DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 7. 深度学习最新著作的介绍 1) 在 Learning both Weights and Connections for Efficient Neural Networks [ 19 ] 中，描述了一种方法来减少神经网络所需的存储和计算一个数量级，而不影响它们的准确性，只学习重要的连接(首先，训练网络来了解哪些连接是重要的。接下来，剪掉非重要的连接。最后，重新训练网络来微调其余连接的权重)；成功的解决了传统神经网络难以在嵌入式网络上部署，并且在训练期间不能改变其结构的限制。 2) 在Scheduled Sampling for Sequence Prediction with Recurrent Neural Networks [ 20 ] 中，描述了一种可以被训练以产生一些输入的令牌序列的递归神经网络，存在着训练和推断之间的差异会产生可以沿着生成的序列快速积累的错误，文章中提出了一个课程学习策略，从一个完全指导的方案，使用真正的上一个令牌，转向一个主要使用生成的令牌的较少指导方案，从而轻松地将训练过程改变。对几个序列预测任务的实验表明，这种方法产生了显着的改进。 3) 在Learning Multi-Domain Convolutional Neural Networks for Visual Tracking [ 21 ] 中，基于一个已经受训好的神经网络，文章提出了一种新颖的视觉追踪算法，首先使用大量视频追踪事实为基础来预先训练CNN，以获得通用的目标函数表示，用共享图层和多个特定领域层的分支构成神经网络，随后迭代地训练网络中的每个域以获得共享层中的通用目标函数表示。当以新序列跟踪目标时，通过将预训练CNN中的共享层与新的在线更新的二元分类层相结合来构建新的网络。通过评估在前一个目标状态周围随机采样的候选窗口来进行在线跟踪。所提出的算法表现了现有跟踪基准的优异性能。 4) 在Multi-Centrality Graph Spectral Decompositions and Their Application to Cyber Intrusion Detection [ 22 ] 中，文章提出了一种新的单图分析的PCA方法，称为多中心图PCA (MC-GPCA)，以及一种新的的字典学习方法，称为多中心图学习(MC-GDL)两者都基于多中心矩阵的谱分解。并据此来集成了多个特征(包括中心度量和参考节点的图形距离)。作为网络入侵检测的一种应用，MC-GPCA可以作为异常连接模式的有效指示，MC-GDL可以为攻击分类提供判别依据。 5) 在Pixel Recurrent Neural Networks [ 23 ] 中，在处理自然图像的分布建模上，提出了一个深度神经网络，按照顺序预测沿着两个空间维度的图像中的像素，这个方法模拟了原始像素值的离散概率，并对图像中的完整的依赖关系进行了编码。网络结构新奇，包括快速的二维递归层等等。以不同的Image Net数据集为基准，模型生成的结果清晰多样，在自然图像上获得对数似然分布，这比以前的分布水平要好得多。 6) 在Conditional Random Fields as Recurrent Neural Networks [ 24 ] 中，为了解决深度学习技术去除视觉对象的能力有限的问题，引入了一个新型卷积神经网络，它结合了卷积神经网络(CNNs)和基于条件随机场(CRFs)的概率图模型的优势，将带有高斯成对电位的条件随机场作为递归神经网络的平均场近似推断，然后将这个称为CRF-RNN的网络作为CNN的一部分插入，以获得具有CNN和CRF的所需特性的深度网络。使得可以用通常的反向传播算法对整个深度网络进行端到端的训练。新的算法在语义图像分割问题上获得了最佳结果。 