提出了一种快速有效的二维小波变换超大规模集成电路(VLSI).该结构是一种4输入/4输出直接型结构,行列滤波同时运行,包含4个行滤波单元和1个列滤波单元,行滤波单元通过使用折叠结构减少硬件资源,列滤波单元在每个时钟周期,可同时处理4路行滤波的结果.整个结构无需额外的缓存,数据处理无需停顿.将之与其他类似结构进行了比较,结果表明本结构系统响应快、输出速率高,适应于高速运算等应用场合.

提出了具有3阶高通、2阶低通的带有自动调谐系统的有源电阻电容非对称带通滤波器结构.带通滤波器的中心频率为4.055 MHz,带宽为2.63 MHz.源阻抗为50Ω时,滤波器带内3阶交调量为18.489 dB.m.滤波器输入参考噪声为47.91×10-6Vrms(均方根电压).滤波器采用基于二进制搜索算法(BSA)的调谐方案,其调谐精度为(-1.65%,2.66%).调谐电路的芯片面积为0.282 mm×0.204 mm,不到主滤波器面积的1/5.调谐系统完成调谐功能后会自动关闭,降低了功耗和对主滤波器的串扰.在1.8 V电源电压下,滤波器消耗电流为1.96 mA.该滤波器已在IBM 0.18μm标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线流片成功.

对移动IP(MIP)中一些重要的路径更新协议进行了分析与比较,提出了改进的级联MIP(NHMIP).通过调整移动终端向网关代理的注册方式,将网络分成若干个边界相对固定的子域,有效减少了移动终端注册和外地代理级联等因素导致的数据包传输开销,提高了网络整体效率.针对新协议提出了量化分析模型,采用数值仿真的方法与标准移动IP等路径更新协议的性能进行了比较,结果表明新协议有效降低了网络开销,同时提高了网络可靠性.

给出了一种利用正交空时分组码(OSTBC)构造正交空时(OST)矩阵的新方法,并验证了不同的OST矩阵相乘结果仍为OST矩阵这一结论.在此基础上,提出一种新的多用户多输入多输出(MIMO)上行传输系统检测方案.首先利用用户等效OST信道特性对接收信号进行等效信道变换,然后通过连续用户干扰抵消实现各用户发送数据的分离.仿真结果表明,当误码率为1×10-3时,本文算法较CZF算法和MMSE-ML算法有2~3 dB的信噪比增益,同时具有更低的译码复杂度.

提出了基于时间反转镜(TRM)的水声通信方案,该方案可在没有任何先验知识的情况下具有自适应匹配声信道的作用.上行通信采用虚拟式时间反转镜,可在接收机中通过数字卷积运算实现时间反转镜;下行通信采用主动式时间反转镜,利用上行通信中接收到的探测码的时间反转作为信息码元载体,有助于减少水下用户端信道均衡设备复杂性并节省功耗.通过仿真,验证了该方案能够有效地抑制声信道多途扩展产生的码间干扰,具有很好的鲁棒性.

为提高移动站点的节能综合性能,构造了两种休眠间隔增长算法,通过减缓休眠间隔的增长速度降低了移动站点的平均能耗,并缩短了其接收数据帧的平均响应时间.通过选取不同的初始休眠间隔值,探讨了休眠间隔增长速度对节能综合性能的影响,仿真实验对比分析了休眠间隔增长算法的节能综合性能.结果表明:两种增长算法均优于IEEE802.16e采用的指数增长算法,其中的步进增长算法的综合性能最优.

根据Mie理论,对均匀系中矿物单粒子的非对称因子进行了数值计算,并分析了非对称因子与粒子尺度因子以及光学常数的关系.结果表明:可见光照射矿物粒子时,非对称因子随尺度因子增大而增大;光学常数的变化对非对称因子的影响不大.利用高斯拟合算法,给出了反映HG散射相函数中非对称因子与尺度因子和光学常数关系的定量表达式.

介绍了两种目前应用较广的蒸发波导模型:PJ模型和伪折射率模型,通过仿真将两种模型对各种气象输入要素的敏感性进行了分析,定性地描述了气-海温差、风速、相对湿度对两种蒸发波导模型高度的影响程度.同时利用小波对近几年采集的温湿压剖面数据进行降噪处理,得到较为准确的实测蒸发波导高度值,并将其作为参考数据,进而获得了两种蒸发波导模型的特性比对结果,结论显示PJ模型略优于伪折射率模型.

利用Huffman树来实现组密钥更新具有平均更新开销最小的优势.针对现有方案中Huffman树只能静态创建,而无法动态调整的问题,提出了一种根据用户进出组的频率而动态调整的自适应Huffman树算法;同时,提出了自适应调整过程中的节点位置交换密钥更新算法,并给出了用户加入或离开时的组密钥更新算法.分析表明,该方案能保证组密钥更新的安全性,当用户进出组时,树的形状随着用户的进出而动态变化,并能始终保持Huffman树用户平均密钥更新代价最小.

