为了解决可穿戴脉搏血氧检测芯片滤波器面积大、功耗高的问题,改进设计了一个三阶巴特沃斯Gm-C低通滤波器．线性跨导器采用源极负反馈结构来增大线性范围,并且输入管工作在亚阈值区降低了功耗,然后通过密勒效应放大电容来减小面积；同时,该滤波器通过开关电容调谐电路调制滤波器的截止频率,降低工艺偏差．仿真结果表明:在SMIC 0.18 μm CMOS工艺,1.8 V电源电压供电下,该低通滤波器的截止频率为7.9 Hz,面积为0.14 mm2,功耗为6.7μW,相比其他的设计方案,在功耗和面积上都有大幅优化．

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中准循环基矩阵移位系数构造的确定问题,利用循环差集(CDF)构造一种近似双对角结构的(3, L)规则QC-LDPC码,其围长至少为8,该码的基矩阵由四部分构成,其中一部分数据已知,其余可由简单的运算获得,所需存储空间少,降低了硬件实现的复杂度,根据循环差集个数t不同可灵活构造不同码长和码率的码字．仿真实验结果表明:当误码率为1×10-6,码率为0.5时,构造的基于循环差集的码比基于最大公约数(GCD)码、渐进边增长(PEG)码和西顿(SD)序列构造码的净编码增益分别提升了0.10,0.12和0.13 dB．当码率为0.6时,比基于完备循环差集构造的type2码和PEG构造码的净编码增益分别有0.20和0.10 dB的提升．

针对变换域通信系统中传统基函数二进制门限设计单一固定,且未考虑系统隐蔽性的缺点,提出了一种双门限基函数设计方法.通过理论分析推导,验证了基于高阶累积量进行系统隐蔽性评价的合理性.并通过高、低门限的合理设定,确立基函数幅度谱与干扰幅度谱的动态关系式.建立了以降低系统误码率为准则的优化模型,采用遍历法进行最终优化搜索.仿真结果表明:与传统的二进制门限设计相比,所设计双门限优化算法在隐蔽性上与传统二进制门限相当,且能够实现误码率性能的提升.此外,所设计的双门限结构与传统二进制门限能有效兼容.

现有的许多LED室内定位系统,其定位精度都受限于室内环境中的多径干扰.鉴于OFDM可在抵抗多径干扰的同时提高传输速率,提出了一种结合混合OFDM的LED室内定位算法,利用非对称限幅光OFDM调制奇载波,脉冲幅度调制离散多音频调制技术调制偶载波的虚部,并使用接收信号强度技术确定接收机的坐标.计算了一个房间中每个点的定位误差,分析了不同系统参数对定位精度的影响,并与仅结合非对称限幅光OFDM的定位系统进行比较分析.仿真结果表明:本算法在存在多径干扰的情形下仍可实现误差低于0.2 m的高精度定位,并优于仅结合非对称限幅光OFDM的室内定位算法.

针对现有图书页面检索方法检索精度低的问题,利用任务无关数据集训练卷积神经网络,提出了一种基于卷积神经网络的图书页面检索方法.首先将待检图书页面图像进行图像分割和畸变校正,降低背景的干扰和几何畸变的影响;然后将校正后的图像输入卷积神经网络提取图像特征;最后使用夹角余弦距离来度量待检图像和候选图像的相似度.实验结果表明:本方法在测试数据集上的Top-5命中率为97.31％,而直接使用任务无关数据集训练的卷积神经网络的Top-5命中率仅为58.47％.本方法避免了耗费大量的时间和精力去收集大规模图书页面图像数据库,而且利用卷积神经网络强大的图像特征描述能力,取得了优异的图书页面检索精度.

针对复杂海天背景下红外舰船目标的实时检测需求,提出了一种基于小面核滤波的快速红外舰船检测方法．在频域视觉显著性计算原理的启发下,结合小面拟合模型,设计了一种高效的时域小面卷积核,以抑制背景并增强具有高亮灰度对比边缘的红外舰船目标,进而确定候选目标区域．然后采用一种L0梯度最小化滤波方法,实现候选区域中目标区域的灰度均衡,以完整并准确提取目标形状．最后根据舰船的尺度和形状特性,完成目标判别．实验中对3组公开实拍红外图像数据集进行了测试,实验结果表明:本方法具有较好的鲁棒性,其对3组数据的检测准确率均高于90％,在PC平台上的处理速度维持在10 ms量级,优于现有的典型方法,能够满足多数工程应用需求．