7) 在Multimodal Deep Learning [ 25 ] 中，提出了一种深度网络的新颖应用来学习多种形式的特征，展示了交叉模态特征学习，其中如果在特征学习时间存在多个模态(例如，音频和视频)，则可以学习针对一个模态(例如，视频)的更好特征。此外，论文展示了如何学习模态之间的共享表示，并在一个独特的任务上进行评估，分类器只使用纯音频数据进行训练，而对纯视频数据进行测试，反之亦然。获得了良好的效果。 8) 在An Empirical Exploration of Recurrent Network Architectures [ 26 ] 中，研究了特定的递归神经网络(RNN)架构——长期短期记忆(LSTM)，论文目标是首先确定LSTM架构是否是最佳的，或者是否有更好的架构存在。首先对一万多个不同的RNN架构进行了评估，并确定了一个架构，它在一些但不是所有的任务上都优于其他LSTM和最近引入的Gated Recurrent Unit (GRU)。
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user: 8. 总结 深度学习在网络表达复杂目标函数方面，网络结构的计算复杂度方面，仿生学角度，信息共享方面以及找到数据内部结构，发现变量之间真正的关系方面，都比其他算法更具优势；但是在模型结构上仍有进步空间，反馈与前馈网络，监督与非监督网络，单项网络与双向网络，对于不同的应用都有着不同的效果，在此基础上，依据拓扑学和物理学的模型修改网络内部参数的数量以及结构，更可以增强模型的应用性；神经网络的模型改进还有着很大的进步空间。
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user: 摘 要 水生植物是水生生物学教学内容中的一个重要组成部分，在教学实践过程中，制作和运用人工琥珀水生植物标本对教学工作有积极的推动作用，有利于提高教学质量，是其它教学形式替代不了的。 关键词 :水生植物，人工琥珀标本，教学应用 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 教学中采用人工琥珀水生植物标本的必要性 1.1. 传统水生植物标本的缺点 目前，国内外大学的水生生物学教学课程普遍与野外实习等教学环节联系不够紧密，教学内容和教学手段不够完善。植物标本是人们认识植物形态结构和鉴别植物的主要方式之一，也是长期保存植物的一种重要形式。水生植物的识别鉴定是水生生物学课程当中学生需要掌握的关键知识环节。水生植物标本在水生态系统中起着不可替代的重要作用，水生植物标本的应用有利于提高学生的素质教育，提高教学质量。通过对理论知识和标本实物的结合，有助于学生理解和掌握水生植物的知识，也有利于广大教师活动教学气氛，使课程的讲解更生动形象 [ 1 ] 。学生掌握植物标本的制作方法，能制作一些常见的植物标本，有利于提高对植物的研究兴趣，巩固课堂上的学习内容，使课余生活更加丰富多彩，拓展视野。 植物标本的制作与保存是一个十分复杂的问题，按制作方法可分为腊叶本、浸渍标本、风干标本、砂干标本、叶脉标本按制作方法可分为腊叶标本、浸渍标本、风干标本、砂干标本、叶脉标本等。但传统水生植物标本在保存时由于标本时常与空气接触，受环境的影响较大，尤其是在在阴暗、潮湿的环境，水生植物标本受潮后容易滋生细菌以及其它霉菌，标本也更容易受到蛀虫等侵蚀，标本在搬运过程和实践教学中也容易受到损坏，不能够保存标本的完整，因此，急需一种新的水生植物标本制作方法替代传统的水生植物标本制作方法，以使植物标本可以更好地应用到实践和教学中去。 1.2. 人工琥珀标本在教学中的需求 室内课堂讲授、教学实验以及野外实习等教学活动都需要实物标本向学生去展示以便于学生更好的去理解，尤其是对于野外实习，教学效果非常明显。但由于目前高校招生规模的不断扩大，在野外教学实习的经费严重不足，同时学生对水生植物分类知识掌握得不够彻底，在教学实习过程中，采集的水生植物标本保存方法过于简单，导致损坏十分严重。而人工琥珀标本不仅可以克服传统腊叶标本、干标本、浸渍标本等生物标本的缺点，同时还可以实现生物标本的立体观察和果实等厚度较厚的部分的保存，制作出来的标本更加精美，具有艺术性，受到广大师生的喜爱。因此，在生物学教学过程中，人工琥珀标本得到了更广泛的推广和应用 [ 2 ] 。
