基于伴随方法、梯度增强Kriging方法的涡扇发动机进气道减噪高效优化方法 被引量：4

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作者 邱昇 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第19期289-295,共7页

发动机进气道减噪优化设计问题中涉及大量设计变量,使用常规的Kriging模型来求解时计算量巨大,且计算效率低下。为了高效设计低噪声进气道,首次发展了用于管道声学问题的声传播方法、伴随方法、梯度增强Kriging方法的混合方法,提出了一... 发动机进气道减噪优化设计问题中涉及大量设计变量,使用常规的Kriging模型来求解时计算量巨大,且计算效率低下。为了高效设计低噪声进气道,首次发展了用于管道声学问题的声传播方法、伴随方法、梯度增强Kriging方法的混合方法,提出了一套基于声学伴随方法和梯度增强代理模型的高效优化设计框架。利用伴随方法高效求解设计变量的梯度信息;并加入Kriging代理模型中,显著提高了代理模型的精度;阐述了梯度增强Kriging方法和伴随混合方法在低噪声涡扇发动机进气道设计中的应用潜力。首先通过两个标准函数,测试了梯度增强的Kriging方法的寻优性能。最后,应用发展的混合方法进行了高达24个设计变量的典型进气道低噪声设计。结果表明,在额外的梯度信息下,混合方法可设计出满足气动性能约束的低噪声进气道,验证了设计框架的有效性和高效率。 展开更多

关键词 气动声学 伴随方法 梯度增强kriging方法 进气道 减噪优化设计

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基于梯度增强Kriging方法的水下航行器结构优化设计 被引量：2

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作者 陈力铭 邱浩波 高亮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期79-85,共7页

[目的]船舶结构优化设计过程通常涉及对高精度数值仿真进行响应分析,其耗时特性决定了可调用的仿真次数十分有限,使得优化过程受到限制。为了探索基于梯度增强Kriging代理模型的高效设计优化方法,缩短设计周期,节省设计成本,提出基于缩... [目的]船舶结构优化设计过程通常涉及对高精度数值仿真进行响应分析,其耗时特性决定了可调用的仿真次数十分有限,使得优化过程受到限制。为了探索基于梯度增强Kriging代理模型的高效设计优化方法,缩短设计周期,节省设计成本,提出基于缩减型梯度增强Kriging的加点策略,仅在有实际改进的采样位置进行梯度计算,以减少仿真调用次数。[方法]首先,使用多起点局部优化算法搜索改进期望函数的若干局部最优解作为候选加点位置;然后,计算相应的近似驻点概率,并根据改进期望值和近似驻点概率值的一致程度来确定加点位置,从而提高优化效率;最后,针对某水下航行器结构进行优化设计,以提高其水下无约束自由振动时的第7阶固有频率为目标,对所提方法的可行性进行验证。[结果]结果表明,优化后的固有频率值与基准型相比提升了14.6%,方法的可行性得到验证。[结论]所提方法可以将基于梯度增强Kriging代理模型的优化方法泛化至梯度信息只能通过有限差分法获取的场景。 展开更多

关键词 船舶结构优化 基于代理模型的优化 梯度增强kriging

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梯度增强的Kriging模型与Kriging模型在优化设计中的比较研究 被引量：8

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作者 刘俊 宋文萍 +1 位作者 韩忠华 王乐 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期819-826,共8页

