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芦苇生长模型及其可视化研究

芦苇生长模型及其可视化研究

作者：黄文岳江苏大学

学位级别：硕士

农林业信息化将成为21世纪的重要发展趋势,生态环境保护与建设是人类社会可持续发展的永恒主题。以计算机为手段对植物生长进行建模与仿真,将为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律,以及改善人类生存环境质量带来新的契机。对于中国这... 详细信息

农林业信息化将成为21世纪的重要发展趋势,生态环境保护与建设是人类社会可持续发展的永恒主题。以计算机为手段对植物生长进行建模与仿真,将为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律,以及改善人类生存环境质量带来新的契机。对于中国这样的一个农业大国、林业弱国,开展植物生长的建模研究有着特别重要的意义。本文以镇江北固山湿地优势植物芦苇作为研究对象,在大量试验观测基础上,基于结构——功能反馈机制建立芦苇的虚拟植物模型,并在此基础上开发一个虚拟植物生长系统,对芦苇植株在不同参数条件下的生长进行了模拟,从而为湿地植物的人工修复、提高湿地植物的覆盖度及改善生态环境等方面提供理论依据和技术基础。本文的主要工作包括以下内容:(1)建立芦苇茎叶形态发生模型在分析芦苇节间形态结构特征基础上,通过对实验数据的曲线拟合建立节间生长动态模型;基于运动学理论,构建叶脉曲线数学模型;利用OpenGL的NURBS曲面对叶片轮廓进行拟合。(2)建立植株拓扑结构模型基于双尺度自动机原理建立芦苇的拓扑结构模型。基于植物学的知识,应用双尺度自动机原理建立了芦苇的拓扑结构。通过三种属性表与生长模型相结合,建立芦苇的生长模型。(3)可视化系统设计与实现基于面向对象的程序设计方法,采用模块化编程,对芦苇生长进行了可视化实现。通过相关生长参数参数控制芦苇形态结构变化,对不同生理年龄植株生长进行了可视化模拟。

关键词：虚拟植物芦苇生长模型双尺度自动机可视化

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连续箱梁的定位

南京林业大学学报（自然科学版） 1998年第4期22卷 104-106页

作者：陶建岳南京林业大学土木工程学院

通过对沪宁公路南京东互通九座桥梁的研究，提出了连续箱梁的定位计算方法。该法为按设计先计算出桥梁轴线点和该点横断面上点的坐标及高程，然后进行箱梁的定位。运用此法可以：①确保公路线型和工程质量；②坐标、高程可在ＰＣ－Ｅ５... 详细信息

通过对沪宁公路南京东互通九座桥梁的研究，提出了连续箱梁的定位计算方法。该法为按设计先计算出桥梁轴线点和该点横断面上点的坐标及高程，然后进行箱梁的定位。运用此法可以：①确保公路线型和工程质量；②坐标、高程可在ＰＣ－Ｅ５００上编程计算；③桥梁和道路放样在桥头两端宜采用同一水准点和导线点。

关键词：轴线横断面坐标高程桥梁箱梁

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德育社会生态研究

德育社会生态研究

作者：岳滢北京师范大学

学位级别：硕士

在中国社会进行全面转型的今天,学校与社会之间的围墙已随着科学技术的发展,网络社会的到来被拆除殆尽。对德育的关注,越来越不能离开对影响德育的各种社会因素的研究。近现代生态学的日益深入研究和运用为德育的研究提供了新视角和新... 详细信息

