针对激光散斑干涉图像在局部高密度噪声和拉线区域中,最小二乘解包裹算法存在过度平滑、迭代次数多和运行时间长等问题,提出一种新的算法。该算法基于散斑干涉图像近似服从周期性的抛物线分布的规律,首先采用两次矩阵变换,对噪声所在的坐标点进行锁定;继而利用掩模技术并结合二维离散余弦变换和Picard迭代方法,对噪声的传播进行抑制,从而获得平滑的图像。实验结果表明:激光散斑干涉测量对局部高密度噪声很敏感,经过平滑优化后,所提算法较传统最小二乘迭代算法具有更少的迭代次数和更短的计算时间,对单根拉线、单个噪声和变形干扰下的干涉测量的识别率高达96%,精度优于传统算法,具有很高的工程应用价值。

随着特种超精密加工技术的发展, 复杂流体被越来越多地用于超精密加工工艺中。超精密加工流场分析具有几何特征复杂、流体本构特性多样、流体边界为自有边界等特点, 传统流体数值分析方法难以实现可靠分析。从流体的一般特性出发, 将D. G. Christopherson提出的非负二阶偏微分系统的超松弛迭代方法用于超精密加工流场分析, 建立了适应性与可靠性兼顾的流场分析方法。以磁流变抛光为例, 开展了抛光区域压力场数值计算, 结果表明所得压力分布形态正确, 且分布从x轴正半轴延伸到负半轴, 与郑立功等人的实验测定结果一致。另外, 基于Kistler力传感器对磁流变抛光过程的法向压力在0.1~0.3 mm浸深段进行了在位测量, 发现计算与实验结果偏差均小于20%。表明了该方法的有效性与准确性。

将分形面积度量和分形拟合误差相结合,提出一种复杂背景下扩展目标检测方法。运用分形面积度量进行目标和背景的边缘检测,并结合扩展目标特性确定目标所在区域范围,实现初检。计算原始图像各像素分形拟合误差特征,并运用概率松弛迭代法进行分形特征增强,利用增强特征进一步抑制初检结果中的自然背景。最后运用数学形态学操作剔除背景粘连,实现扩展目标精确检测。实验结果表明:该方法能够有效、可靠地检测复杂背景下的扩展目标,并能较好保持目标的外形轮廓。

利用松弛迭代法数值求解分段抽运方式下光纤激光器的稳态速率方程组,提出了基于遗传算法对分段抽运的功率大小和光纤长度进行同时优化的方法从而实现了最佳温度分布,分析比较了双端抽运和多段抽运方式下的最佳光纤长度,最高工作温度和效率,研究表明,分段抽运方式较双端抽运方式,一方面最高工作温度大大降低并具有更为平坦的温度分布,另一方面由于最佳光纤长度的增加使得信号光衰减变大,从而导致效率略有下降.

导出了一种研究光子在非均匀生物组织中迁移规律的数值方法,并验证该方法的精确性,进一步研究了非均匀生物组织中扩散系数对反射和透射光通量的影响,结果表明扩散系数的非均匀性对光反射和透射的影响不可忽略。