在许多工程优化设计问题中,由于需要采用费时的数值模拟方法获得目标函数和约束函数值,出现了优化时间过长、优化难度大的问题。为了提高设计效率,缩短优化设计周期,代理模型方法受到人们的欢迎。近些年来,为了进一步提高设计效率,人们... 在许多工程优化设计问题中,由于需要采用费时的数值模拟方法获得目标函数和约束函数值,出现了优化时间过长、优化难度大的问题。为了提高设计效率,缩短优化设计周期,代理模型方法受到人们的欢迎。近些年来,为了进一步提高设计效率,人们在传统代理模型基础上又发展了一些更高效、预测精度更高的新型代理模型,如变可信度模型、梯度增强的代理模型等。为了研究新型代理模型在优化设计中的优化效率和优化效果,首先结合代理模型、多点加点准则及多种传统优化算法,发展了一套适用于代理模型、梯度增强的代理模型的通用优化算法框架,基于该框架,采用典型的数值算例对当前应用较为广泛的Kriging模型和近些年来发展的梯度增强的Kriging模型进行了对比研究。结果显示,在假定目标函数的梯度与目标函数计算量相同的情况下,采用梯度增强的Kriging模型得到的优化结果在绝大多数情况下都优于采用Kriging模型得到的结果。最后,应用翼型设计算例对两种代理模型进行了对比,其中目标函数的梯度采用与目标函数本身计算量基本一致的Adjoint方法获得;结果显示,梯度增强的Kriging模型表现优于Kriging模型。 展开更多

关键词 优化设计 代理模型 kriging模型 梯度增强的kriging模型 气动优化设计

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光照不均图像增强方法综述 被引量：127

4

作者 梁琳 何卫平 +2 位作者 雷蕾 张维 王红霄 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第5期1625-1628,共4页

针对图像采集过程中因环境光照不佳或物体表面采光不均等原因造成的图像光照不均问题,分析了几类常用的增强方法,包括以直方图均衡化方法为代表的灰度变换法、基于照明—反射的同态滤波法、Retinex增强方法以及梯度域增强方法,对比了这... 针对图像采集过程中因环境光照不佳或物体表面采光不均等原因造成的图像光照不均问题,分析了几类常用的增强方法,包括以直方图均衡化方法为代表的灰度变换法、基于照明—反射的同态滤波法、Retinex增强方法以及梯度域增强方法,对比了这几种方法的处理效果,指出了这些方法各自的适用范围。最后给出了光照不均问题解决方法的改进方向。 展开更多

关键词 光照不均 图像增强 直方图均衡 同态滤波 Retinex方法 梯度域

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功能梯度石墨烯增强复合板的自由振动分析 被引量：5

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作者 罗东晖 黄友钦 杨振宝 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第26期10674-10682,共9页

通过Halpin-Tsai模型来预测功能梯度石墨烯纳米增强复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)板的有效弹性模量,并根据混合律确定板的质量密度和泊松比。进一步基于一阶剪切变... 通过Halpin-Tsai模型来预测功能梯度石墨烯纳米增强复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)板的有效弹性模量,并根据混合律确定板的质量密度和泊松比。进一步基于一阶剪切变形板理论和四边形四节点等参元建立用有限元方法求解计算的模型来分析该复合结构的自由振动特性,通过与文献结果对比验证了方法的有效性和可靠性。研究表明,在聚合物板中掺入少量(质量占比g=1%)石墨烯纳米片(graphene nanoplatelets,GPLs)就可使板的自振频率提高1倍。选用表面积更大、厚度更薄的GPLs可更有效地增强聚合物板,且应尽量选用正方形的GPLs。而在板的顶层和底层掺入更多GPLs可提高增强效率,但该模式下参数变异性对动力特性的影响也较大。GPLs的弹性模量、质量密度对自振频率的影响大于基体材料的相应参数。固支边界时板的频率较高而一边固支三边自由时频率较低,而不同边界条件下各材料参数对自振频率的影响规律接近。 展开更多

关键词 功能梯度石墨烯增强复合板 自由振动 有限元方法 参数分析

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Kriging与改进一次二阶矩融合的可靠性分析方法 被引量：12

6

作者 袁修开 孔冲冲 顾健 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期150-156,共7页

针对结构可靠性分析问题,提出了Kriging与改进一次二阶矩方法相融合的分析方法。传统的改进一次二阶矩需要计算结构功能函数的梯度信息,在处理包含有限元模型的隐式极限状态问题时会比较困难。该方法将Kriging代理模型与改进一次二阶矩... 针对结构可靠性分析问题,提出了Kriging与改进一次二阶矩方法相融合的分析方法。传统的改进一次二阶矩需要计算结构功能函数的梯度信息,在处理包含有限元模型的隐式极限状态问题时会比较困难。该方法将Kriging代理模型与改进一次二阶矩迭代有效而充分地结合,借助Kriging方法提供功能函数的梯度信息,以解决隐式极限状态函数的求导难题,提高分析效率。通过数值与工程算例验证了所提方法的可行性和高效性。 展开更多