为提高网络地理信息系统GlobeSIGht的栅格数据的服务质量,将协作式缓存引入应用服务器集群.实现了基于服务器端日志的轨迹驱动实验,找出了栅格数据集群缓存关于缓存服务器个数、缓存空间大小、缓存置换门限以及缓存置换算法的最优参数值组合,验证了集群缓存可以节省大量栅格数据源I/O带宽.Globe-SIGht系统测试结果表明,集群缓存可以快速响应瓦片请求.

首先给出基于用户实例分析的网格可靠性分析模型,通过分析应用遥感图像处理典型实例来分析图像处理网格的可靠性;然后实现了基于错误注入的图像网格组件可靠性评测环境,按照组件吞吐率来评价网格中间件组件的错误容忍能力;最后根据模拟仿真环境的试验数据构建组件依赖图,在组件依赖图的基础上分析了ChinaGrid图像处理网格各组件对于图像处理应用的可靠性的影响,并给出了图像网格开发和部署建议.另外根据错误注入的方式评测了图像处理网格核心组件即网格容器的可靠性.

为了解决当负载发生迁移时虚拟机系统如何进行资源调度的问题,一方面通过控制目标虚拟机发送接收消息的时间,保证目标虚拟机不接收过时负载;另一方面通过目标虚拟机向物理CPU发送调度线程,使迁移过来的负载得到相应服务.提出了目标虚拟机的最大逻辑时间计算方法、负载接收算法和资源调度算法,这些算法组成了一种基于虚拟机负载迁移的资源调度机制.实验结果表明这种资源调度机制具有可行性和有效性.

提出了无线传感器网络(WSN)中一种防御攻击的分布式入侵检测系统,包括以数据采集、处理和传输为目的的3层分层的体系结构和基于异常的分布式入侵检测算法.本地入侵检测系统(IDS)依附于WSN的每一个节点,其作用是采集网络运行的原始数据,以及计算本地异常指数,以此衡量当前节点的运行与正常运行情况之间的差别.在簇头和管理节点两个层次中进行异常指数的融合,分别形成簇级和网络级的异常指数.对融合算法进行了数学描述和理论推导,通过仿真并借助接受者操作特性(ROC)曲线,对节点、簇头和管理节点的运行情况进行了性能评估,总体结果证实了体系结构和算法的有效性.研究表明,这种融合算法能大幅提高系统的检测概率.

针对传统基于角色的访问控制(RBAC)的局限性,提出了一种基于客体类的RBAC(OC-RBAC)模型.该模型引入客体的访问权限控制,大幅度减少了角色权限指派的次数,使权限得到了简化和有效控制,提高了权限分配的灵活性,从而更加适于企业应用和管理.最后通过结合某信息管理系统开发实例,讨论了OC-RBAC在信息管理系统中的设计和应用.通过实验证明,OC-RBAC模型与传统RBAC相比有较高的效率和适应能力.

提出一种血管提取速度较快、中心路径提取精度较高的算法.首先,利用八叉树对体数据分块,进行血管的阈值分割和边界距离场计算时,根据每一块体数据的最大最小值与阈值的关系,只处理包含血管体素的体数据块;然后,利用血管体素的梯度值倒数和拉普拉斯变换值作为边界距离场计算的初始值;最后,利用重心法修正初始中心路径使之处于或更接近血管空腔的实际中心路径.选取了2条血管路径进行实验,结果表明本算法能够有效地提高血管提取的速度和中心路径提取的精度.

研究了具有线性时不变的被控对象的长时延网络控制系统的H∞控制问题.基于长时延网络控制系统的开关系统模型和不确定参数模型,结合李亚普洛夫稳定性原理和鲁棒控制理论,给出了长时延网络控制系统渐近稳定并具有H∞范数界γ的存在条件,提出了基于线性矩阵不等式的长时延网络控制系统H∞控制器的简便设计方法.最后以网络环境下的不稳定倒立摆为对象进行了仿真研究,结果验证了本文方法的可行性.

为了消除利用离散指数趋近律设计的离散变结构控制系统中存在稳态振荡现象,使系统具有良好的稳态性能,提出了一种新的趋近律,利用该趋近律设计的变结构控制器,不仅能够削弱抖振,使系统运动最终趋于原点不存在稳态振荡,而且能使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面的基本属性,有效地改善了趋近过程,提高了控制品质.仿真结果验证了该方法的合理性与有效性.