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user: 2. 人工琥珀水生植物标本的制作 2.1. 水生植物标本的采集与处理 水生植物具有含水量大、茎叶纤细等特点，因此在标本采集处理中需格外小心。在采集环节，由于水生植物比较柔软，用一硬纸深入水中托起标本，标本形态在离水之前要整理好，并倾斜纸板，让多余的水分流下，保持其形态。水生植物的本身具有很大的特殊性，如水分重、干重少，有些又很纤细脆弱，所以采集、压干、上台纸等几个重要工序，都应采用特定的方法，遵循特定的操作规程。大多数水生植物，尤其是沉水植物离水后容易绞在一起，因此需要在水中放入白纸，再把水生植物放在水体中恢复自然状态，然后将白纸和标本同时提起后放在标本夹的吸水纸压干 [ 3 ] 。滴胶固化标本时会放热，而大部分水生植物含水量较大，有时会导致水生植物标本产生气泡或水汽使材料变色，严重影响水生植物标本的质量，因此水生植物标本在用滴胶包埋前应先进行干燥除去水分。对于水生植物的花，由于花瓣更为娇嫩，一般采用变色硅胶或氧化铝等干燥剂进行干燥 [ 4 ] 。将花埋入经过80目筛网筛选的变色硅胶或氧化铝细粉的密闭干燥器中，保证花全部被包埋，放置3~5 d即可，有时为了加速进行花的干燥，也可以将花埋入经过80目筛网筛选的变色硅胶或氧化铝细粉中，将花全部被包埋后，直接放入60℃烘箱中干燥，只需要约2~5 h花会完全干燥，可以大大缩短时间，但效果略微差些。由于水生植物，尤其是沉水植物含水量较大，使用经过80目筛网筛选的变色硅胶粉效果要强于氧化铝细粉，但白色硅胶粉通常吸附力较强，会吸附于水生植物表面，需用仔细用细毛刷或毛笔等清理干净。对于挺水植物等含水量相对较低的植物标本，宜在常温下使用氧化铝细粉包埋，一般需2~3 d，花即可干燥，且干燥的花颜色与原色比较接近。 2.2. 水生植物的包埋与脱模 采用惠州市三泰胶业有限公司生产的环氧树脂AB胶，用天平称取A胶置于60℃烘箱中加热大约10 min，至气泡消失后取出。在天平上称取B胶，将AB胶按质量比3:1混合，环氧树脂AB胶在混合时应严格控制二者的重量比为A:B = 3:1，如果A胶过多，则滴胶需要凝固时间会延长，并且水生植物标本较软，容易变形，而如果B胶的量过大，制作出来的水生植物标本则硬度过大，质地较脆，在存放以及搬运的过程中易被磕损和碰坏。同时要注意在混合过程中，需要顺时针方向轻轻搅拌均匀，搅拌过程有气泡产生，搅拌均匀后静置15分钟左右待气泡消失或者减小后使用，搅拌时还可以用2个玻璃棒同时搅拌以减小气泡的数量和大小。包埋前应注意保色处理。 将配制好的环氧树脂AB胶缓慢的注入到洁净的模具中，然后将标本放入到模具中，再继续浇灌至所需高度，由于环氧AB胶的密度较大，所以对于一些质量较轻的水生植物进行环氧AB胶包埋的时候容易产生水生植物漂浮的问题，可通过分层包埋或者将材料固定在模具上解决。对于这些质量比较轻的植物标本可采用分层包埋的方法：先向模具中倒入一部分滴胶，将植物放入其中，然后在树脂略微固化时，浇其余的树脂，浇筑没过整个植物标本，使植物标本固定在中间。将包埋好的植物标本水平放置，静置5~24 h，等到树脂完全固化后卸掉模具即得到植物标本。有时由于表面张力的缘故，植物标本的表面边缘会有明显的突起，可用小刀片修去至平整。环氧AB胶配制后会明显的变热，对于一些大型的水生植物，由于需要配制的胶量较多，热量不容易散发，有损于水生植物标本的质量，可以将过热的环氧AB胶放入冰水中或冰箱中冷却一段时间。