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第47卷,第6期
刊出日期:2019年6月
  • 基于多通道均衡化的水下彩色图像增强算法
    李昌利,孙亚伟,闫敬文,樊棠怀 p1-5
    针对水下环境存在的颜色衰减和散射效应导致水下图像颜色严重失真的问题,提出一种多通道均衡化的水下图像增强算法.首先,对原始图像在对数域上进行归一化处理后转换到HSI(色调-饱和度-亮度)颜色空间;然后,对亮度分量利用McCann Retinex算法在四个方向(纵横)进行比较、实现增强,并根据图像全局亮度信息进行照度增强;最后,将图像重新转换到RGB(红-绿-蓝)空间,计算各通道的累积分布函数,对密集部分进行拉伸处理,达到颜色均衡的效果.针对多幅水下彩色图像进行增强对比实验,结果表明:通过该方法得到的增强图像颜色失真程度减弱,图像对比度和清晰度显著提高,色彩更加鲜艳;该算法在改善水下图像照度信息的同时,保留了饱和度和色度信息,解决了水下图像增强的颜色失真问题,使水下图像具有较高的对比度和清晰度.
  • 基于非晶氧化物TFTs的反相器设计
    姚若河,蔡杨力 p6-10
    针对单极型非晶氧化物薄膜晶体管(TFT)逻辑电路存在较大功耗等问题,提出一个采用动态负载的三级架构反相器.该反相器基于Pseudo-CMOS(伪互补金属氧化物半导体)拓扑结构,采用由输出信号驱动的动态负载替代Pseudo-CMOS反相器中的二极管连接负载,使输入级的输入管与负载管驱动信号互补,实现反相器零静态电流,并弱化了功耗与摆幅的制约关系.基于TFT的电流公式,讨论了反相器中晶体管的宽长比对输出摆幅和功耗的影响,通过优化晶体管的宽长比进一步提高输出摆幅,降低电路功耗.在Silvaco软件中仿真验证结果表明:在相同的工艺条件下,与Pseudo-CMOS反相器相比,采用动态负载的三级架构反相器输出摆幅提高了13.13%,并显著降低了静态电流.
  • 频率分集极化MIMO雷达目标检测
    张新勋,周生华,刘宏伟 p11-16
    为了提高集中式多输入多输出(MIMO)雷达的目标检测性能,提出了一种频率分集极化MIMO雷达.该雷达的发射端采用频率分集和极化分集,接收端以变极化或者正交极化方式接收回波信号,并且基于目标极化散射特性优化设计发射极化和接收极化来进一步提高性能.基于奈曼-皮尔逊准则设计了检测算法,并推导了虚警概率和检测概率的近似计算公式.仿真结果表明:频率分集极化MIMO雷达的检测性能优于极化MIMO雷达和频率分集MIMO雷达,并且采用正交极化接收方式可以获得更好的检测性能.
  • 全双工中继协作下认知MIMO系统的自干扰收集
    鲍慧,李梦辉,赵伟 p17-22
    针对传统基于能量收集的全双工认知多输入多输出(MIMO)系统忽略自干扰对提高能量利用率的作用问题,建立了基于全双工MIMO的认知中继网络,通过能量收集技术进行自干扰收集.研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条件下,对传输信号协方差和功率划分因子进行联合优化.利用半定松弛算法将系统优化问题转化成凸优化问题,并结合注水功率算法分析得到最优解.仿真结果表明:与传统自干扰消除模式相比,所提方案在保证系统频谱效率的同时,系统能量效率还可提高13.9%;在自干扰收集模式下,与系统容量最大化方案相比,所提方案每传输1 bit信息可降低近0.1 J的功率消耗.
  • 一种改进的多模索引调制OFDM方案
    庄陵,刘胜珠,王光宇,戴蕾 p23-29
    为提高多模索引调制正交频分复用的能量效率,提出一种改进方案和相应的检测算法.该方案在不消耗能量的情况下能通过空载模式传递部分信息,还能通过改变空载模式与其他模式的比例来实现频谱效率和能量效率的兼顾.分析了空载模式对误比特率性能的影响,并据此对加入空载模式后的多模式星座进行优化;此外,提出改进的低复杂度最大似然检测算法,在不降低误比特率性能的前提下进一步降低多模方案的检测复杂度.仿真结果表明:在瑞利衰落信道下,当误比特率为1×10-5,频谱效率为1.75,2.00,3.00,4.00 bit/s/Hz时,所提方案分别取得了6.0,3.7,3.4,1.7 dB的信噪比增益.