为了在已知海洋表面动力学参数的情况下,得到海面下海流的运动状况,运用高频表面波雷达探测数据,建立海洋表面流与下层流之间的关系模型,从而得到雷达覆盖区域内下层海流的状态参数.建立一种运用σ坐标系的三维正压浅海与陆架模式.利用这种关系模型来反演海洋深层流的算法,运用有限差分的方法得到反演结果.实验结果证明反演结果符合海洋动力学运动规律,再现了深层海流的运动情况.

针对交通节能减排问题,运用计算机仿真技术和视景仿真技术,搭建一个面向环保评估的城市微观交通流仿真模型.该模型主要由出行需求模型、路网描述模型、交通规则模型、信号灯控制模型、车辆行为模型、动态路径选择模型和机动车排放模型组成.在对模型进行标定和验证的基础上,采用面向对象开发环境VC++6.0及实时视景仿真工具Vega进行了原型系统开发.最后,选取武汉市典型路口路段进行交通环保仿真评估,取得了较满意的结果.

提出了一种计算内部声源激励下水下加筋双层圆柱壳声振的方法.由Flügge薄壳理论、内部声腔声压满足有源波动方程、外流场声压满足无源波动方程,建立耦合运动方程,利用内、外流固交界面连续条件,采用模态叠加法求解方程.数值计算比较了在点力与内部点声源激励下单、双层圆柱壳的振动和声辐射性能,研究结果表明:不论是点力激励还是点声源激励,双层圆柱壳对振动和声辐射均有屏蔽作用;点力激励下的能量传递损失较点声源激励下的小.

将线性兴波阻力理论帐篷函数二次规划法与Holtrop公式、遗传算法相结合进行船型优化设计.首先以总阻力为目标函数,应用遗传算法求解Holtrop公式中一定速度下各船型参数的最优解;然后以这组最优解为依据,建立帐篷函数法中的线性不等式约束,进而由帐篷函数法建立以船体型值为变量的约束二次规划问题;最后应用数学规划方法求解该问题,得到优化后的船体型值.给出的算例表明,此方法对于减小兴波阻力具有明显的效果.

为了开发适用于小型潜器的仿生推进系统,设计了一套仿鱼尾鳍推进系统的试验装置,并对摆动尾鳍产生的水动力进行了试验研究.根据传动装置的结构特点,计算出尾鳍的运动规律,同时利用安装在尾鳍前端的测力天平测得水对尾鳍的作用力,进而探讨了不同的尾鳍形状对仿鱼尾鳍的推进效率、推力系数和侧向力系数的影响,由此得到最优的运动姿态.

对典型的沥青路面结构建立了三维粘弹性有限元模型,并对其有效性进行了验证.分别研究了荷载模式(矩形、半正弦和三角形荷载)和温度等因素对沥青路面路表弯沉、沥青层底水平拉应变和土基顶面压应变粘弹性响应的影响.发现温度越高,粘弹性响应峰值和残余响应越大,且矩形荷载下得到的响应峰值和残余响应都大于半正弦和三角形荷载下的响应峰值.在循环荷载作用下,粘弹性响应峰值和残余响应逐渐累积,并且逐渐趋于稳定,且温度越高,达到稳定所需的循环次数越多.研究表明对沥青路面结构采用回弹参数进行线弹性理论分析有其合理性,但这种简化分析可能不能反映材料或结构完整的行为特性.

分析并推导出大气密度和压力随海拔高度的变化规律.基于散热器的传热计算方法分析,推导出高原大气热力学参数对散热器传热的影响,即对流换热系数与大气密度的0.5~0.8次方成正比.总结出高原散热器传热计算的一般规律:参照平原条件下的散热器传热计算方法,海拔高度为3 000 m,4 000 m和5 000 m时,散热器总的换热能力需提高到平原的1.3倍,1.5倍和1.6倍.

基于有限元动力显式增量算法,提出一种新的拉深筋约束阻力处理方法.通过采用线性弹簧单元,将作用在坯料节点上的拉深筋阻力等效为一定刚度的弹簧,通过控制弹簧系数来模拟拉深筋阻力的大小和变换,可以精确地反映板料成形过程中约束阻力被动、同步产生的效果,提高计算精度.将提出的处理方法引入到自主开发的动力显式求解器(称为DEMS),计算了Numisheet 2005行李箱内板的成形过程,计算得出的厚度分布与实验数据符合较好,验证了算法的有效性.

提出了一种基于表面模型的气体辅助注射成型(GAIM)流动模拟方法.通过手工选择气道引导线与自动计算气道参数相结合的方法来生成气道网格,避免了中面模型所需的二次建模.将气体的穿透行为作为熔体充填区域的边界条件引入,采用与传统塑料注射成型类似的有限元/有限差分法与控制体积法(CV/FEM/FDM)搭配对塑料充填区域进行求解;采用匹配渐近展开法求解气体穿透界面.本方法的模拟计算结果与实验基本符合,与基于三维模型的模拟相比,具有很高的计算效率以及较好的精度和计算稳定性.

