对Ji-Yang签密方案进行了分析,指出一个仲裁者能利用持有的会话密钥伪造一个合法的签密,该方案不具备IND-CCA2安全性.针对Ji-Yang方案的安全缺陷,提出了一种改进的公开可验证签密方案.通过引入一个强抗碰撞哈希函数来提高加密部分和签名部分的耦合性,并对消息的哈希值进行数字签名处理,避免了仲裁者进行的存在性伪造攻击.改进方案在基本保持原方案计算和空间开销的同时,还具备强保密性、抗仲裁者攻击和公开可验证等特性.

针对具有全称量词及蕴含运算查询构造困难的问题,用数学中集合论工具,分析了这两类查询的本质,得到了关于这两类查询应满足的集合条件的两个定理.应用这两个定理,推导出了实现几类复杂查询的统一查询模式.推出的查询集合条件简单明了,从而使具有全称量词和蕴含运算命题查询的构造更容易理解.典型应用示例验证了基于集合分析数据查询方法的有效性.

为了解决离散小波变换的流水线超大规模集成电路(VLSI)结构硬件开销大的问题,在翻转结构的基础上,提出了一种改进的流水线VLSI结构.该结构采用合并提升步骤和流水线设计的方法,有效调整了原始数据的运算路径;其二维离散小波变换的结构由列滤波模块、2×2转置模块、行滤波模块和缩放模块4部分组成;行和列滤波器同时进行滤波,2×2转置模块实现了用几个寄存器代替大量的中间转置存储空间,并引入4选1的多路选择器到缩放模块中.实验结果表明,在关键路径的约束条件下,这种结构有效减小了硬件开销,降低了功耗.

提出了一种基于正交频分多址接入系统的混合业务分组调度算法.在调度过程中,对信道状况好的实时业务用户的数据包采用推迟发送的策略.先对缓冲区中累积数据包较多的实时业务用户分配资源,随后对非实时业务用户采用正比公平算法分配剩余的资源.仿真结果表明,提出的算法较好地满足了实时业务的延迟需求,并提高了非实时业务的系统吞吐量.

为了解决分布式哈希表(DHT)不支持模糊匹配和查找延迟长等问题,提出使用改进的超立方体互连圈结构建立逻辑的关键字搜索层.对于给定的文档和描述该文档的关键字集合,使用反向文档索引(IDF)技术选择文档的重要关键字,并映射到环标号,将描述文档的关键字集映射到立方体标号,有效地提取了关键字对于文档的重要性信息,并通过构造生成树来实施搜索操作.实验结果表明,与使用超立方体结构作为关键字搜索层的算法相比,该算法在查询关键字较少时,具有更好的性能.

基于现实会议中席位的分配与共享规则,抽象出能用于射频优卡的席位约束会议模型.基于会议模型分析射频优卡多芯片操作系统(COS)安全问题,给出安全实体的符号化描述和安全需求的形式化定义,建立了COS、存储块和独立存储区的有限状态机模型,并复合这3个模型建立了多COS安全的有限状态机模型.给出了安全模型的原型系统设计及其功能仿真和现场可编程门阵列(FPGA)实现.仿真结果表明该安全模型结构简单,易于实现,具有很好的数据安全性.

针对基于强RSA(Riverst,Shamir,Adleman)假设的数字答名方案,首先通过哈希函数潜在性质分析现有方案的安全缺陷,然后通过删除冗余参数x和采用一个生成元简化签名方案,最后在强RSA假设和签名预言机模型下证明该方案是安全的.新方案弥补了安全漏洞,比以往的方案更简洁、高效且安全.

对于外部扰动满足一个动态方程的线性离散系统,通过构造一个不含外部扰动项的李雅普诺夫函数,给出了此类系统有限时间有界的充分条件,与现有结果相比,该充分条件可以降低保守性.在此基础上,分别讨论了此类系统有限时间有界状态反馈控制器以及输出反馈控制器存在的充分条件.这些条件都可以转换为线性矩阵不等式的可行性问题.最后,通过仿真实验验证了本方案的有效性.

形式化定义了司售员调度中的关键因素:车辆运营工作、调度方案、劳动法规和调度目标,建立了一个能够准确反映实际问题的模型.设计出能够有效处理时间窗的多邻域结构,为应用基于邻域搜索的各种算法求解该模型奠定了基础.最后将其应用于基于禁忌搜索的构造式方法——启发式自动司售员调度(HACS)中.实验表明:应用该模型及多领域结构改进了HACS,有效解决了含时间窗的司售员调度问题并得到更优解,对大规模问题,解的改进更加明显.

