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基于机器学习方法的三维粒子重构技术 被引量：4
1
作者 朱浩然 高琪 +4 位作者 王洪平 廖相巍 赵亮 魏润杰 王晋军 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期88-93,共6页
通过三维粒子重构获取粒子场的分布情况是层析粒子图像测速的关键步骤,有限二维投影下的三维粒子重构是一个欠定的反问题,其精确解往往很难得到。一般情况下,可以通过优化方法得到近似解。为了获取质量更高的粒子场并用于层析粒子图像测... 通过三维粒子重构获取粒子场的分布情况是层析粒子图像测速的关键步骤,有限二维投影下的三维粒子重构是一个欠定的反问题,其精确解往往很难得到。一般情况下,可以通过优化方法得到近似解。为了获取质量更高的粒子场并用于层析粒子图像测速,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的粒子重构方法。所提出的技术可以从基于传统的代数重构技术(Algebraic Reconstruction Technique,ART)的方法所得到的粗略粒子分布中进一步提高粒子重构质量。与现有的基于ART的算法相比,新技术在重构质量方面有了显著的改进,可以有效剔除虚假粒子并更准确地还原粒子形状,并且在粒子浓度较稠密的情况下计算速度至少快了一个数量级。 展开更多
关键词 机器学习 粒子重构 层析粒子图像测速 卷积神经网络 重构质量
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势问题的复变量重构核粒子法
2
作者 陈丽 朱轶韵 程玉民 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期619-623,共5页
在重构核粒子法的基础上,引入复变量,提出复变量重构核粒子法,在构造形函数时采用一维基函数建立二维问题的修正函数。应用于势问题,具有计算量小、精度高的优点。数值算例证明了方法的有效性。
关键词 无网格法 重构核粒子法 复变量重构核粒子法 修正函数 势问题
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势问题的重构核粒子边界无单元法
3
作者 秦义校 程玉民 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期898-905,共8页
将重构核粒子法和势问题的边界积分方程方法结合,提出了势问题的重构核粒子边界无单元法。推导了势问题的重构核粒子边界无单元法的公式,研究其数值积分方案,建立了重构核粒子边界无单元法的离散化边界积分方程,并推导了重构核粒子边界... 将重构核粒子法和势问题的边界积分方程方法结合,提出了势问题的重构核粒子边界无单元法。推导了势问题的重构核粒子边界无单元法的公式,研究其数值积分方案,建立了重构核粒子边界无单元法的离散化边界积分方程,并推导了重构核粒子边界无单元法的内点位势的积分公式。重构核粒子法形成的形函数具有重构核函数的光滑性,且能再现多项式在插值点的精确值,所以该方法具有更高的精度。最后给出了数值算例,验证了所提方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 重构核粒子法 形函数 边界积分方程 势问题 POISSON方程 边界无单元法
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基于光滑粒子数值方法的坡面水动力过程模拟研究
4
作者 莫诗玙 田丽蓉 顾声龙 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第10期124-136,共13页
【目的】为模拟降雨后在不透水边界层上的坡面流水动力过程,【方法】建立了一种基于浅水方程(SWE)的降雨-径流模型(SWE-SPH-RR)。SWE-SPH-RR模型采用光滑粒子数值方法求解一维浅水方程,该数值方法通过改变流体粒子质量来模拟降雨输入,... 【目的】为模拟降雨后在不透水边界层上的坡面流水动力过程,【方法】建立了一种基于浅水方程(SWE)的降雨-径流模型(SWE-SPH-RR)。SWE-SPH-RR模型采用光滑粒子数值方法求解一维浅水方程,该数值方法通过改变流体粒子质量来模拟降雨输入,采用粒子重构技术实现了无需新的入流粒子来模拟坡面径流过程。利用该模型分别模拟了四个不透水边界层上的降雨-径流案例,分析了不同降雨强度和地形坡度等变量对坡面径流水动力学特性的影响。【结果】结果表明:无论是恒定降雨或非恒定降雨时,模型都能够较好地捕捉坡面上的急流、缓流现象,模拟值与试验值在出口流量或水深等方面具有较好的一致性,平均相对误差均在5%以内。在三种不同坡度组合的地形上施加降雨时,陡坡上产生的径流动量较大,与缓坡上的径流相遇时会在流量图中出现凸起现象,这与试验得到的结果趋势基本一致,说明该模型对于复杂地形和混合流态同样适用,能够准确建模并表现出良好的性能。对于出口流量结果中出现了少数的数值振荡问题,可能需要调整人工粘性项的参数,或是使用其他出流边界,以抑制振荡波的发生。【结论】该模型框架简单,计算结果合理准确,能够较好地模拟不同地形和降雨模式下的坡面流过程,具有一定的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 降雨 数值模拟 坡面水动力过程 光滑粒子数值方法(SPH) 浅水方程(SWE) 变质量粒子 粒子重构技术
