大规模科学数据体绘制技术综述

体绘制是刻画大规模科学数据中复杂物理特征的有效途径,然而,数据量极大、特征难以捕捉等问题依然是目前体绘制研究的主要挑战。为此,研究者们从三个方面对体绘制算法进行了深入研究,以提高大规模数据体绘制的效率和效果。一方面,依托硬件通过多处理器核来分担计算,降低单处理器核所要完成的计算量,是提高体绘制效率的一个有效途径。另一方面,充分发掘数据场内在特性对三维数据场进行约简,大幅减少绘制处理数据量从而降低算法开销,也是提高体绘制效率的一个有效途径。同时,在体绘制算法中融入特征分析和特征增强方法,让复杂物理特征从数据场中突显出来,以实现对科学数据的高质量绘制。本文对国内外体绘制技术相关研究进展进行了调研、综述,并分析了不同的研究方法,最后展望了未来体绘制技术研究的可能发展方向,包括应用驱动的特征体绘制、基于特征的约简体绘制、适应硬件的体绘制多级加速以及原位智能化体绘制等。     

激光制备高附着性能的铜基类金刚石膜

提升类金刚石(Diamond-Like Carbon, DLC)膜在被保护基底上的附着能力具有明显的实际应用价值。从微观机理上分析了前期设计的Cu基多层DLC膜有效性的原因。在此基础上,研究了DLC/SiC循环层中两者厚度比例对膜层的附着性能、纳米硬度和耐磨性的影响,以优化结构、进一步提升实际应用所需的膜层性能。纳米划痕和压痕测试结果表明:随着DLC层与SiC层厚度比例的增大,多层DLC膜在Cu基上附着性能逐渐降低,但当厚度比小于2.3时,仍接近厚度400 nm的单层DLC膜在Si基上的附着性能;Cu基多层DLC膜的纳米硬度逐渐提高,同时,耐磨性接近纯DLC膜。     

基于冲突容忍协议的隐藏终端改进方法

在军队物联网中大规模部署的无线传感器节点密度加大,节点周边有众多传感器需要将数据传递到上级节点,隐藏节点在收到感知数据时共同竞争信道,发生在接收节点处数据碰撞。在分析现有的冲突容忍传输协议的基础上,结合协议固有特点和隐藏节点问题,对其进行了改进,减少了节点之间由于隐藏终端问题带来的吞吐率下降的问题。通过多次实验验证,结果表明改进后的冲突容忍协议能够有效地提高数据传输可靠性,系统的吞吐量也有了明显的提高。     

轴承装配误差及预紧量对导引头伺服机构谐振频率影响与分析

为了在精密装调过程中对导引头伺服机构的动态特性进行准确预测,采用理论建模的方法确定了轴承微量装配参数与伺服机构谐振频率的定量关系。基于Hertz接触理论,建立5自由度轴承刚度模型,并将微量装配误差对轴承刚度矩阵的影响进行建模和分析;采用Timoshenko梁理论推导弹性阶梯轴单元矩阵,并确定系统特征值和特征向量的求解方法;采用MATLAB/GUI建立伺服机构谐振频率分析系统,并搭建实验系统对理论模型进行验证。分析和实验结果表明,所建立的分析方法可以对轴承的微量装配误差引起的谐振频率变化进行比较准确的计算,解决了目前伺服机构精密装调过程中动态特性预测的难题。     

稳定特征选择的多目标蚁群优化

为了提高进化算法特征选择稳定性,提出一种面向稳定特征选择的多目标蚁群优化方法。通过抽样策略集成三种特征排序法的输出作为多目标蚁群优化的稳定性指导信息,聚合特征的费舍尔分值和最大信息系数值作为多目标蚁群优化的启发式信息,以分类正确率和扩展昆彻瓦指标值作为两个优化目标,兼顾算法的分类性能与特征选择稳定性。在四个标准数据集上进行对比实验,结果表明,所提方法能够在分类性能与稳定性方面达到较好的平衡。     

矿物掺合料对GRC耐久性的影响

通过长达3年的标准养护试验及80℃热水加速老化试验,研究了矿物掺合料粉煤灰、硅灰对耐碱玻璃纤维增强普通硅酸盐水泥(GRC)耐久性的影响,并对矿物掺合料改善GRC耐久性的机理作了初步分析探讨。研究结果表明,粉煤灰和硅灰矿物掺合料可明显改善GRC的长期耐久性。     

战斗车辆战场MobiServ体系结构及架构方法研究

战场MobiServ是战斗车辆计算平台的信息服务子平台,为高速机动的战斗车辆提供战场信息服务功能。分析了战场MobiServ的内涵和系统体系结构,提出了基于面向服务体系结构的软件架构思想及应用联合企业服务总线架构战场MobiServ信息平台的方法。     

玻璃纤维对GRC复合材料耐久性的影响

研究了玻璃纤维化学成分中ZrO2的质量分数、玻璃纤维类型及玻璃纤维长度等因素对GRC耐久性的影响。结果表明：加速老化条件下,玻璃纤维的抗侵蚀性随着ZrO2质量分数的增加而提高,以预混型短切玻璃纤维为增强材料的GRC比以水分散型短切玻璃纤维为增强材料的GRC表现出更好的耐久性;与长度为20mm的玻璃纤维相比,以长度为12mm的玻璃纤维配制的GRC表现出更好的耐久性。玻璃纤维掺量过高会造成分散不均匀,进而影响GRC复合材料的密实度和耐久性。     

对美军Link16数据链的干扰可行性分析与实现

详细研究了Link16数据链采用的扩频、差错控制编码等抗干扰技术及其对抗干扰性能的影响,在此基础上提出了干扰数据链工作的基本思路,建立了字差错概率条件下和消息差错概率条件下的干扰信道数分析模型并通过仿真得出了相应的最少干扰信道数量,最后提出了采用离散窄带噪声拦阻干扰的干扰方法和相关实施方案。     

末段修正弹一种修正方案

为了在弹道末段对弹道偏差实施修正,建立了脉冲控制力下的六自由度弹道模型,研究了单个脉冲修正能力的快速估算方法,并由落点弹道偏差量确定脉冲方向角和点火数,由此提出一种较为精确的修正方法。利用上述模型和算法,进行了仿真计算。仿真结果表明:脉冲控制可有效地修正弹道偏差,对算例中给定的目标偏差量,纵向修正误差约为10%,侧向修正误差约为5%。