合理选取道岔平面线型及尖轨切削方式,基于轮轨系统动力学建立车辆道岔动力耦合模型,计算不同线型方案下轮轨系统动力响应及其与列车过岔速度间关系,并以18号道岔为例验证此选型方法的可行性.研究结果表明:道岔平面线型设计须同时考虑侧股线型参数和曲尖轨切削方式,满足列车侧逆向进岔时的系统动力稳定性;动力学评价方法可从结构受力及行车状态方面对道岔侧股线型进行分析,并参照系统动力响应随列车过岔速度的变化情况初步确定允许通过速度;对18号道岔而言,增大侧股曲线半径或选用前端半径较大的复圆线型可有效提高行车质量及列车过岔速度,曲尖轨部分采用半切线型或半割线型效果较好,相离半切线型尖轨具有较大粗壮度,可作为主要切削方式之一.

为了获得一种喷涂保温材料-原竹组合楼板抗弯性能,完成了1组共计2个试件的试验研究．通过试验观察对比各级荷载作用下组合楼板和原竹骨架楼板挠度的发展情况,探讨楼板的破坏过程、破坏形式及破坏机理,考虑竹材与喷涂保温材料之间的组合效应,获得组合楼板的抗弯承载力和抗弯刚度．研究结果表明:原竹与物料组合效应较好,组合楼板能够满足抗弯承载力和挠曲变形的要求,可以作为土建楼板使用;试验组合楼板在正常使用阶段的整体抗弯刚度约为原竹骨架楼板的17倍,其极限承载力约为原竹骨架楼板的2倍．

提出了采用同步挤压小波变换的方法识别移动车辆荷载作用下桥梁时变参数．首先介绍了基于挤压小波变换的时变参数识别理论方法,随后用两层框架结构数值算例验证提出方法的有效性和精度．设计建立了移动小车通过钢梁的试验模型,建立结构的有限元模型并利用模态试验的结果对模型进行校正．采集车辆通过主梁时的加速度响应和应变响应,由应变数据估计小车不同时刻在梁上的位置,对加速度响应数据采用提出的方法识别结构的瞬时频率,与有限元计算的结果进行对比分析．研究结果表明:提出的方法能有效准确地识别时变结构的瞬时频率,具有一定的抗噪性．

为研究小滑动支承方式对明钢管承载特性的影响,以国内某实际跨活断层明钢管工程为例,建立分别由传统的铰支座与所提出的垫层支墩作为小滑动传力支承的数值模型,探明小滑动支承的传力行为．研究结果表明:与铰支座相比,采用垫层支墩支承钢管会降低伸缩节的补偿量,钢管受力也更加均匀;钢垫层之间的摩擦系数取值对伸缩节补偿量和滑动支座滑移距离的影响较为显著,但对钢管的受力状态不会产生质的影响．相比铰支座,采用垫层支墩作为跨活断层明钢管的小滑动传力支承更加合理可行,且钢垫层间的摩擦系数取值是结构设计阶段不可忽略的问题,应以控制合理的伸缩节补偿量和滑动支座滑移距离为确定摩擦系数的主要目标．

为了制备超高韧性的水泥基复合材料(UHTCC),通过抗压、抗折以及直接拉伸试验,探讨纤维掺量、纤维种类对水泥基材料力学性能的影响．研究结果表明:有机纤维的掺入都不同程度地降低了UHTCC的抗压强度,提高了其抗折强度;从力学性能以及材料成本综合考虑,聚乙烯醇纤维(PVA)体积掺量2％为最优掺量;掺入日本PVA的UHTCC的拉伸应变硬化现象最显著,其次是国产PVA纤维,而国产聚丙烯纤维(PP)和聚乙烯纤维(PE)在拉伸过程中没有应变硬化现象．

研制出一种CaF2-CaO-Al2O3型高铬铸铁电渣堆焊烧结焊剂,采用渣池稳定性、堆焊缺陷和脱渣性作为焊剂的工艺性能的评价指标．研究结果表明:当焊剂中CaO和Al2O3质量分数比例为1∶1,CaF2质量分数为40％时,液态渣池电导率为3.304 5Ω-1• cm-1,黏度为0.083 Pa•s,表面张力为338.456 N／m;电渣堆焊过程稳定,堆焊层成形良好,渣皮易脱落．所研制的焊剂与高铬铸铁焊丝匹配进行电渣堆焊,焊丝中合金元素Cr和C的过渡率分别达到91％和83％,堆焊层为初晶奥氏体+共晶组织组成的亚共晶高铬铸铁组织,硬度为50.9±1.5 HRC,焊剂能够满足高铬铸铁电渣堆焊使用要求．

