在实际应用中互连结构的导体是有损耗的,在低频时其趋肤深度会很大,电流会渗入导体内部并覆盖整个导体横截面,这时传统上采用完全电导体(Perfect Electric Conductor,PEC)近似或采用表面阻抗计入损耗的单一区域形式的积分方程可能不再有...在实际应用中互连结构的导体是有损耗的,在低频时其趋肤深度会很大,电流会渗入导体内部并覆盖整个导体横截面,这时传统上采用完全电导体(Perfect Electric Conductor,PEC)近似或采用表面阻抗计入损耗的单一区域形式的积分方程可能不再有效,因此在积分方程法中需要采用双区域积分方程形式来描述.在低频时电场积分方程(Electric Feld Integral Equation,EFIE)容易出现崩溃现象,为此人们提出了采用增强电场积分方程(Augmented Electric Field Integral Equations,AEFIEs)来解决单一导体或介质结构中的低频崩溃问题.文章将有损导体视为可穿透的介质物体,提出了采用双区域增强混合场积分方程(Augmented Hybrid Field Integral Equations,AHFIEs)来解决有耗导体互连结构的低频崩溃问题.混合场积分方程(Hybrid Field Integral Equations,HFIEs)由描述导体外部的EFIE和描述导体内部的磁场积分方程(Magnetic Field Integral Equation,MFIE)组成.由于磁荷密度出现在HFIEs的L算子中,文章将磁荷密度作为新的独立未知函数并引入磁流密度连续性方程作为附加约束方程描述导体部分,对互连结构中任意可穿透的介质部分则采用体积分方程(Volume Integral Equations,VIEs)描述,将2类方程通过场耦合结合起来便建立了整个结构的双区域增强体-面积分方程(Augmented Volume-Surface Integral Equations,AVSIEs).基于AEFIEs的传统方法只能求解包含PEC和各向同性及均匀介质衬底的封装结构,而文章提出的基于AVSIEs的方法可以求解包含有损耗的导体和任意性质的介质衬底的封装结构,因而大大增强了求解此类问题的能力.AVSIEs采用矩量法求解,其中RWG(Rao-Wilton-Glisson)基函数用来表示增强混合场积分方程(AHFIEs)中的表面电流密度和表面磁流密度,而SWG(Schaubert-Wilton-Glisson)基函数则用来表示体积分方程(VIEs)中的体电流密度或体磁流密度,脉冲基函数用来表示AHFIEs中的电荷密度和磁荷密度.文章通过数值算例验证了提出方法的有效性和优越性.展开更多
针对输油气管道的故障种类多、现场数据无法长期有效保存等问题,提出了一种基于边缘计算和改进随机向量函数链接(random vector functional-link,RVFL)网络的输油气管道故障分类方法。该方法扩展了监控和数据采集(supervisory control a...针对输油气管道的故障种类多、现场数据无法长期有效保存等问题,提出了一种基于边缘计算和改进随机向量函数链接(random vector functional-link,RVFL)网络的输油气管道故障分类方法。该方法扩展了监控和数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统的功能,使其可以存储和访问大量的数据。首先,当输油气管道出现故障时,利用基于模糊似然函数的模糊聚类算法对故障发生前一段时间内的管道压力值进行聚类;然后,提取管道压力值密度特征,将其作为RVFL网络的增强节点,利用改进RVFL网络对故障进行分类。将改进RVFL网络部署在边缘计算模块中,对6种故障进行分类,其准确率可达到96.7%。展开更多
雨滴谱作为可以直接描述雨滴尺寸、数量等特征的高频次观测资料,广泛应用到对不同天气、不同类型雨滴变化的精细化评估分析中。本研究利用2019~2022年陕西地区雨滴谱资料,分析了5种天气环流影响下陕西降水总体特征、暴雨过程和非暴雨过...雨滴谱作为可以直接描述雨滴尺寸、数量等特征的高频次观测资料,广泛应用到对不同天气、不同类型雨滴变化的精细化评估分析中。本研究利用2019~2022年陕西地区雨滴谱资料,分析了5种天气环流影响下陕西降水总体特征、暴雨过程和非暴雨过程滴谱特征以及对流降水和层云降水滴谱特征。研究结果表明,雨强>5mm h^(-1)的降水对过程总雨量贡献度在各环流之间差异明显,不同直径区间雨滴数浓度及降雨率的贡献程度不同是形成总体特征差异的主要原因,例如,西南气流型多为长时间高浓度小雨滴形成稳定降水,西北气流型多为短时间高浓度大雨滴形成强降水。不同环流暴雨与非暴雨降水之间的滴谱差异特征进一步增大,高雨强降水对雨滴谱参量有明显促进作用。雨滴数浓度随直径变化的特征显示,各环流天气暴雨过程中雨强>5 mm h^(-1)的对流降水雨滴数量比例和直径谱宽普遍高于非暴雨降水。各环流类型的对流降水之间和层云降水之间的质量加权平均直径(Dm)—标准化截距参数(Nw)分布范围、量级等特征接近,差别在于平均值点及大值区位置。对比昭苏、珠海及帕劳岛等类似地区对流降水特征,陕西大部分对流降水偏向海洋性对流降水特征,少数大陆性对流降水多出现在平直气流型和西北气流型天气中。本研究基于上述分析,在传统雷达反射率因子(Z)—降水率(R)经验关系的基础上,通过雨滴谱参数优化拟合了陕西各环流降水的Z–R估测降水关系式,有助于提升当地不同天气场景下雷达估测降水的准确率。展开更多