环氧树脂AB胶包埋时使用的模具通常为硅胶膜具，也可以采用聚乙烯或聚丙烯等塑料材质的模具，对于大型水生植物标本的模具需要在相关的厂家进行专门的定制，但生产成本较高，如果对于小型的水生植物标本也可以利用各种食品的的废弃塑料包装盒，但制作出来的效果明显不如专业的模具。将制作好的人工琥珀植物标本放在专门的植物标本盒内保存，保存的时候要注意避免接触强酸、强碱等化学物质，也不可以上面有重物，同时要保持植物标本盒内空气干燥。包埋前应注意保色处理。
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user: 3. 人工琥珀水生植物标本制作的优点 琥珀标本又称有机玻璃包埋标本，系用甲基丙烯酸甲醋(有机玻璃单体)等材料加温聚合成型，将标本包埋其中，以供教学科研展览等观察使用 [ 5 ] 。制作琥珀标本方法较简便，材料和设备容颜易解决，制成的标本透明度高，无毒，无刺激气味，经久耐用，易于保存。人工琥珀的合成是根据天然琥珀的形成原理，人工合成树脂，用来包埋要固定的标本，该法制作的标本晶莹透明，具有立体感，并且可以作为工艺品，极具使用价值。目前，琥珀标本已广泛应用于动植物标本的制作中去。 同传统的水生植物标本制作相比，人工琥珀水生植物标本注意标本的艺术性，达到科学与美观的境界。人工琥珀水生植物标本能够避免同空气直接接触，透明度高、造型美观、存放的时间更长，同时可避免水生植物标本被空气氧化导致标本颜色变深，且在运输和教学应用的过程中不易损坏、断裂，方便携带。传统的琥珀标本制作通常采用松香、脲醛等材料，并且在制作过程中一般要使用到甲醛或冰乙酸等溶剂，存在着质脆、污染环境的等问题 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。不仅对环境造成污染，而且制作出的标本透明度低，成功率低 [ 9 ] 。随着科技的发展，环氧树脂AB胶等新型材料被用于人工琥珀标本的制作当中 [ 10 ] 。环氧树脂AB胶是由环氧树脂和固化剂组成的高分子材料，利用环氧树脂AB胶制作的水生植物标本，具有操作简单、无毒环保、成本低、透明度高等特点，并且水生植物标本结构清晰，保持水生植物标本原有的形状和颜色，能够长期保存，方便教学与科研的使用，具有广阔的应用前景。 人工琥珀水生植物标本在《水生生物学》教学中具有很强的应用性，一方面使水生植物的形态、结构直观地呈现出来，保持水生植物原有的形状和颜色，结构清晰，便于学生观察和学习，提高了教学质量；另一方面制作方法完善、简单，且易于操作，可培养学生制作标本的兴趣，同时在制作的过程中进一步认识水生植物的结构及其相关特性，能够较快的接受知识，做到理论与实践结合。
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user: 摘 要 结合金融数学的学科特点和社会需求，阐述了如何培养适应经济新常态下的金融复合型人才。首先，从专业人才培养的高度确定金融方向的学生应具备从事金融分析、投资分析等工作的能力。其次，从课程设置的合理性方面要求教师在教学中应结合具体学情，多角度多层面的创造性教学。最后，从师资队伍的建设上要求进一步提高教师的专业素质。 关键词 :金融数学，经济新常态，人才培养方案，专业教学 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 金融数学(Financial Mathematics)是专为金融市场设立的以解决资本市场资源配置的一门边缘性学科 [ 1 ] 。金融数学课程的开设主要在于培养能够掌握金融数学基础知识，具备分析、解决问题，能在金融行业(如银行、证劵)及部门从事金融分析、投资分析等工作，既懂得金融学又懂得数学的高素质新型复合型人才 [ 2 ] 。 