选择电平作为参考对象,研究了对电平数和相数都具有通用性的多电平控制策略,提出了二电平矢量拓展法,并进一步分析解决了新控制策略中的电平离散意义、整余分量分解、二电平分析、桥臂开关分组等关键问题.该控制策略物理意义明晰、实现简易,控制策略的复杂度不随电平数或相数的增加而增大,对于系统电平数及相数的变化都具有很好的通用性.最后,在Matlab环境中搭建了三相五电平逆变系统模型,仿真结果证明了该控制策略简单可行.

提出一种两层分布式控制框架来实现水下航行器群体的协调控制目标.这种框架在结构上分为一致协调器网络层和本地控制层.上层的协调器网络通过群体的非线性一致算法使得各航行器的输入参考值渐近达成一致.本地控制层通过线性二次型高斯回路传输恢复(LQG/LTR)控制器实现对参考输入的快速跟踪.证明了非线性一致算法的收敛性并定量地分析了群体拓扑和一致算法参数等因素对收敛速度的影响.仿真实验验证了该方法的有效性和可行性.

研究了A位Nd3+取代对(Ca1-xNdx)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3+δ(0.0≤x≤0.2,CNLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0.00≤x≤0.03时,体系为单一钙钛矿相,随Nd3+摩尔分数的增加,品质因素的值先增大,然后因B位l∶2有序度在x=0.02处下降而开始减小.分析了谐振频率温度系数随容忍因子的变化关系.当x=0.03时,陶瓷微波介电性能最佳:相对介电常数为32.7,品质因素为15 880 GHz,谐振频率温度系数为-6.4×10-6/℃.

针对分布式系统在提供服务的有效性和资源利用的合理性方面存在的不足,提出了一种动态服务产生与发现(DSCL)的框架模型.在充分利用计算资源的前提下,将应用服务对象按客户应用需求实时产生冗余对象,为用户提供扩展的动态服务,在冗余服务对象间进行自适应均衡,并在服务需求量平稳下降的情况下动态缩减适量的冗余对象,提高服务资源的整体使用效率,同时扩展了单个服务器资源的服务能力.运用通用对象请求代理体系结构(CORBA)的技术优势,特别是其跨平台性和命名服务与跟踪服务,搭建了相应的实验平台.结果表明,该模型增强了分布式计算环境服务提供者提供服务的有效性,提高了系统资源的使用效率.

提出了一种基于分布式空时码的非正交协作分集(DSTC-NOCD)系统.利用译码转发(DF)中继信道模型,推导了BPSK星座调制下系统误码率的理论值,并分析了协作用户上行信道和用户间信道质量对系统性能的影响.仿真结果表明:与直接传输系统相比,DSTC-NOCD系统能获得显著的性能增益,在用户间信道高信噪比条件下能获得完全分集增益;且在可接受的性能损失条件下能够获得比OCD系统更高的频谱效率.

针对移动目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求,提出了一种汇聚数据包路由协议,用于由目标区域到sink节点的汇聚数据包路由.协议采取基于sink节点的贪婪转发策略,通过减少通信跳数,减少了数据包从目标节点到sink节点的端到端传输时延;协议以节点能量和距离的综合函数作为转发代价,使其具有较高的能量效率;只要求节点维护自身状态信息,具有较好的可扩展性.仿真实验表明,协议能够满足目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求.

提出了一种基于边缘辅助的组合马尔可夫随机场模型(E-CMRF),并应用于非监督图像分割.在传统的马尔可夫标号场(MRF)基础上引入边缘二值随机场,二者相互作用构成组合随机场.该模型使用期望最大(EM)算法对待分割图像完成参数估计,并运用动态能量权值提高收敛速度.最后根据贝叶斯定理将图像分割问题转化为最大后验概率的求取,运用改进的Metropolis采样算法求得最大后验概率解.实验结果证明,该分割方法不需要人工给出先验信息,在具备抗噪性等特点的同时提高了分割精度.

基于高层体系结构,构建了在分布式网络环境下多机协同的海上攻防对抗仿真系统.根据舰载反舰导弹的攻防过程设计仿真模型.为逼真描述作战环境和态势进行视景仿真,采用改进的快速傅里叶变换算法进行海浪建模;利用粒子系统的基本原理,结合OpenGL的纹理映射技术,实现动态爆炸模拟.根据仿真模型设计各联邦成员,将三维视景仿真作为联邦成员加入仿真系统的联邦执行以实现多机协同渲染,从而大幅度提高了显示帧率,并使视景仿真可灵活扩展.

针对固定监控场景提出了一种基于色彩分割与局部模型匹配的目标跟踪方案.利用自适应混合高斯背景模型提取前景运动目标,通过基于区域生长的色彩分割算法建立目标局部模型并实时更新,结合区域约束条件和模型特征匹配实现目标跟踪.实验结果证明,本算法能有效地实现多运动目标的跟踪,对跟踪过程目标部分遮挡与形变问题具有良好的适应性和鲁棒性.