在中国社会进行全面转型的今天,学校与社会之间的围墙已随着科学技术的发展,网络社会的到来被拆除殆尽。对德育的关注,越来越不能离开对影响德育的各种社会因素的研究。近现代生态学的日益深入研究和运用为德育的研究提供了新视角和新方法。本文把德育置于社会生态系统之中,分析德育与外在生态要素的相互关系,并籍此提出平衡德育生态的方案。全文分为三部分: 本文的第一部分是基本理论的铺垫。主要对德育生态的概念及与其他生态概念的区分进行了界定和比较之后,从理论的发展和实践要求的角度阐明了德育生态的研究意义,并进一步对其内涵和生态子系统的划分进行了较为深入的探讨。本文的第二部分把第一部分的理论运用于对现状的介绍和分析之中。首先,从经济、政治、文化三个方面介绍了德育生态的现状。其中,探讨了市场经济体制的建立和政治体制改革对人的思想道德素质的正面、负面影响、文化发展状况的利与弊及其多元并存的趋势。进而,经过分析得出德育社会生态失衡的结论。最后,讨论了失衡对德育的影响。第三部分针对德育社会生态失衡的现状,提出平衡生态的方案。经济上,缩小贫富差距、规范市场经济秩序;政治上,实现党的领导的法治化和政府的改革;文化上,发展社会主义文化,借鉴中西方文化的优秀成果,营造文化环境;学校德育也要调整自身角色。从几个方面齐抓共管,才能平衡德育生态,营造出有利于德育的社会环境。总之,由于社会处于转型时期,德育生态失衡,使德育陷入困境。平衡德育生态的方案在于从经济、政治、文化、学校德育方面共同着手,调整德育生态系统至平衡,营造良性运作的德育社会生态。

关键词：德育社会生态生态因子生态失衡平衡生态

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子午线轮胎网格生成方法研究

子午线轮胎网格生成方法研究

作者：赵志岳山东大学

学位级别：硕士

轮胎是车辆的重要组成部分之一,对车辆的舒适性和安全性有着十分重要的影响,其主要作用有支撑车辆的重量、传递车辆行驶的动力和缓冲震动等。子午线轮胎凭借其寿命长、减震性能好和承载力大的优越性能已经在车辆及航空飞机领域得到了广... 详细信息

轮胎是车辆的重要组成部分之一,对车辆的舒适性和安全性有着十分重要的影响,其主要作用有支撑车辆的重量、传递车辆行驶的动力和缓冲震动等。子午线轮胎凭借其寿命长、减震性能好和承载力大的优越性能已经在车辆及航空飞机领域得到了广泛应用。而随着计算机和软件科学技术的快速发展和普及,有限元分析作为一种高效率、高准确度的数值模拟方法,已经广泛应用于包括材料、机械、能源等几乎所有的科学领域。在对子午线轮胎进行有限元模拟分析的过程中,网格划分是非常重要的步骤,其划分质量对模拟结果的精度及可靠性具有重要影响。子午线轮胎由不同的材料构成,因此横截面上由不同的区域组成,形状比较复杂。当采用自动方式生成网格时,网格质量较差。为了得到较好的网格,通常需要人工进行手动划分。手动网格划分不仅需要花费较多的时间和精力,影响整个有限元模拟工作的进度,而且网格划分的过程比较繁杂,很容易产生各种各样的错误,影响有限元模拟最终的精度。因此,迫切需要一种能够针对子午线轮胎横截面这种材料分布复杂的几何图形进行网格划分的自动化方法,提升有限元模拟的工作效率和精度。本文首先针对网格生成技术的发展和种类进行了介绍,然后对现有的子午线轮胎横截面网格的划分方法进行了综述。通过综合比较分析,确定了对传统的铺砌法进行改进,使其可以适用于子午线轮胎横截面网格的自动划分。本文针对子午线轮胎横截面基本为复合结构的特点,提出了一种复合结构区域的自动分解算法,将子午线轮胎横截面根据材料分布分解为一个个独立的子区域;然后根据子午线轮胎横截面材料分布基本为层状的特点,在传统铺砌法的基础上进行了改进,提出了一种改进的铺砌法,使其适用于层状复合结构的网格生成。由于传统铺砌法是先离散边界然后再生成网格单元的方法,该方法不再适用于这种层状的复合结构。本文采用的方法是首先对层状复合结构进行子区域的自动划分,然后在各个子区域中一边生成节点,一边生成单元,并且在网格单元生成过程中不断根据材料的分布特点进行单元节点和网格单元的调整,最后将所有子区域网格进行合并,得到最终的网格。这种算法可以在层状复合结构区域中自动生成符合要求的高质量、高可靠性的三角形和四边形网格。本文针对子午线轮胎的实体为回转体的特点,提出了一种使用旋转的方式将二维网格转换为三维网格的方法。该方法可以生成网格规则程度高,且质量好的三维网格,有效地降低了生成三维网格的复杂度,提高了生成三维网格的效率。根据本文提出的以上方法,编写了用于自动分解复合结构区域、在层状复合区域生成网格和生成回转体三维网格的程序,并对子午线轮胎实例进行了网格的划分,生成了相应的二维网格和三维网格,且网格质量符合有限元分析的要求。本文针对子午线轮胎层状复杂结构提出并研究实现的高质量高效率网格生成算法及开发的程序对促进子午线轮胎应用中数值模拟分析的精确性及其他复合材料数值分析的应用具有重要的理论意义和实际应用价值。

