大5倍以上．采用氢气／空气的详细反应机理,通过数值模拟研究了钝体的尺寸大小,即阻塞比(ζ)对火焰吹熄极限的影响．结果表明:当ζ分别为0.3,0.4和0.5时,吹熄极限分别为20,32和36 m／s,即吹熄极限随着阻塞比的增大而增大;当ζ=0.3时,钝体后的回流区太小导致火焰在较小的进气速度下即被整体吹出燃烧室,而对于ζ=0.4和0.5的情况,火焰由于在高速下受到剪切层的强烈拉伸作用而导致熄灭,实验观察也证实了这一现象;由于反应区集中于燃烧室中央,高温气体对壁面的作用减弱,使得不同阻塞比的钝体燃烧器之间的散热损失差别不大.

为了研究分区开采的露天矿凹形端帮几何、力学特性,与圆形深凹露天矿进行对比,明确了端帮岩环共轴特性,并推导出了岩环拱高与平面曲率半径的函数关系,求导得到了平面曲率半径的最小值,同时还推导出上部境界平面曲率半径与端帮高度之比的表达式,并得出了该比值的最小值为端帮边坡角的余切值．通过力学建模分析,推导出了考虑侧面压力时的凹形边坡稳定系数计算公式,并明确了影响凹形端帮稳定性的关键因素有上部平面曲率半径与坡高之比和凹形端帮暴露面积．利用数值模拟对凹形端帮进行稳定性分析,验证了力学模型的准确性,揭示了各影响因素与稳定系数的耦合规律.

针对由于群桩效应和系统效应的存在,群桩基础的可靠性分析与设计较为复杂这一问题,基于单桩可靠度分析与设计原理,考虑群桩效应和系统效应的影响,对抗力系数和安全系数进行修正,并结合桩基设计方法进行分析.研究结果表明:桩基设计方法、群桩效应和系统效应对抗力系数和安全系数影响很大.在满足目标可靠度水平条件下,当群桩效应系数和系统效应系数大于1时,可以提高抗力系数设计值,降低设计安全系数.忽视群桩效应和系统效应往往会导致设计方案过于保守,造成较大的浪费.

基于轴向受力梁的振动微分方程,提出同时考虑拉索垂度及抗弯刚度的拉索振动非线性微分方程,并引入多尺度法求解拉索非线性振动问题,得到拉索频率与索力的非线性关系式．对拉索非线性振动频率的公式进行分析,研究初始条件、索力、抗弯刚度及拉索的几何特性对基频的影响,建立索力计算的实用公式并对公式的适用范围进行讨论,将其与目前索力计算公式及有限元分析结果进行比较．结果表明:所获得的基频计算公式简单实用,能同时考虑拉索抗弯刚度与垂度的共同影响,满足精度要求.

为了简单地确定钢筋混凝土双向板荷载位移关系曲线,基于塑性铰线理论,考虑受拉薄膜效应,提出三阶段分析模式,建立修正板块平衡法;同时,根据面向对象方法和板壳有限元理论,建立钢筋混凝土双向板非线性分析程序;采用上述两方法计算双向板荷载-位移关系曲线及极限荷载,并结合有限元程序,验证修正板块平衡法合理性．结果表明:与有限元方法相比,修正板块平衡法原理简单、精度满足要求,可用于确定混凝土双向板的荷载-位移关系及极限荷载.

利用三维有限元计算工具,考虑沥青路面结构层不同的模量和厚度组合,结合实测的竖向轮胎路面接地压力并考虑水平轮载,分析沥青路面结构层的车辙贡献率．分析结果表明:沥青路面结构层各层的车辙贡献率不同,并受模量和厚度组合情况的影响,尤其是模量的影响更为显著;横向力的大小对中面层剪应变车辙贡献率的影响较小,对每一层压应变车辙贡献率的影响也较小,但对上、下面层的剪应变车辙贡献率影响较明显;轻型货车对车辙的贡献十分突出,不容忽视.

采用二次微波加热工艺制备硫酸镁水溶性砂芯,测试研究了增强剂高岭土对硫酸镁水溶性砂芯性能的影响,对比分析了二次微波加热制备的硫酸镁水溶性砂芯和二次微波硬化水玻璃砂的性能特征,通过扫描电子显微镜(SEM)分析了硫酸镁水溶性砂芯的微观形貌,采用优化配方的硫酸镁水溶性砂芯进行了AZ91D的浇铸试验.试验结果表明：二次微波加热制备的硫酸镁水溶性砂芯具有较高的抗拉强度、表面安定性和抗吸湿性,砂芯铸后的水溶溃散性良好,具有良好的应用前景.SEM分析结果表明:加入高岭土后水溶性砂芯粘结桥中的裂纹和孔隙减少,断裂方式由内聚断裂变成复合断裂.

根据某型五速自动变速器具体结构,结合换挡过程中系统的动态特性,应用拉格朗日方法建立基于离合器输入扭矩的行星轮系数学模型．依据换挡时离合器充油过程,使用克服零速区域的数值模拟问题的Woods模型作为离合器结合过程扭矩传递模型．基于Matlab／Simulink软件,搭建换挡过程模型．仿真结果表明:相邻档位离合器充油重叠方式的差别直接影响车辆换挡品质,可为进一步分析离合器结合油压对矿用车辆换挡品质的影响提供合理的仿真模型.

以自由游动为基础,研究和探讨了尾鳍柔性对仿金枪鱼水下机器人自主加速及巡游运动的影响．首先应用计算流体动力学(CFD)技术建立自主游动的计算模型,然后对不同柔性变形参数下的仿金枪鱼的运动和水动力性能进行模拟和分析．结果表明:当仿金枪鱼自主加速到稳定巡游时,其阻力和推力达到平衡;尾涡对推力有增加作用．弦向柔性变形相位角、变形位置、变形幅度及拱度对自主游动的巡游速度和尾鳍水动力性能有重要影响．使弦长前半部分也发生变形可以提高推进效率;当柔性变形落后横移运动π／2相位或取适当的变形幅度和拱度时,仿金枪鱼自主游动的推进效率取得极大值.

首先介绍了泵的现代多工况设计理论,并对其广义和狭义的范畴进行了定义．明确了狭义多工况设计的设计准则和优化目标．然后根据某具体两用自吸泵的喷灌与滴灌的时间比例,建立了以总能量消耗最小为优化目标的两用自吸泵两工况优化设计方法．在此基础上根据传统设计方法预测得到所有可能的性能曲线,为满足两工况的设计目标,根据蜗壳对泵性能的影响进一步对蜗壳的设计进行了调整．应用计算流体动力学软件(CFD)对设计得到的自吸泵进行数值模拟分析,分析结果表明:该泵运行时,流线和压力分布均匀,满足大流量滴灌和小流量喷灌的设计要求,且外特性曲线达到设计要求,故所设计的喷灌与滴灌两用自吸泵满足设计要求.

基于Flugge壳体理论,采用波动法建立带框架肋骨加筋圆柱壳数学模型,对其自由振动特性和频响特性进行研究.相比于传统的采用梁模型或平摊法处理环肋,采用圆环板模型研究任意尺寸的环肋.根据肋骨、激励力位置对圆柱壳离散并将激励力作为边界条件处理,对离散子构件运用不同理论分析后通过连续条件组装所有子构件得到运动方程.与有限元结果对比验证本文方法的正确性,在此基础上分析不同惯性矩的框架肋骨对圆柱壳振动特性影响.结果表明:框架肋骨惯性矩高于普通肋骨2倍便影响圆柱壳振动特性,高于512倍时则与舱壁作用相同.