为研究螺旋桨的梢涡脱落规律,基于STAR-CCM+软件平台,采用重叠网格技术和大涡模拟方法,通过求解纳维斯托克斯方程,对螺旋桨的速度场和涡量场进行了详细的研究,并且比较了不同进速系数下螺旋桨梢涡形态的差别．数值研究结果表明:基于正交网格的大涡模拟能够较好地模拟螺旋桨的梢涡形态,低进速系数下螺旋桨的梢涡强度增大并且显得比较紊乱;高进速系数下螺旋桨梢涡则呈现出比较规则的螺旋涡管形状．

为研究雷诺数,特别是高雷诺数对涡激振动(VIV)特性的影响,基于OpenFoam嵌入自编程序,分别设定雷诺数范围为1.45×103～10.20×103,5.80×103～40.80×103以及13.05×103～91.80×103对不同质量比的圆柱体进行涡激振动数值模拟．在低、高质量比条件下计算对比圆柱体在不同雷诺数范围内的涡激振动幅值、频率、流体力系数、运动轨迹以及漩涡脱落模式等特性,研究结果表明:在低质量比条件下，雷诺数范围的增大对圆柱涡激振动的影响主要体现在流向与横向各分支振幅的增加以及泄涡向2T模式的提前转变等；而在高质量比条件下，主要体现在横向幅值的增加与流向幅值的减小，锁定区间的增大以及最大振幅处运动轨迹的显著改变等.

以76000DWT 1B级冰区加强型巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(PIV)技术对船舶的敞水标称伴流场及船体具有不同尺寸模型冰(5 cm×5 cm×2 cm, 10 cm×10 cm×2 cm, 15 cm×15 cm×2 cm)附着条件下尾部标称伴流场进行了测量,模型冰选取聚乙烯泡沫挤塑板．并对轴向速度分布、速度矢量分布及流线等进行了分析．研究结果表明:船底及舷侧附着冰的存在,导致裸船体航行时产生的艉部伴流场受到干扰,船壳附近湍流边界层结构被破坏,附着冰状态下均表现为较高的平均伴流值,敞水工况下的平均伴流值、15 cm模型冰工况下的平均伴流值、10 cm模型冰工况下的平均伴流值、5 cm模型冰工况下的平均伴流值呈现依次递增的情况．

针对弹性水翼在流体作用下变形较大的特点,采用计算流体动力学(CFD)方法计算水动力载荷,采用有限元法计算结构响应,建立了双向流固耦合计算方法.在计及结构变形的情况下计算得到了NACA66mod型水翼的稳态流场和压力脉动,发现水翼在雷诺数为7.5×105,攻角4°～6°之间发生转捩现象.基于得到的脉动压力,结合模态叠加法和声学边界元法,建立了流致噪声计算方法.数值计算结果表明:在转捩发生后,流致噪声主频处峰值降低;雷诺数每增加1.5×105,各成分的声压级增幅约为3 dB,主频增幅约为25 Hz;流噪声由压力脉动决定,振动噪声由结构固有特性和激励力共同决定;对于总声压级,水翼流噪声较其自身振动噪声大,振动噪声在近壁面处衰减较快,而流噪声在远场衰减较快.

为研究多级离心泵运行时产生的外场噪声,以一台五级导叶式离心泵为研究对象,研究了流体激励下泵的辐射噪声特性．通过外场噪声试验结果与计算结果之间的对比,验证了多级离心泵辐射噪声数值预测方法的有效性．提取泵全级数流体表面偶极子声源,并基于声振耦合方法计算了泵外场噪声．研究结果表明:泵外场噪声声压水平约为75~85 dB,随着流量增大,噪声水平先减小再增大;流量变化对辐射声功率谱上特征频率处水平影响不明显,对宽频带影响较大;在大流量工况下,叶轮及正导叶叶片数对辐射噪声影响明显,反导叶叶片数影响较小;BPF2频率处声压水平比BPF1处高约11~20 dB;在BPF2处辐射声压分布中0.4 Qd工况下,上游噪声强于下游,随流量增大,噪声最大值区域向出口附近转移.