关键词：子午线轮胎层状复合结构区域自动分解铺砌法三维网格

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三维网格模型自适应保特征去噪方法研究

三维网格模型自适应保特征去噪方法研究

作者：岳少阳大连海事大学

学位级别：硕士

随着数字几何应用的不断发展,对三维模型的需求量与日俱增,但在使用3D扫描设备获取三维模型的过程中,不可避免地会引入不同复杂程度的噪声,因此三维网格模型去噪,是数字几何研究中不可或缺的步骤。网格去噪方法的研究目标是:在消除模型... 详细信息

随着数字几何应用的不断发展,对三维模型的需求量与日俱增,但在使用3D扫描设备获取三维模型的过程中,不可避免地会引入不同复杂程度的噪声,因此三维网格模型去噪,是数字几何研究中不可或缺的步骤。网格去噪方法的研究目标是:在消除模型上噪声的同时,能保留或恢复模型自身特征,且不引入额外的噪声或变形。由于三维模型的形态差异大、噪声程度难以判别等原因,现有处理方法往往采用多步骤或多次迭代方式进行处理,导致算法的时间复杂度较高,且常常需要大量地调整参数和手动终止迭代操作。为了克服这些缺陷,本文着重研究网格模型上高效的自适应保特征去噪方法。首先,综合分析了体现结构特征的充分磨光模型和包含综合信息的噪声模型,提出了基于线性插值的自适应算法。通过设计自适应线性插值方法,逐步从噪声模型中提取特征信息,并加入到光滑模型中,实现了保持不同程度特征的去噪结果。针对现有局部迭代算法中手动设置终止条件的情形,提出了终止迭代运算的判断条件,并在所设计的算法中加以应用。其次,提出了自适应双边滤波算法。该算法利用拉普拉斯算子描述不同尺度特征,基于拉普拉斯算子差异,自适应地设置高斯函数方差参数,并依据每个三角形面片的几何特征,为其设置不同的双边滤波参数,以便更好地保持模型的特征,改进了现有局部和全局的双边滤波算法。最后,通过仿真实验验证了所提出算法的有效性。实验结果表明,本文提出的两种去噪算法及其终止判别条件,能够获得自适应、保特征的去噪效果,且对非均匀采样及大噪声模型具有鲁棒性,能在去除噪声的同时很好地保持模型的细节特征,并降低了算法的运行时间,整体性能优于现有的相关去噪方法。

关键词：网格去噪线性插值双边滤波保特征自适应

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海底水体耗氧过程建模及原位培养装置的研究

海底水体耗氧过程建模及原位培养装置的研究

作者：岳建行浙江工业大学

学位级别：硕士

国际上对海底水体溶解氧消耗过程的原位培养观测研究已经开展了三十多年,而国内对海水中有机质耗氧过程的观测,大多局限于实验室模拟培养实验,尚缺乏进行现场培养实验的手段。为此,自主研发了一种海底水体溶解氧消耗过程原位培养装置。... 详细信息