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非自由声场中目标声源粒子速度场的重构 被引量：2
5
作者 周达仁 肖永雄 卢奂采 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第3期34-40,共7页
针对非自由声场中目标声源辐射粒子速度场的重构问题,提出了以单层粒子速度测量面为测量前端的重构方法。该方法以两组球面波扩展函数分别描述目标声源和干扰声源的辐射粒子速度场,通过求逆求解两组基函数的系数,同时也获得目标声源的... 针对非自由声场中目标声源辐射粒子速度场的重构问题,提出了以单层粒子速度测量面为测量前端的重构方法。该方法以两组球面波扩展函数分别描述目标声源和干扰声源的辐射粒子速度场,通过求逆求解两组基函数的系数,同时也获得目标声源的基函数系数,重构出目标声源辐射的粒子速度场。分别以球面声源和极端非球面声源作为干扰声源,重构出球面目标声源辐射的粒子速度场,对所提方法进行数值仿真验证。在全消声室中以两个扬声器作为声源,使用P-U探头采集非自由场的粒子速度信息,重构出目标扬声器声源的辐射粒子速度场。结果表明:该方法能以较高的精度重构出球面和非球面声源干扰下的目标声源的辐射粒子速度场,球面声源作为干扰声源时的重构精度更高。 展开更多
关键词 声学 粒子速度重构 非自由声场 近场声全息 P-U探头
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复合材料层合板自由振动的插值型重构核粒子法 被引量：1
6
作者 李情 陈莘莘 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1356-1360,I0031,共6页
基于一阶剪切理论,利用插值型重构核粒子法对复合材料层合板的自由振动进行了数值分析。由于插值型重构核粒子法的形函数具有离散点插值性和全域高阶光滑性,可直接施加本质边界条件,保证计算精度。通过本文给出的方法,对不同边界条件、... 基于一阶剪切理论,利用插值型重构核粒子法对复合材料层合板的自由振动进行了数值分析。由于插值型重构核粒子法的形函数具有离散点插值性和全域高阶光滑性,可直接施加本质边界条件,保证计算精度。通过本文给出的方法,对不同边界条件、不同材料参数、不同边厚比的层合板的振动频率进行了计算,并与已有文献的结果进行了对比,其相对误差均在4%以内,典型算例的计算验证了本文方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 层合板 自由振动 一阶剪切理论(FSDT) 插值型重构核粒子法
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基于交叉熵的粒子群优化算法 被引量：4
7
作者 张娜 贺兴时 屈思凡 《西安工程大学学报》 CAS 2020年第4期106-112,共7页
为解决粒子群优化算法易于陷入局部最优,早熟收敛,以及对高维复杂函数寻优精度差等弊端,提出一种基于交叉熵的粒子群优化算法(CEPSO)。在粒子群优化算法全局最优值的更新过程中加入交叉熵算法,使得粒子能更高效地收敛到全局最优位置,提... 为解决粒子群优化算法易于陷入局部最优,早熟收敛,以及对高维复杂函数寻优精度差等弊端,提出一种基于交叉熵的粒子群优化算法(CEPSO)。在粒子群优化算法全局最优值的更新过程中加入交叉熵算法,使得粒子能更高效地收敛到全局最优位置,提升了算法对高维复杂函数的求解能力;为保持种群多样性,避免早熟收敛,定义了替换概率并增加高斯扰动以实现粒子重构;通过仿真实验,对CEPSO算法、传统粒子群优化算法及其他3种改进的粒子群优化算法进行比较,结果显示CEPSO算法具有更好的全局搜索能力及收敛性能。 展开更多
关键词 交叉熵算法 粒子群优化算法 粒子重构策略 替换概率
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基于RKPM的海洋平台结构在燃爆载荷作用下响应特性研究 被引量：1
8
作者 刘成名 田雨 +1 位作者 任慧龙 梁园华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期49-55,共7页