  • 基于特征值谐振的PSWFs正交脉冲检测方法
    钟佩琳,康家方,苏伟,王红星 p30-34
    针对正交脉冲通信系统采用相关解调检测方法,存在对同步偏差敏感、需存储模板脉冲信号的问题,根据椭圆球面波函数(PSWFs)脉冲谐振机理,以微分定义式的特征值为检测参数,从多路叠加脉冲中筛选检测出对应特征脉冲上加载的信息,提出一种基于特征值谐振的PSWFs正交脉冲检测方法.仿真结果表明:对比基于波形相关的解调检测方法,提出的检测方法虽在理想同步条件下误码性能略差,但对同步精度要求很低,在非理想同步条件下展现出很低的解调误码率,且不再须要提前存储模板脉冲,解决了传统相关接收方法存在的问题;该检测方法的适用性并不局限于PSWFs脉冲,可推广用于其他类型的非正弦信号.
  • 基于改进Logistic相位扰码的抗截获通信
    倪磊,达新宇,胡航,梁源 p35-40
    为进一步提高卫星信号的隐蔽性能,结合加权分数阶傅里叶变换(WFRFT)的星座混淆特性与混沌映射轨迹的抗截获特性,提出一种基于混沌加密的卫星物理层安全调制方案.通过扩展WFRFT加权项参数,增加了卫星信号处理的多样性,在此基础上引入逻辑斯蒂(Logistic)相位扰码,提高了信息破解的难度,利用改进型Logistic映射方法生成相位旋转因子.仿真结果表明:所提出的加密调制方法在保持原WFRFT信号的星座特征和统计特性的基础上,具有更好的抗截获特性,窃听者误码率始终保持在0.5左右.
  • 车联网协作通信移动接入点选择算法
    王丽君,颜佳,韩涛,邓德祥 p41-45
    考虑车联网节点高速运动导致的频繁切换和通信中断问题,提出了基于移动接入点的车联网模型,在基于移动接入点的协作通信5G无蜂窝车联网方案中,给出了选择车辆担任协作移动接入点的三个简单有效的原则,以构建5G无蜂窝移动接入网络.仿真实验比较了不同移动接入点选择方法下移动接入点的空间特性分布以及系统的连通性,并给出不同要求下的最佳方案.理论分析和仿真结果表明:采用基于距离的移动接入点选择算法,相比简单的随机移动接入点选择方法,提高了车联网的连通性,而基于顺序的移动接入点选择算法则能提供最好的负载均衡特性.
  • 柱塞副微运动轨迹及微倒角对其影响分析
    王克龙,姜继海,汪泽波,孙毅 p46-51
    针对轴向柱塞泵柱塞副由于接触造成的磨损问题,建立了柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值仿真模型,在此基础上分析了柱塞在缸体孔内微运动轨迹及柱塞与缸体接触状态.提出了柱塞微深度倒角的结构改进措施,通过仿真对比了不同尺寸倒角对接触程度的影响.结果表明:微深度倒角有利于减少柱塞与缸体孔的接触,倒角深度对减少接触的作用比倒角长度更加明显;所提出的数值模型和改进措施有利于实现柱塞泵的优化设计,通过降低柱塞副的磨损最终提高柱塞泵的寿命和可靠性.
  • 粉末冶金复合材料水润滑条件下的摩擦学性能
    史伟杰,赵海霞,罗小辉,张永涛 p52-56
    针对水液压元件摩擦副润滑困难、使用寿命短等方面的不足,制备了一种以316L不锈钢粉末冶金材料为基体、含有纳米金刚石颗粒悬浮液填充孔隙的复合材料,在水润滑条件下对复合材料和碳纤维增强聚醚醚酮(CFRPEEK)进行了端面摩擦磨损试验,并将其与316L不锈钢材料、316L粉末冶金材料、316L粉末冶金材料+润滑油进行了对比,研究了复合材料的摩擦学性能.结果发现:在500 r/min转速、400 N外载荷下,复合材料和CFRPEEK配对的平均摩擦因数为0.027,CFRPEEK的磨损率为0.128×10-16 m3/(N•m),均小于其余三种配对方式,表明复合材料具有较好的摩擦学性能.复合材料表面产生了抛光效应,主要磨损机理为犁削效应;配对的CFRPEEK磨损机理为犁削机理,纳米金刚石颗粒的加入有效抑制了塑性变形的发生.