国际上对海底水体溶解氧消耗过程的原位培养观测研究已经开展了三十多年,而国内对海水中有机质耗氧过程的观测,大多局限于实验室模拟培养实验,尚缺乏进行现场培养实验的手段。为此,自主研发了一种海底水体溶解氧消耗过程原位培养装置。该装置集成了包括电子控制模块、电机、培养容器与海水测量传感器等在内的电控处理模块和机械结构框架于一体,并讨论了其电控处理模块的详细设计,给出了实物样机在象山港海域所进行的性能测试结果,对采集的数据进行了分析和建模。结果表明:设计的现场培养装置具备对海底水体的溶解氧耗氧过程进行现场培养和观测的功能,对于国内开展底层水体缺氧区观测和了解当地生态环境状况具有重要意义。本文的主要工作和成果如下:1.基于面临的缺少现场实验平台的问题,提出了一套原位培养装置的设计思路和要求,并在整体要求框架的基础上,细化了每部分的功能要求。2.设计中涉及到密封性要求、耐腐性要求、耗氧要求,需要考虑各个部分的材料和强度计算。3.在分析了步进电机运动控制系统的基础上,完成了对两相混合式步进电机的硬件电路设计,以恩智浦的LPC1125芯片作为微处理器,详细介绍了系统主要模块的电路设计思路和方案。4.基于电机控制的硬件系统,完成了系统的软件设计。5.应用本文设计的原位培养装置,在象山港潮滩海域进行了测试,验证了实验装置的可靠性,测试结果达到了预期的效果。6.针对海洋溶解氧等数据的特点,分析了时间序列模型的方法及在海洋环境中的应用,对溶解氧数值建立时间序列模型,采用季节模型预测溶解氧的变化趋势。

关键词：原位培养装置电机控制溶解氧耗氧过程沉积物-水界面时间序列模型

连续太赫兹图像的深度学习识别与还原技术研究

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连续太赫兹图像的深度学习识别与还原技术研究

作者：岳苏航河北工程大学

学位级别：硕士

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基于深度学习的光刻热点检测方法研究

基于深度学习的光刻热点检测方法研究

作者：吴清岳华中科技大学

学位级别：硕士

随着半导体技术的不断发展,光刻成像系统由于光的衍射效应会产生光学邻近效应现象,使光刻成像产生畸变,进而导致光刻热点的产生。尽管业界采用光学邻近校正技术来减缓这种效应,但版图中依然存在少量难以解决的光刻热点。因此在光学邻近... 详细信息

随着半导体技术的不断发展,光刻成像系统由于光的衍射效应会产生光学邻近效应现象,使光刻成像产生畸变,进而导致光刻热点的产生。尽管业界采用光学邻近校正技术来减缓这种效应,但版图中依然存在少量难以解决的光刻热点。因此在光学邻近校正之后、实际制造之前,必须进行光刻热点检测。传统基于几何的热点检测方法耗时长、效率低,难以满足大规模集成电路对检测时间的要求;而基于模式匹配、机器学习和深度学习的快速光刻热点检测方法往往又难以满足先进集成电路制造对检测精度的要求。因此,本文对经光学邻近校正后的版图光刻热点检测方法开展研究,以实现快速、准确检测光刻热点的目的。主要的工作内容以及创新点如下:提出了一种基于网格索引的光刻热点快速检测方法,改善了传统几何算法对软夹断和软桥接类型的光刻热点检测效率低的问题。详细介绍了该方法的设计思路以及检测流程,并通过对比实验验证了该方法的有效性和效率。为突破几何算法在检测速度方面的局限性,提出了一种基于深度学习的光刻热点检测方法。将光刻热点检测转化为计算机视觉领域中的目标检测问题,引入YOLOv5网络作为热点检测的基本框架,并提出三种改进方法以构建光刻热点检测网络模型。在YOLOv5骨干网络中引入坐标注意力机制以提高网络模型对版图图形区域的关注度,改善光刻热点检测性能;采用Sigmoid线性单元作为网络的激活函数增强网络模型的非线性表达能力;利用Scylla交并比损失函数定量评估边界框回归损失,进一步提高热点检测算法的收敛速度和精度。对提出的基于改进YOLOv5的光刻热点检测方法进行了实验验证。实验结果表明,该算法的平均准确率、平均召回率、平均F1-score和均值平均精度分别达到97.7%、98.0%、97.8%和98.4%,能有效地提高光刻热点检测的性能,具有良好的应用前景。