根据超空泡航行体水下运动特点,理论分析了作用在航行体上的动态轴向载荷,并采用有限单元法对超空泡航行体自由振动特性和动态轴向载荷作用下的动响应特性进行了数值仿真研究.数值计算结果表明:超空泡航行体轴向分布的径向振动模态具有颈缩特点,其振型呈现喇叭状,首阶径向振动模态固有频率为238.13 Hz;动态轴向载荷作用下超空泡航行体壳中各部分的振动特性不完全相同,特别是锥壳首部,其应变幅值逐步累积直至达到一个稳定的水平;在超空泡航行体上工作的设备需要避开一定的工作频率才能稳定工作.

提出一种钢管漏磁检测过程中基于信号源的内外裂纹区分方法.该方法基于内外伤法向漏磁分量检测信号的波形特征,参考信号畸变所具有的峰-峰值大小,调整对应畸变信号峭度指标的算法,从而构建内、外伤区分指标.通过钻杆中的横向刻槽检测试验观察,以及二维轴对称有限元仿真分析,检测了在常规钢管漏磁检测过程中对于具有不同宽度信息的内外伤裂纹,这种方法进行缺陷位置识别的实用性较高.

在美国泰勒海军舰船研究与发展中心发布的潜艇6自由度空间运动方程基础之上,结合潜艇大攻角及螺旋桨变负荷水动力试验研究,考虑大攻角对于潜艇水动力系数的影响,建立了改进的潜艇空间运动模型.分析了潜艇出现大攻角运动的时机,并运用改进的潜艇运动方程仿真计算,研究讨论了破损进水潜艇的水下机动性.改进后的运动方程对于潜艇应急挽回机动过程显示出良好的适用性.

为稳定地求解速度、压力、温度并准确跟踪流动前沿,实现三维塑料注射成形充模过程数值模拟,采用迦辽金最小平方法(GLS)消除因速度和压力的不当插值组合导致的数值震荡问题,建立了速度与压力同次插值的对称、稳定的集成有限元计算格式;用流线迎风Petrov伽辽金法(SUPG)消除因能量方程中的对流项而导致的数值震荡问题,建立了能量场的稳定有限元计算格式.比较了不同网格密度对计算结果的影响,并通过与文献中实验结果及现有的商业分析软件Moldflow的模拟结果对比,表明提出的数值模拟方法具有良好的稳定性和精度.

把大系统中物质、能量和信息的流动综合起来考虑,引入势和阻的概念来分析大系统中物质流、能量流和信息流在流动过程中的基本特征,并从协同学和熵的角度给出了物质流、能量流和信息流子系统的协同结构,使各个子系统相互协调、配合、制约、促进,从而形成3个子系统在时间尺度和空间尺度上的有序结构,最终使得由其组成的大系统达到全局最优,对大系统的综合优化、节能减排、降低物流成本、提高用能效率有指导意义.

建立了复杂传热规律下广义不可逆热声制冷机的循环模型,运用有限时间热力学方法导出了存在热阻、热漏和其他内不可逆性时,传热指数为复数的热声制冷机制冷率与制冷系数的解析式,分析了传热指数中实部和虚部对热声制冷机最优性能的影响,通过数值计算对不同损失和不同传热规律情况下的热声制冷机最佳制冷系数和制冷率的变化规律进行了比较分析.

为了研究炉内偏转二次风对燃煤过程中颗粒物生成的影响,通过建立与炉内三维气相流动控制方程一致的亚微米颗粒数量和质量控制方程,运用CFD软件模拟了NaOH颗粒在100 MW锅炉内的生成特性.结果显示:二次风偏转实现了炉内空气水平分级,降低了炉内峰值温度、缩小了高温区域,减少了矿物质气化量,进而在一定程度上抑制亚微米颗粒的生成.中间两层二次风偏转10°后,峰值温度比正常运行工况下的峰值温度约低30 K,NaOH颗粒质量浓度有一定下降.

为了消除作用在柴油机机体上的不平衡一级往复惯性力,提出了一种基于多体动力学仿真技术的方法,通过振动分析来评价发动机的平衡性是否达到预计的设计目标.建立了柴油机的动力学模型,根据设计结果设定平衡轴的参数,对某单缸柴油机不安装和安装一级平衡轴100%平衡一阶往复惯性力的平衡轴进行仿真,结果表明:安装一级平衡轴后,各悬置3个方向的一阶振动速度明显降低,有助于改善整机的NVH(噪声、振动、舒适性)性能,仿真结果与实验结果基本符合.

针对虚拟研究中心合作伙伴选择过程中的复杂性和不确定性,提出了一种基于层次分析法(AHP)和梯形模糊数理论的综合评价模型.采用梯形模糊数构造评价模型的判断矩阵,并选用一致性充要条件检验判断矩阵的一致性,进而推导出评价模型中各评价准则下指标的权重.综合运用重心法和方差法完成梯形模糊数的排序,并结合雅砻江水电开发虚拟研究中心进行了分析.结果表明:梯形模糊数在AHP中的应用使综合评价模型能有效地结合定性与定量分析,减少人为主观因素的影响,从而选择最佳的合作伙伴.