  • 基于浮力驱动系统的低功耗升沉运动控制策略
    杨友胜,杨翊坤,穆为磊,邢世琦 p57-62
    针对地转海洋学实时阵列(ARGO)浮标的无动力升沉运动,提出了一种新型ARGO浮标混合浮力驱动技术(HBAT),介绍了其组成及工作原理;在分析ARGO浮标及HBAT特性的基础上,建立了ARGO浮标的数学模型.以降低下潜功耗、提升动态特性为目标,对多种浮力驱动控制器的动态特性及功耗进行了对比分析;同时,以上浮功耗最低为目标,对不同最大工作压差下的上浮运动中的功耗进行了分析.结果表明:在下潜运动中,模糊PID(比例-积分-微分)控制器在负载扰动下具有较好的动态特性与功耗特性,能够适应海洋复杂多变的环境,提升ARGO浮标工作性能;而在上浮运动过程中,当齿轮泵的最大工作压差为9.2 MPa时,浮力驱动系统的功耗最低,约为2.023 W•h.
  • 小斜视多子阵合成孔径声呐Chirp Scaling成像算法
    吴浩然,佟怡铄,唐劲松,钟何平 p63-68
    为了解决现有多子阵合成孔径声呐成像算法在小斜视下没有考虑斜视带来的时延和多普勒频率改变,从而导致成像效果不佳的问题,提出一种小斜视多子阵合成孔径声呐Chirp Scaling成像算法.建立了斜视多子阵合成孔径声呐的精确距离史模型,并将其近似成单基斜视距离史,再引入一个修正项以修正近似误差. 通过对回波信号补偿修正项对应的相位和时延,就可以将斜视多子阵信号转变为斜视单基信号,从而能够借鉴已有的斜视单基Chrip Scaling成像算法.通过对比现有算法和所提出算法处理斜视仿真数据和实测数据的结果,验证了所提出算法的有效性和正确性.
  • 基于KF和虚拟技术的最优盲水声信道均衡算法
    杨光,葛威,韩笑,郑茂醇 p69-72
    为了准确估计水声信道的多途数和多途时延,将虚拟技术和卡尔曼滤波(KF)盲自适应算法相结合,提出基于虚拟技术和KF的盲自适应水声信道均衡算法.采用虚拟技术将多途干扰和系统电噪声虚拟成环境噪声,基于最小均方误差(MMSE)准则下KF的最优估计特性,实现水声数据传输在信道环节的最优盲估计.短途水声通信试验(收发节点水平距离14 m,载波频率10 kHz,采样频率100 kHz,码元速率64.5 bit/s)和长途水声通信试验 (收发节点水平距离5 km,载波频率6 kHz,采样频率48 kHz,码元速率11.8 bit/s) 结果验证了所提算法的有效性.
  • 楔形体入水冲击中的壁面效应分析
    于鹏垚,张博然,赵勇,王天霖 p73-78
    为了分析楔形体入水冲击中壁面的影响,采用有限体积法和重叠网格技术建立了楔形体在有限流域入水冲击下的数值模型.通过不同网格密度和时间步长下冲击载荷的比较,论证了数值模型的收敛性.通过与文献结果的对比,验证了数值模型的正确性.利用已验证的数值模型,分析了流域宽度和深度对冲击载荷的影响.将有限流域和无限流域入水冲击载荷的无因次比值定义为壁面效应,进而分析了冲击速度和底升角对壁面效应的影响.结果表明:深度和宽度方向的壁面效应会增大楔形体的入水冲击载荷,冲击速度对壁面效应影响较小,底升角越小的楔形体,深度方向的壁面效应越明显.