关键词：光学邻近校正光刻热点检测网格索引深度学习 YOLOv5

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一种蓝牙耳机印刷天线的研究与应用

一种蓝牙耳机印刷天线的研究与应用

作者：岳祥深圳大学

学位级别：硕士

蓝牙技术是一种短距离无线通信标准,在消费电子类市场中有着广泛的应用。蓝牙耳机的通信系统通常是由天线单元、链路控制单元、链路管理单元和蓝牙协议栈单元构成的,其中的天线单元是整个系统中的一个关键器件。由于蓝牙天线的工作频率... 详细信息

蓝牙技术是一种短距离无线通信标准,在消费电子类市场中有着广泛的应用。蓝牙耳机的通信系统通常是由天线单元、链路控制单元、链路管理单元和蓝牙协议栈单元构成的,其中的天线单元是整个系统中的一个关键器件。由于蓝牙天线的工作频率和效率与它的物理尺寸有关,较大尺寸的天线不太适合物理空间受限的应用场合。因此,小尺寸蓝牙天线的研究具有重要实际应用意义。本论文提出了一种针对蓝牙耳机的小型天线的设计与应用方法。首先基于电磁场和微带天线的相关原理,运用HFSS仿真软件设计出一款小型天线。然后将该印刷天线用于蓝牙耳机硬件系统的设计与制作之中。最后对该蓝牙耳机的天线阻抗进行调试,并测试天线性能,发现其性能在天线输入阻抗、带宽、驻波比、天线效率、增益、极化方向和实测距离等方面都满足蓝牙技术设计的基本要求。且部分性能有所优化。本文的主要研究工作包括:1)在印刷天线的设计及后端仿真数据上,利用HFSS仿真软件对蓝牙耳机结构进行了恰当的建模。在调整和优化印刷天线宽度、间距、馈地、长度等参数之上,采用蜿蜒曲折的方式设计出一款性能良好的小尺寸天线。后端仿真数据表明了所设计的天线具有蓝牙技术所要求的多项理想参数值,如中心频点为2.44GHz时S11为-23d B,天线输入阻抗接近50欧姆,带宽为78MHz,天线增益为1.38d Bi,效率80%,辐射方向接近全向等,与常规的PIFA天线相比有更小的尺寸。2)在蓝牙耳机硬件设计上,先综合设计出蓝牙耳机主芯片及其外围电路的原理图。之后再利用PADS Layout软件进行了线路板设计,同时通过Si9000工具计算出RF传输线参数,并在对设计完成的印刷天线进行整合之后,完成了一款蓝牙耳机硬件系统的设计与制作。3)在天线性能的调试和分析上,基于史密斯圆图的表现形式,总结出调节多支节混合匹配器在阻抗圆变化规律。之后使用矢量网络分析仪,对硬件系统的天线部分进行阻抗匹配调试和测试,并在暗波实验室中对天线辐射效果进行了测试。该印刷天线在蓝牙中心频率2440MHz时S11值为-29d B,带宽为150MHz,最大增益为-0.78d Bi,最大效率为39.5%,整机测试正向距离15.2m,符合小结构蓝牙耳机天线性能要求。最后与已经生产的陶瓷天线样机进行对比,2440MHz时S11值为-10.5d B,带宽为50MHz,最大增益为0.19d Bi,最大效率为24.3%,整机测试正向距离10.4m。测试结果表明,该印刷天线在大多数性能上指标均改良不少。总之,本论文针对一款蓝牙耳机所设计的小型天线具有如下优点:（1）该印刷天线的物理尺寸比较小,适合小结构。（2）该天线是印制在线路板上,不需额外成本,省掉贴装工序。（3）该天线总体性能还不错,符合蓝牙耳机天线要求。

关键词：蓝牙印刷天线史密斯圆图小型天线