利用商用继电器和触点模拟试验装置两种方法进行了继电器电接触试验,记录了在不同电源电压及负载电流下触点闭合与分断操作过程中电弧的电流电压波形,针对触头通断过程中出现的弹跳现象,分别定义了若干时间参数,统计分析了它们随电压升高的变化规律.研究表明:随着电源电压的升高,继电器闭合时间与分断时间均相应增长;闭合弹跳对闭合时间影响很大,分断弹跳一般发生于触点分离初期的微间隙,它对分断时间影响很小.

将杂交边界点法同双互易法结合,推导了一种适合于求解工程电磁场瞬态涡流问题的边界类型无网格方法,即双互易杂交边界点法.该方法将瞬态涡流的解分为通解和特解两部分,使用杂交边界点法求解通解,利用局部径向基函数近似求解特解.该方法输入数据只是求解域上离散的点,不需要额外的方程来计算域内物理量.数值算例表明,该方法在求解工程涡流问题时具有较高的精度和数值稳定性.

以青岛海湾大桥大沽河航道桥中央开槽主梁断面为研究对象,采用大尺度节段模型风洞试验方法,研究了不同阻尼比下两种导流板设置方案的涡振控制效果,分析了不同导流板特征尺寸和位置对随风速变化的涡振振幅的影响.试验结果表明:中央开槽断面的涡振性能较差,对导流板设置的变化比较敏感,涡振控制效果除了与原断面气动外形和槽宽有关之外,还与导流板本身的高度、长度和倾角密切相关,建议导流板高度设置需不受桥梁断面底部附属设施的阻碍,长度应适宜,倾角135°.

为了研究结构承载力与损伤程度之间的关系,以五跨预应力混凝土组合箱梁为例,以不同部位抗弯刚度的折减来模拟不同程度的损伤,运用模态应变能法和柔度差法对结构进行了损伤诊断.在此基础上,研究了密集交通和一般交通状态,结构的损伤程度与结构承载力之间的关系.研究结果表明:对于连续组合箱梁结构,柔度差法比模态应变能法的识别效果更好;在任意交通状态,且结构损伤位置以及损伤程度相同的情况下,结构可靠度指标和承载力系数能够同时表明结构是否满足使用要求.

基于利于结构安装和抗震修复以及屈曲约束支撑的特点,采用梁柱铰接钢框架承受竖向荷载、屈曲约束支撑抵抗水平荷载的结构体系,并推导了这种结构体系的楼层弹性和弹塑性抗侧刚度.采用双线性模型模拟屈曲约束支撑的滞回性能,采用时程分析方法分析了屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系的抗震性能、弹性及弹塑性地震反应特征.结果表明:多遇地震下,结构楼层位移反应基本呈线性关系,层间位移角分布比较均匀;罕遇地震下会出现薄弱层现象,但各层支撑都会屈服耗能.除底层以外,楼层剪力主要由支撑承担,而底层框架柱承担的楼层剪力比例会增大;框架梁和柱在各级地震下都处于弹性状态;屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系具有较好的抗震性能.

引入高温后混凝土和钢筋强度折减系数公式,建立了火灾后钢筋混凝土柱的抗力模型和极限状态方程,利用改进的一次二阶矩法计算了不同温度作用后当钢筋混凝土柱承受原设计荷载时的可靠性指标.算例分析表明,不同受火时间对钢筋混凝土轴心受压柱的可靠性有很大的影响,在计算时应给予考虑.分析了柱的截面尺寸、长细比、钢筋和混凝土的强度、配筋率、防火保护层厚度等参数对受火后钢筋混凝土柱可靠性指标的影响.

从膜生物反应器中分离出一株异养型高效脱氮细菌,该菌为革兰氏阴性杆菌,命名为HNR.经16S rRNA测序,该菌株属于Acinetobactersp.菌属.以氯化铵为惟一氮源,探讨了不同碳源、pH值、温度及碳与氮质量分数之比w(C/N)对HNR菌株脱氮性能的影响.实验结果表明:以葡萄糖为碳源、pH值为8、温度为30℃、w(C/N)为10时,HNR具有最佳脱氮效果.在好氧条件下,当氨氮初始质量浓度为120 mg/L时,经过72 h的连续培养,其氨氮和总氮的去除率分别达92.5%和89.1%.通过气相色谱能检测到N2,但检测不到N2O.HNR不具有明显的好氧反硝化性能,表明HNR的脱氮途径可能与已报道过的异养硝化好氧反硝化脱氮途径有所不同.