关键词 可靠性 kriging方法 改进一次二阶矩 梯度计算 失效概率

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自适应分数阶微分在图像纹理增强中的应用 被引量：41

7

作者 汪成亮 兰利彬 周尚波 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期32-37,共6页

针对目前只能通过人为实验指定最佳分数阶微分阶数的现状,为了节省大量人工寻求最佳分数阶微分阶数的时间,研究并提出了可以依据掩模窗口大小、G-L公式、图像梯度特征和人眼视觉特性等理论的能够自动生成分数阶微分阶数的新方法,基于该... 针对目前只能通过人为实验指定最佳分数阶微分阶数的现状,为了节省大量人工寻求最佳分数阶微分阶数的时间,研究并提出了可以依据掩模窗口大小、G-L公式、图像梯度特征和人眼视觉特性等理论的能够自动生成分数阶微分阶数的新方法,基于该自适应阶数,设计并实现了对应的算子掩模。采用了信息熵、平均梯度等图像纹理特征评价参数做定量分析和实验验证,结果表明,该方法对任意灰度图像可以得到连续变化的增强效果,接近于最佳分数阶微分增强效果,符合人们的视觉感受,是有效的图像纹理增强方法。 展开更多

关键词 分数阶微分阶数 掩模 梯度方法 视觉特性 图像纹理增强

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基于二维Otsu准则的自适应分数阶微分的图像增强算法 被引量：6

8

作者 李博 谢巍 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期794-800,共7页

针对传统的分数阶微分应用于图像增强中会在强化图像边缘的时候忽视了图像的纹理,或者在保留更多图像纹理的同时弱化了图像边缘等不足,本文提出一种可以根据像素点的动态梯度来自适应调整分数阶微分阶次的图像增强新方法.该方法引入改... 针对传统的分数阶微分应用于图像增强中会在强化图像边缘的时候忽视了图像的纹理,或者在保留更多图像纹理的同时弱化了图像边缘等不足,本文提出一种可以根据像素点的动态梯度来自适应调整分数阶微分阶次的图像增强新方法.该方法引入改进的二维Otsu准则,并结合图像的区域特征构造出自适应分数阶微分函数,进而求出与每一个像素点相对应的分数阶微分阶次.最后,实验结果表明该方法比较现有的方法可以更好的提取和增强图像边缘的同时,保留图像弱纹理和平滑区域,从而达到更佳的图像增强效果. 展开更多

关键词 分数阶微分 自适应算法 图像增强 梯度方法 OTSU 掩模 阶次

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热环境中黏弹性基体上FG-CNTRC Kirchhoff板的自由振动特性分析

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作者 吴栋 张大鹏 +1 位作者 于宝石 雷勇军 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期194-202,共9页

FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米... FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)空间梯度分布的数学表征,考虑环境温度与visco-Pasternak基体的热-力耦合效应,通过Kirchhoff板理论和能量变分原理构建了纳米增强复合结构振动控制方程,求解了四边简支板的特征频率。分析了CNTs特征参数及热-力耦合效应对结构固有频率的作用机制。研究表明,本构模型能有效表征CNTs尺度效应对结构动刚度的弱化作用。该效应同时抑制基体弹性参数对刚度的增益效果,但显著提升温度变化的敏感性。同时,结构往复振动的临界体积分数与基体阻尼参数呈正相关。 展开更多

关键词 非局部理论 Eshelby-Mori-Tanaka细观方法 碳纳米管增强复合材料 功能梯度板 visco-Pasternak基体

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AAR-Net:用于声学异质介质光声图像重建的深度神经网络

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作者 孙美晨 孙正 候英飒 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期278-289,共12页