  • 闸门运动对溃坝波越堤过程的影响研究
    赵西增,童晨奕,徐天宇,聂隆锋 p79-85
    通过物理模型实验和数值模拟相结合的方式,精细化模拟了溃坝波翻越潜堤的过程.基于纳维-斯托克斯方程的双液相黏性流模型开展数值模拟,分析实验过程中闸门运动对溃坝波越堤过程的影响,重点分析溃坝的流速、水位、传播速度、上下游交界面形态,并通过与最新的实验结果的比较验证了模型的有效性.结果表明:有闸门的数值模拟结果要比无闸门的更接近实验结果,且闸门运动速度越大,溃坝波传播越快,上下游交界面形态也越规则;下游水位峰值、上游流速、下游堤前及堤顶流速峰值随着闸门速度的增加而变大,而堤后流速则随着闸门速度的增大而减小.
  • 半盖挖法偏压基坑中立柱受力与变形特征
    刘守花,阳军生,鬲浩然,肖育斐 p86-91
    以长沙地铁4号线砂子塘站基坑工程为背景,综合采用数值计算、现场实测和理论分析相结合的方法,分析半盖挖法偏压基坑中立柱受力与变形特征.结果表明:半盖挖法偏压基坑中立柱变形和受力不仅受基坑开挖降水和外部荷载影响,地形偏压荷载对中立柱影响也不容忽视.半盖挖法偏压基坑中立柱变形、受力呈现出特殊性:中立柱水平向地形较低侧变形,且沿竖向呈鼓肚型变形模式;中立柱回弹值均不超过开挖深度的0.05%;中立柱轴向承受弯矩和压力共同作用.
  • 高温效应下MgO-矿粉/粉煤灰固化土强度预测
    王东星,高向雲,邹维列,王协群 p92-97
    引入活性MgO-矿粉/粉煤灰胶凝材料对黏土进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验,开展养护温度、固化剂掺量及配合比等多因素影响下固化黏土抗压强度演变规律研究,评价既有强度预测模型对于考虑温度作用的活性MgO-矿粉/粉煤灰固化黏土的适用性,根据现有试验结果提出了一种基于室内标准养护温度(约20℃)预测高温养护(以40℃和60℃为例)试样强度发展过程的方法.结果表明:高温养护不仅能有效提高试样早期强度,还可显著提高其长期强度;活性MgO-矿粉混合料固化效果明显优于活性MgO-粉煤灰,现有水泥固化黏土强度预测模型并不适用于高温作用下活性MgO-矿粉/粉煤灰固化黏土;针对高温养护试样抗压强度预测所提出的标准化处理方法被证实有效可行,40℃和60℃养护试样强度预测值与实测值拟合相关系数分别高达0.981和0.983.
  • 基于EMI技术的混凝土冲击损伤演化特性
    林越翔,彭立敏,雷明锋,叶艺超 p98-103
    采用压电阻抗(EMI)技术探究了C50混凝土在冲击荷载作用下的损伤演化特性,并基于EMI技术与动态弹性模量测试原理之间的内在联系,设置了平行对照试验,验证了EMI技术应用于混凝土冲击损伤监测的敏感性与准确性.在此基础上,针对不同损伤程度的试件进一步开展劈裂抗拉强度试验,揭示基于EMI测试技术的损伤量—— 电导信号的均方根偏差值(RMSD)与混凝土宏观力学参数之间的经验关系.损伤测试试验结果表明:EMI技术能够很好地实现对混凝土试件损伤发展状态的监测,并且可根据RMSD值的变化特点,给出试件失效的预警信息.力学强度试验结果显示:在具体边界条件下,混凝土试件的劈裂抗拉强度将随RMSD值呈指数型下降,可据此对试件的承载能力做出定量的评估与预测.
  • 工字形截面钢板组合剪力墙抗震性能试验
    武海鹏,曹万林,董宏英 p104-108
    为研究工字形截面钢管混凝土边框钢板组合剪力墙的抗震性能,进行了3个试件在轴向压力和水平往复荷载作用下的低周反复荷载试验,分析了腹板墙体内藏单钢板、内藏单钢板及钢筋暗撑、外包双钢板等不同构造对其抗震性能的影响.试验研究表明:设置钢筋暗撑可提高工字形截面钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙的承载力、变形和耗能能力,但用钢量相对较大;将内藏钢板及分布钢筋等含钢率转换为外包双钢板后,其承载力、刚度有所降低,但变形能力有较大增强;工字形截面钢管混凝土边框钢板组合剪力墙具有良好的屈服机制和多道抗震防线,适用于高层及超高层建筑抗震设计.