2014年5月国家主席习近平在考察河南的行程中说道：“我国发展仍处于重要战略机遇期，我们要增强信心，从当前我国经济发展的阶段性出发，适应新常态，保持战略上的平常心态”。从整体上看，经济新常态包含着经济增长速度转换、经济增长动力变化、产业结构调整、资源配置方式转变、经济福祉包容共享等全方位转型升级在内的丰富内涵和特质 [ 3 ] 。2015年3月28日国家发展改革委、外交部、商务部联合发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》，拉开了实施“一带一路”战略的大幕。“一带一路”是在后金融危机时代，作为世界经济快速增长火车头的中国，将自身的技术与资金优势、产能优势、经验与模式优势转化为市场与合作优势，以实现全方位开放的又一大创新，其正在以经济带理论、经济走廊理论、21世纪的国际合作理论等创新经济发展理论、区域合作理论、全球化理论。新常态下的金融市场作为“一带一路”建设的重要支撑 [ 4 ] ，在很大的程度上将加快实现中国与国际接轨并参与国际竞争，这也必将加快金融数学相关课程的建设、发展和改革。 高等院校应抓住这一重要战略期，明确金融数学方向的培养目标，整合现有的办学资源，提升教师队伍的专业素质，使得高校的金融数学教育迈上新的台阶。本文结合理学院在拓办金融数学方向过程中发现的一些问题，尤其是金融数学核心课程中出现的问题提出几点意见，也为其他院校金融数学课程建设提供一定的参考。
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user: 2. 金融数学课程建设现状 最近，经济新常态、一带一路、人类命运共同体等战略的提出，使得我国的经济改革不断深入，进一步金融行业对相关的从业人员的要求也越来越高。在这样的背景下，现有的金融数学专业培养存在的问题就凸显出来了 [ 5 ] 。 2.1. 专业培养方案设置与社会需求不吻合 金融数学是一门交叉学科，涉及数学基本理论、经济金融专业知识以及计算机相关专业知识。学院针对每一届本科学生制定的培养方案明确了每学年应该学习的课程，如数学分析、概率论与数理统计、数学建模、应用统计、时间序列分析、期权、期货与其他衍生品等。但是，培养方案没有进一步的挖掘课程内在的相互联系，各个课程的学习相对独立。学生在学习一门课程时不知道这门课程对后续课程的学习具体有什么用，什么时候能够用上，以及怎么运用等问题。培养方案的目标只强调学生具备经济数学、金融管理等知识，能从事金融工程研究、统计分析的计算与研究工作。至于这些能力是通过哪几门课程来完成的交待得并不清晰。另外，制定专业方案的教师对本专业的认知没有与时俱进，对以后学生的就业方向没有一个明确的定位，对社会上的需求没有充分调研，从而在专业方案的制定上与社会需求吻合度不是很高。 2.2. 课程学时分配不合理，课程内容连贯性不强 高等院校开设的课程一个明显的感觉就是课程任务重、学时少，这导致教师很难有多余的时间将讲授的理论知识与实际的案例有机结合起来。比如概率论与数理统计很难在72个学时里将概率论和数理统计两部分的知识讲解得完全到位，教师只能够对某些一般知识点或者艰涩难懂的知识点进行弱化。当然，更不能说将其与实际生活结合起来讲解了。另一方面是课程讲解内容之间的连贯性不是很强。比如，学生在学习导数和微分的概念时不知道这一知识点在经济学中对应什么内容，学习定积分后也不知道在经济学中怎么来运用。总之，课程学时分配不合理、课程内容连贯性不好将直接导致学生只会做做题、参加考试，缺乏对所学知识的现实直观理解和知识的结构化。当然，也很难将所学知识与社会需求有机的结合起来以解决实际问题。 2.3. 师资队伍的专业性有待提高 随着中国经济的快速发展，金融数学方向陆续在各高等院校开设。很多高等院校金融方向的部分主讲教师并不是真正的金融数学背景出生，只是研究方向很接近。还有部分主讲教师虽然是金融数学方向，但是其研究的点很窄，可能只对期权、期货等有研究等。但是金融数学是一门涉及数学、金融、计算机等学科在内的综合型学科，对教师的专业要求是比较高的。另外，教师如果不接触新的金融案例，也很难将某些理论知识点与实际情况结合起来。在笔者学院，学习金融数学方向的课程从大一就开始，但是金融数学的核心课程是大三才开设的。这对核心课程的教师在讲授相关理论时，可能就需要教师对某理论涉及的一系列知识要熟练掌握才能够上好课。另外，部分高校教师要么缺乏实践经验、要么理论不是很熟悉，从而导致不能在授课中有的放失。