在光声成像中,由于组织的吸收和扩散等引起的超声波衰减、由声速变化引起的相位偏差以及与声衰减相关的信号波形展宽都会降低图像的空间分辨率,针对该问题,提出一种基于深度学习的声学特性非均匀组织图像重建方法。通过将深度梯度下降(d... 在光声成像中,由于组织的吸收和扩散等引起的超声波衰减、由声速变化引起的相位偏差以及与声衰减相关的信号波形展宽都会降低图像的空间分辨率,针对该问题,提出一种基于深度学习的声学特性非均匀组织图像重建方法。通过将深度梯度下降(deep gradient descent,DGD)网络与U-Net相结合构建声伪影去除网络(acoustic artifacts removal network,AAR-Net)。DGD模块利用梯度信息减少非均匀声学特性对重建图像质量的影响,实现信号域到图像域的转换。U-Net模块实现对DGD模块输出的低质量图像的优化,实现图像域到图像域的转换。仿真、仿体和在体试验结果表明,与传统的非学习图像重建方法和最新的基于图像后处理的深度学习方法相比,采用该方法重建的图像结构相似度和峰值信噪比分别可提高约20%和10%。AAR-Net无需任何有关成像对象声学特性的先验知识,即可重建高质量图像。 展开更多

关键词 图像重建 图像增强 光声光谱成像 声学特性 反射 深度学习 深度神经网络 梯度方法

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自然光图像反射分量分离 被引量：3

11

作者 张潇云 邹北骥 +1 位作者 李玲芝 向遥 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期126-133,共8页

针对传统方法不能直接去除自然光图像高光的问题,提出了一种基于多通道梯度一致性的反射分量分离方法.首先依据多通道梯度一致性检测同质高光像素、并构建反射分量分离张量.然后用反射分量分离张量对图像梯度进行变换,将其分解为镜面反... 针对传统方法不能直接去除自然光图像高光的问题,提出了一种基于多通道梯度一致性的反射分量分离方法.首先依据多通道梯度一致性检测同质高光像素、并构建反射分量分离张量.然后用反射分量分离张量对图像梯度进行变换,将其分解为镜面反射分量梯度和漫反射分量梯度.最后从漫反射分量梯度重构出估计的漫反射分量.实验结果表明该算法可直接去除自然光图像高光而不需预先估计光源色度,简化了自然光图像反射分量分离过程,并能更准确地去除归一化图像的高光. 展开更多

关键词 算法 计算机视觉 彩色图像处理 图像增强 梯度方法

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高分子注塑成型产品质量关键工艺参数的多目标优化设计 被引量：4

12

作者 孙政 李俊 +4 位作者 王卓成 薄翠梅 张云 姚科 高福荣 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期483-491,共9页

针对注塑成型(PIM)关键工艺参数操作不佳易引起产品质量缺陷问题,提出一种基于梯度增强型Kriging(GEK)模型的注塑工艺参数多目标优化设计方法。针对空调外罩注塑成型过程,根据工艺参数和质量指标开展七因子三水平的正交实验设计,并采用M... 针对注塑成型(PIM)关键工艺参数操作不佳易引起产品质量缺陷问题,提出一种基于梯度增强型Kriging(GEK)模型的注塑工艺参数多目标优化设计方法。针对空调外罩注塑成型过程,根据工艺参数和质量指标开展七因子三水平的正交实验设计,并采用Moldflow软件进行模流分析计算,通过信噪比分析和方差分析选取影响产品质量的主要参数;基于GEK模型理论建立质量指标预测模型,采用多目标差分进化(MODE)算法以质量缺陷和周期时间最小化为目标搜寻全局最优解;将最优设计参数带回Moldflow软件进行模拟验证。结果表明翘曲量、体积收缩率和周期时间分别降低0.88%、4.68%和14.81%,大幅度提升了产品质量和生产效率。 展开更多

关键词 高分子注塑成型 正交实验设计 梯度增强型kriging模型 多目标差分进化算法 质量缺陷分析

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