  • 冻融损伤钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究
    郑山锁,荣先亮,张艺欣,董立国 p109-114
    为研究冻融损伤钢筋混凝土(RC)剪力墙的滞回特性,通过试验回归与理论分析相结合的方法,对8榀冻融损伤RC剪力墙拟静力试验结果进行分析.综合考虑冻融损伤参数与轴压比对极限功比指数和不同受力状态下RC剪力墙承载力及变形的影响,建立了冻融损伤RC剪力墙构件极限功比指数与骨架曲线特征点参数计算模型.考虑强度衰减、刚度退化以及捏缩效应,采用两折线模型表示滞回环卸载段刚度变化,建立了冻融损伤RC剪力墙构件恢复力模型,并与试验墙进行了模拟对比,从滞回曲线与累积滞回耗能两个方面验证了模型的准确性.
  • 采用变阻尼式TMD的钢框架结构振动台试验
    赵祥,宋治辰,周铁钢,梁增飞 p115-120
    提出了一种新型变阻尼式调谐质量阻尼器(TMD),并将该阻尼器安装在两层单跨的钢框架模型结构上.通过对比无控状态、传统TMD控制状态、变阻尼式TMD控制状态下钢框架结构的动力响应,分析了变阻尼式TMD在Kobe波、Taft波和兰州波激励下的减震控制效果.试验结果表明:变阻尼式TMD可降低结构的自振频率并延长周期,采用变阻尼式TMD减震装置后,加速度响应最大可降低41.32%,位移响应最大可降低62.07%,最大减震效果较传统TMD提高了9%,且随着地震动峰值的增加,减震装置的控制效果越显著.
  • 再生沥青微观结构对流变性能的影响
    林梅,李萍,念腾飞,魏西应 p121-126
    为揭示再生沥青的再生机理及效果,基于灰熵关联分析法,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电镜扫描(SEM)和动态剪切流变(DSR)测试,探讨了老化与再生沥青流变特性参数和特征官能团含量的变化情况及关联程度,并对其微观形貌进行表征对比.研究结果表明:沥青老化后,FTIR谱图中 基团与 基团指数明显增大,芳香分和非对称脂肪族化物指数含量减少;添加再生剂后,再生沥青的特征官能团含量变化与老化沥青呈相反趋势;复数模量降低,相位角升高;温度是影响沥青抗车辙性能和抗疲劳性的重要因素,抗车辙因子和疲劳因子均随温度的升高呈现幂指数衰减形式.沥青老化后微观特征由光滑形貌向密集褶皱转变,加入再生剂后基本恢复至光滑形貌.基于灰熵关联分析得出:再生沥青化学组分变化对高温流变特性参数影响程度,由大到小的排序依次为羰基、亚砜基、芳香族化合物、非对称脂肪族化合物.
  • 循环冲击对围压作用下砂岩特征的影响
    于洋,徐倩,刁心宏,晏志禹 p127-132
    利用带围压装置的分离式霍普金森压杆系统对砂岩试样进行不同围压下的循环冲击试验,探讨了冲击应变波的波形特征,并对围压与应力应变、损伤因子等物理量间的关系进行了分析.结果表明:透射波在砂岩试件中传播时存在明显的非线性,并可计算得到砂岩中冲击波的形成距离;砂岩在无围压作用下发生脆性破坏,有围压时表现出明显的弹塑性特征.当围压一定时,应力-应变曲线的上升段斜率随冲击次数增加而减小;当围压增大时,不同冲击次数下的应力-应变曲线差异减小;砂岩损伤因子随平均应变率增大呈幂函数增长,且二者均随围压增加呈现出良好的规律性.

主管:教育部

主办:华中科技大学

主编:李元元

刊号:ISSN 1671-4512

   CN 42-1658/N

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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