海洋平台作为海上石油开发基础设施,在作业中易发生油气泄漏爆炸事故。针对燃爆作用下结构响应特性问题,依据重构核粒子法分析典型海洋平台生活楼结构在燃爆载荷作用下的响应特性。首先依据壳体弹塑性理论及塑性返回算法,建立了燃爆载... 海洋平台作为海上石油开发基础设施,在作业中易发生油气泄漏爆炸事故。针对燃爆作用下结构响应特性问题,依据重构核粒子法分析典型海洋平台生活楼结构在燃爆载荷作用下的响应特性。首先依据壳体弹塑性理论及塑性返回算法,建立了燃爆载荷作用下的典型生活楼结构响应重构核粒子法数值模型与计算方法;其次与有限元软件计算结果进行比较,验证了重构核粒子法计算方法模拟结构响应的有效性;最后分析典型海洋平台生活楼模型在燃爆载荷作用下的冲击响应问题。研究结果表明:生活楼迎爆面中心点位移及应力响应最大值约为生活楼整体的3倍、2倍;塑性变形稳定时,生活楼迎爆面中心点位移较生活楼整体大1/4,表明舱室较梁结构能更好地抵抗燃爆载荷的冲击。 展开更多
关键词 燃爆载荷 重构核粒子法 弹塑性理论 塑性返回算法 动响应 生活楼 梁结构 舱室结构
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复杂固体边界流场的三维PIV测试技术:任意三维边界识别算法 被引量：1
9
作者 陈建 施圣贤 刘应征 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期55-60,67,共7页
针对复杂固体边界三维流场的PIV测试应用,以及流固耦合实验研究中流场和固体结构特征的瞬态同步测试需求,发展了一种基于双相机布置形式的任意三维边界识别算法以精确获取三维表面几何信息;并以基于MLOS-SMART三维粒子场重构的Tomo-PIV... 针对复杂固体边界三维流场的PIV测试应用,以及流固耦合实验研究中流场和固体结构特征的瞬态同步测试需求,发展了一种基于双相机布置形式的任意三维边界识别算法以精确获取三维表面几何信息;并以基于MLOS-SMART三维粒子场重构的Tomo-PIV算法计算三维速度矢量场,可同步获取三维表面结构运动/变形信息和三维瞬态速度场。这一边界识别算法基于SURF(加速稳健特征)模式识别算法进行三维曲面重构,可以确定流场中三维物体结构的边界特征。论文采用双相机布置方式获取了三种不同曲率的圆柱曲面图像,验证了所发展的三维边界识别算法的准确性。最后以圆柱绕流Tomo-PIV数字合成粒子图像序列为验证对象,采用所发展的边界识别算法和Tomo-PIV算法分别高质量地计算出圆柱曲面信息和三维速度场。 展开更多
关键词 三维边界识别 SURF模式识别 MLOS-SMART粒子场重构 三维层析PIV 圆柱绕流
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近场水下爆炸瞬态强非线性流固耦合无网格数值模拟研究 被引量：12
10
作者 王平平 张阿漫 +1 位作者 彭玉祥 孟子飞 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2194-2209,共16页
近场水下爆炸涉及多相流体的掺杂耦合以及结构的大变形、损伤和断裂等瞬态强非线性现象,传统的网格算法在模拟近场水下爆炸时面临结构网格畸变、多相界面捕捉精度不足等难题,鉴于此,本文建立了完全无网格的近场水下爆炸冲击波和气泡全... 近场水下爆炸涉及多相流体的掺杂耦合以及结构的大变形、损伤和断裂等瞬态强非线性现象,传统的网格算法在模拟近场水下爆炸时面临结构网格畸变、多相界面捕捉精度不足等难题,鉴于此,本文建立了完全无网格的近场水下爆炸冲击波和气泡全物理过程瞬态强非线性流固耦合动力学模型.流体采用基于黎曼求解器的光滑粒子流体动力学(SPH)方法求解,结构采用重构核粒子法(RKPM)求解,并基于法向通量边界条件实现流固耦合.为提高SPH对流场间断的求解精度,引入黎曼问题思想并结合MUSCL重构算法,为解决流场粒子体积变化剧烈导致的精度下降问题,应用了自适应粒子分割与合并方法.为模拟水下爆炸对结构造成的损伤断裂,基于退化实体几何表述,采用Lemaitre损伤算法,建立了RKPM壳结构断裂损伤模型.依据所建立的SPH-RKPM流固耦合模型,对近场水下爆炸冲击波传播、气泡脉动与射流以及结构毁伤进行了模拟,将得到的冲击波载荷、气泡演化以及结构响应与实验值和其他数值解对比,验证了当前建立的SPH-RKPM流固耦合模型的有效性和精度,并给出了水下爆炸载荷特性及其对结构的流固耦合毁伤机制与规律,旨在为近场水下爆炸载荷预报提供理论和基础性技术支撑,为毁伤威力评估和舰船防护结构设计提供参考. 展开更多
关键词 水下爆炸 光滑粒子流体动力学 重构核函数粒子法 流固耦合 结构毁伤
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