为研究涡轮阻尼器叶片参数对其阻尼系数的影响,采用CFD数值分析技术,建立了涡轮阻尼器阻尼系数与叶片轴向尺寸的参数模型,分析了不同叶片参数下阻尼系数的变化规律,并进行了试验验证.研究结果表明:涡轮阻尼器叶片参数对阻尼系数的影响起主导作用.增加涡轮阻尼器定子轴向尺寸,其阻尼系数先增加后减小,阻尼系数存在拐点,在拐点位置阻尼系数最大;阻尼系数拐点位置与转子叶片数量和轴向尺寸无关,随定子叶片数量增加而减小;阻尼系数最大值随转子轴向尺寸的增加而增加,随转子叶片数的增加呈先增加后减小的趋势,随着定子叶片数的增加而减小.实验结果与CFD分析结果变化趋势一致,最大误差为9.1％,证明了CFD分析的正确性.

为了进一步研究磁场强度对线锯切割性能的影响,根据锯丝和磁性磨粒的磁化曲线,研究了锯丝外部磁场强度和磁性磨粒所受磁力的关系．搭建了磁性磨粒吸附观测实验平台,验证了磁力对锯丝周围的磁性磨粒产生的分区吸附效果．结合磁系与线锯切割机床,搭建了磁感应游离磨粒线锯切割实验平台,并进行了不同磁场强度下的切割对比实验.研究结果表明:在0.00～1.07×105 A／m磁场强度范围内,切缝宽度和崩边宽度随外部磁场强度的增强而减小,进一步增加磁场强度之后,切缝宽度和崩边宽度增大;磁感应游离磨粒线锯切割中的最优外部匀强磁场强度为1.07×105 A／m左右．

针对操动机构配合公差对高压断路器灭弧室灭弧性能的影响，建立了操动机构和灭弧室联合仿真模型.通过对比联合仿真计算结果与工程试验所得数据，验证了联合仿真模型的准确性与适用性.研究结果表明：操动机构系统的配合公差等级与配合数量对灭弧室灭弧性能影响较大，配合公差等级对灭弧室灭弧性能的影响主要体现在灭弧室关键部位气体压力变化的滞后性，滞后时间最长为0.002 s；考虑不同公差配合数量时，灭弧室关键部位气体速度幅值变化较大；通过选择合适的配合等级与配合数量能够提升灭弧室灭弧性能.

利用炉膛内辐射能信号快速反映燃烧率的能力,将辐射能信号引入到锅炉燃料控制系统中,分析了辐射能信号参与燃料控制的优势．根据机组运行负荷不同而炉内燃烧存在差异的特点,以辐射能信号作为中间变量利用分段辨识的方法建立燃烧系统的数学模型.研究结果表明该方法较原控制系统超前30～45 s完成入炉燃料量的调整．针对锅炉两种不同制粉系统,分别计算了炉膛辐射能信号响应燃料量变化的动态时间以及与机组负荷的对应关系,对辐射能信号在燃烧系统中动态时间的量化与分析,为其参与炉内燃烧调整提供数据支持．

为了研究颗粒组成对黏性尾矿压缩固结特性的影响,对重塑黏性尾矿进行显微观测和侧限压缩试验,讨论了黏性尾矿在细观组成上的特点,分析了细观组成特征和宏观压缩固结特性之间的联系．研究结果表明:相比粉性尾矿和砂性尾矿,黏性尾矿具有黏土矿物多、颗粒表面分维数低、棱角性较弱的特点;重塑黏性尾矿的压缩系数始终大于粉性尾矿和砂性尾矿,而它们的固有压缩曲线相互重叠,且都处在Burland曲线以下;黏性尾矿有微小的次压缩现象,其次固结系数随固结压力的增长而增大,随时间的增加而减小．

研究了聚合氯化铝(PACl)对序批式生物膜滤池(SBBF)处理生活污水的强化作用,包括去除效能的影响和基于454焦磷酸测序的微生物多样性分析．研究结果表明:PACl投加可使得SBBF获得满意的碳氮磷去除效果,同时高通量测序结果有助于认识铝盐对废水生物处理系统微生物的影响;50 mg•L-1的PACl投加可以使出水的总磷(TP)去除量从48.7％显著提高至68.2％,TP浓度低于0.5 mg•L-1,对氮和化学需氧量(COD)去除的影响较小;454焦磷酸测序分析揭示铝胁迫下SBBF的微生物的多样性和丰度;铝盐投加可以使得浮游菌属(Planctomyces)、消化链球菌属(Peptostreptococcaceae)和嗜冷菌属(Psychrobacter)的丰度减少,假单胞菌属(Pseudomonas)和梭状芽孢杆菌属(Clostridium)的丰度增加,而不动杆菌属包括tjernbergiae不动杆菌(Acinetobacter tjernbergiae)和鲁菲不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)一直处于主导地位．