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user: 3. 金融数学课程建设举措 金融数学课程的开设应使得学生具备应用所学的数学专业知识和理论方法解决金融领域实际问题的基本能力，并能在银行、证券、保险、信托等金融行业从事金融数据统计建模、投资分析、产品定价求解、风险度量等工作。笔者根据理学院数学与应用数学专业拓办金融方向多年的经验，针对性地提出几点建议。 3.1. 制定明确的专业培养方案 在专业课程制定时，应加大专业方向课程的比例，引入一些学科前沿课程如金融时间序列分析、数理金融等，课程安排上要体现理论联系实际、学以致用的数学思想。同时，哪些课程内容需要进一步加强，哪些内容可以删减，要有针对性地设置课程内容。另外，根据理学院数学与应用数学专业要合理设置相关课程，教学课时和教学内容的合理安排，以应用知识的讲授为主，对于一些艰涩难懂的证明可以适当的弱化，培养能在经济、金融等行业及部门从事金融分析、统计建模、投资分析等工作，并运用数学工具解决金融问题的能力。另外，所制定的培养方案应以学生的就业为导向来展开，相关课程的能力目标在培养方案里面应该明确。 3.2. 提高专业课程设置的合理性 在学院专业课程设置方面，要因材施教合理取舍教学内容，对某些课程的内容给予更多的讲解为后续课程做好衔接工作，可用金融案例替换数学教材中的其他学科案例，避免只从金融数学课程看待和认识金融数学。比如讲解函数关系的建立时可以选取金融问题中的复利问题、需求函数或者供给函数来引入，讲解导数和微分时可将边际与弹性联系起来，讲解定积分时可穿插相关知识点在经济中的应用等等。这样学生在金融课程学习的时候不至于太突兀。同时在讲解其他课程的时候，也要告诉学生相关课程的开设与金融方向的关系，让学生知道学习这些知识将来有什么具体的应用。强化理论与实践的结合，选择一些最近发生的金融案例来讲解金融数学中的理论，帮助学生将死的知识灵活运用起来。在具体的课程设置上，要以科学发展观为指导，认真分析学院学生的实际情况，找到课程设置不合理的原因，提出解决办法，确保教学质量。 3.3. 加强师资队伍建设 金融数学方向课程涉及数学、金融、计算机等内容，对任课教师的要求相对较高。为此，一方面可选择相对年轻的老师利用寒暑假的时间到其他有丰富办学经验的高等院校学习，实现“走出去”。另一方面，邀请有丰富经验的老师来学院给老师们培训、讲座、实地指导，实现“请进来”。学院也可以举办一些有针对性的教学比赛，重视青年教师的讲课质量和效果，关心青年教师的成长和进步。当然，根据金融数学的方向特点，聘请银行、证券公司的从业人员定期来校为老师和学生讲解金融行业的发展趋势，使学生尽可能早的了解金融市场的现状，也可使教师在讲课中有针对性。另外，学院在引进青年教师方面要有所倾斜，吸引年轻的教师到学院工作，壮大自己的队伍和力量。
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user: 4. 结束语 21世纪是人才的竞争，在中国快速发展的金融行业尤为突出。本文根据金融数学课程特点、社会需求讨论了如何培养适应经济新常态下的综合素质高、具有创新和实践能力的金融复合型人才，结合所在学院金融方向的实际情况，从专业培养方案等层面给出了具体的建议。当然，如何完善金融数学课程的建设，培养数学与金融理论兼备的高级人才是一个值得进一步研究的课题。