提出了基于集对分析的多目标决策方法,通过对决策方案集的同一对立描述,得到不确定意义下的联系数决策矩阵,通过基于可能势的联系数的排序方法对方案集进行决策优选,并利用联系数中的差异度信息对决策结果进行稳定性分析,获得最终满意的决策结果.最后用该决策方法对三峡多目标洪水调度问题进行决策分析表明,决策结果可以为三峡水库汛期的安全经济运行提供科学的决策依据.

为构建含有风电机组的新型配网保护系统,在考虑电机的控制系统和杠杆保护影响的情形下,对双馈风力发电机的三相故障短路电流进行研究.首先分析了短路电流可能含有的故障分量,给出其解析表达式;然后建立电机本体、杠杆保护和功率控制模型,仿真出各种故障程度下故障电流波形.实验结果表明:故障电流波形具有多态性,即线路近端故障时,电机故障电流稳态幅值小于额定电流;线路远端故障时,电流幅值为额定电流的2~3倍,与传统同步电机的恒定稳态故障电流波形存在较大差异.

利用外热式固定床热解装置,研究了污水处理工艺和污泥厌氧消化对污泥热解过程中气态产物析出特性的影响.结果表明,污泥厌氧消化和污水处理工艺的厌氧过程均使热解气态产物的析出总量和甲烷的析出量减少,且使CO2和碳氢化合物的析出温度升高.随着热解温度的升高,5种污泥碳氢化合物的析出呈现为先增加再减少的变化趋势;污水处理工艺对CO和H2的析出变化规律无影响,其中H2的析出随温度升高而增加,CO则为先减少后增加.

为了研究水源热泵机组-热管地板辐射采暖联合系统的传热特性和地下水源热泵机组的运行性能,实验研究了供水温度和供水流量对热管之间地板内温度分布、室内地板表面温度分布、地板预热时间和蓄热时间、室内空气垂直温度分布的影响规律及地下水源热泵机组的运行性能.结果表明,供水温度越高、流量越大,地板内和地板表面温度越高,但分布的不均匀性越明显,热管地板的预热时间越短,蓄热时间越长,沿垂直方向各点的空气温度也越高,但温度梯度变化不大.水源热泵机组-热管地板辐射采暖联合系统具有较好的传热特性,能够满足供暖系统的需要,水源热泵机组的运行性能也较好,性能系数在3.46~3.84之间变化.

将木炭这一轻质材料作为曝气生物滤池的填料,并与陶粒作对比,考察其在生活污水中化学需氧量和氨氮去除的动力学过程.在Monod方程的基础上,结合曝气生物滤池推流式流态特征,建立了只与进出水负荷、温度和反应器高度有关的曝气生物滤池的底物去除动力学模型.通过对试验数据进行推算,发现模型实验数值的拟合线性相关系数均在0.93以上,说明所建模型对生物滤池有较好的适用性;同时计算了相应的模型参数,讨论了模型参数对系统的影响.

以固定床为反应器,对粒径在不同床温条件下对生物质粉体水蒸气催化气化特性的影响进行了实验研究.在不同温度下(600℃,700℃,800℃和900℃),分别考察了5种粒径(单位:mm)区间((0.000,0.075),[0.075,0.150),[0.150,0.300),[0.300,0.600)和[0.600,1.200))的生物质试样的气化效果.结果表明:在相同的床温条件下,随着粒径的减小,产气率、碳转化率和氢气产率逐渐增加,气化后的残余物(焦油和焦炭)逐渐减少;随着温度的升高,粒径的影响逐渐减弱;在同一床温条件下(900℃),燃气中H2,CO的含量随着粒径减小而增加,当粒径最小时(<0.075 mm),分别达到51.2%和22.4%.

以1阶分子连接性指数和结构信息指数作为多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs)的分子结构描述符,并用1阶分子连接性指数、结构信息指数与43种PCDDs的辛醇/水分配系数进行关联,所得方程的相关系数为0.951 6,计算值与实验值符合较好,平均误差为0.18,结果明显优于现有的方法.最后对没有实验数据的33种PCDDs的辛醇/水分配系数进行了预测.

为寻找新的抗癌性能好的紫杉醇类似物化合物,研究了10-OAc取代紫杉醇类似物的分子结构与抗癌活性的关系.利用分子图形学技术获得了基团的拓扑系列参数,建立了能预测紫杉醇类似物抗癌活性的定量结构-活性关系模型,用这些参数相关28种10-OAc取代紫杉醇类似物的抗癌活性,得到了多元回归方程,相关系数达到0.896,估算的平均误差为0.152,估算结果和实验值基本符合.