文摘在实际应用中互连结构的导体是有损耗的,在低频时其趋肤深度会很大,电流会渗入导体内部并覆盖整个导体横截面,这时传统上采用完全电导体(Perfect Electric Conductor,PEC)近似或采用表面阻抗计入损耗的单一区域形式的积分方程可能不再有效,因此在积分方程法中需要采用双区域积分方程形式来描述.在低频时电场积分方程(Electric Feld Integral Equation,EFIE)容易出现崩溃现象,为此人们提出了采用增强电场积分方程(Augmented Electric Field Integral Equations,AEFIEs)来解决单一导体或介质结构中的低频崩溃问题.文章将有损导体视为可穿透的介质物体,提出了采用双区域增强混合场积分方程(Augmented Hybrid Field Integral Equations,AHFIEs)来解决有耗导体互连结构的低频崩溃问题.混合场积分方程(Hybrid Field Integral Equations,HFIEs)由描述导体外部的EFIE和描述导体内部的磁场积分方程(Magnetic Field Integral Equation,MFIE)组成.由于磁荷密度出现在HFIEs的L算子中,文章将磁荷密度作为新的独立未知函数并引入磁流密度连续性方程作为附加约束方程描述导体部分,对互连结构中任意可穿透的介质部分则采用体积分方程(Volume Integral Equations,VIEs)描述,将2类方程通过场耦合结合起来便建立了整个结构的双区域增强体-面积分方程(Augmented Volume-Surface Integral Equations,AVSIEs).基于AEFIEs的传统方法只能求解包含PEC和各向同性及均匀介质衬底的封装结构,而文章提出的基于AVSIEs的方法可以求解包含有损耗的导体和任意性质的介质衬底的封装结构,因而大大增强了求解此类问题的能力.AVSIEs采用矩量法求解,其中RWG(Rao-Wilton-Glisson)基函数用来表示增强混合场积分方程(AHFIEs)中的表面电流密度和表面磁流密度,而SWG(Schaubert-Wilton-Glisson)基函数则用来表示体积分方程(VIEs)中的体电流密度或体磁流密度,脉冲基函数用来表示AHFIEs中的电荷密度和磁荷密度.文章通过数值算例验证了提出方法的有效性和优越性.
文摘针对输油气管道的故障种类多、现场数据无法长期有效保存等问题,提出了一种基于边缘计算和改进随机向量函数链接(random vector functional-link,RVFL)网络的输油气管道故障分类方法。该方法扩展了监控和数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统的功能,使其可以存储和访问大量的数据。首先,当输油气管道出现故障时,利用基于模糊似然函数的模糊聚类算法对故障发生前一段时间内的管道压力值进行聚类;然后,提取管道压力值密度特征,将其作为RVFL网络的增强节点,利用改进RVFL网络对故障进行分类。将改进RVFL网络部署在边缘计算模块中,对6种故障进行分类,其准确率可达到96.7%。
文摘雨滴谱作为可以直接描述雨滴尺寸、数量等特征的高频次观测资料,广泛应用到对不同天气、不同类型雨滴变化的精细化评估分析中。本研究利用2019~2022年陕西地区雨滴谱资料,分析了5种天气环流影响下陕西降水总体特征、暴雨过程和非暴雨过程滴谱特征以及对流降水和层云降水滴谱特征。研究结果表明,雨强>5mm h^(-1)的降水对过程总雨量贡献度在各环流之间差异明显,不同直径区间雨滴数浓度及降雨率的贡献程度不同是形成总体特征差异的主要原因,例如,西南气流型多为长时间高浓度小雨滴形成稳定降水,西北气流型多为短时间高浓度大雨滴形成强降水。不同环流暴雨与非暴雨降水之间的滴谱差异特征进一步增大,高雨强降水对雨滴谱参量有明显促进作用。雨滴数浓度随直径变化的特征显示,各环流天气暴雨过程中雨强>5 mm h^(-1)的对流降水雨滴数量比例和直径谱宽普遍高于非暴雨降水。各环流类型的对流降水之间和层云降水之间的质量加权平均直径(Dm)—标准化截距参数(Nw)分布范围、量级等特征接近,差别在于平均值点及大值区位置。对比昭苏、珠海及帕劳岛等类似地区对流降水特征,陕西大部分对流降水偏向海洋性对流降水特征,少数大陆性对流降水多出现在平直气流型和西北气流型天气中。本研究基于上述分析,在传统雷达反射率因子(Z)—降水率(R)经验关系的基础上,通过雨滴谱参数优化拟合了陕西各环流降水的Z–R估测降水关系式,有助于提升当地不同天气场景下雷达估测降水的准确率。