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user: 摘 要 针对注塑件表面缺陷的特点，提出了一种基于多特征值综合目标提取技术的表面缺陷检测方法。通过分析注塑件表面缺陷的特点，综合运用几何、纹理和变换系数目标提取技术，通过数据降维确定了13个类别差异明显的特征参数，提取了注塑件表面缺陷特征；基于13个特征值，运用类距离正态二叉树支持向量机作为表面缺陷的分类器进行缺陷判断。实验表明，采用的基于目标提取技术的表面缺陷检测方法，能够有效的进行综合目标提取，进而实现注塑件表面缺陷缺陷准确检测。 关键词 :注塑件，表面缺陷，图像特征提取，缺陷判别 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着科学技术不断的发展进步，塑料作为一种高分子材料，广泛的应用到我们的生活当中。但注塑制品的加工过程中，注塑件表面会产生脱模导致的变形、燃烧效应、披锋(毛边)和裂纹等缺陷，这些表面缺陷严重影响零件的表面质量和使用性能。因此，对注塑件表面质量的检测有着重要的意义 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。 现有注塑制品的质量检测通常采用在线人工检测和离线抽样分析相结合的方式进行。这些传统的检测方法主要依赖其中在线人工检测对具有明显形状和表观缺陷的产品进行初步分拣，并在缺陷产品明显增多时对生产设备做出必要的调整，进而达到恢复生产的目的。但这种检测方式容易受到工人主观因素的影响，效率底下且差错率高 [ 5 ] [ 6 ] 。本文提出了一种基于多特征值综合目标提取技术的表面缺陷检测方法。通过分析注塑件表面缺陷的特点，综合运用几何、纹理和变换系数目标提取技术，通过数据降维确定了多个类别差异明显的特征参数，以提取注塑件表面缺陷特征；并基于特征值，运用类距离正态二叉树支持向量机作为表面缺陷的分类器进行缺陷判断。
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user: 2. 综合目标提取技术 图像表面特征是用来区别合格产品与带缺陷产品的特性集合，一般通过对其测量和处理得出相应的数据。每一幅合格产品图像都具有能够区别于缺陷图像的自身特征，一部分通过直观感受到的，比如亮度、纹理等；一部分则需要通过图像变换与处理才能得到的，如灰度直方图、小波系数等。 2.1. 表面特征种类 可用产品表面缺陷特征如图1所示。 针对以上缺陷特征，需采用相应方法进行特征的识别。 2.2. 表面特征提取方法 通常，对产品图像提取其表面特征有三种方式：统计分析法、代数矩阵法、变换系数法。统计分析 图1. 图像特征种类 法比较典型的是灰度统计直方图法，使用统计学中的矩对图像信息加以表达与描述；代数矩阵法通过不同的代数变换法或矩阵分解均可以用来提取图像的代数特征；变换系数法是对图像进行特征提取时，有些信息需要通过滤波变换如傅里叶变换、小波变换等转化为图像的频域信息加以表示。从变换后的系数中提取出部分表示能力更强的系数，或是这些系数的函数组合可以作为图像的变换系数特征。 2.2.1. 几何特征提取方法 完成图像目标分割后，可以利用目标轮廓信息来反映缺陷的特征参数，根据不同的特征参数值来判别不同的缺陷类型。 1) 周长(l)：描述目标区域的周长。可以利用图像分割处理后生成的二值图像，对图像边界上像素个数的统计来获取周长特征值。 2) 面积(area)：描述目标区域的大小。对于此特征值的提取可以利用目标边界内像素个数来获取面积的特征值。假设待检测产品图像f(x，y)的大小为M × N，经过二值化处理，用逻辑1表示目标部分，则面积的计算公式为： a r e a = ∑ x = 1 M ∑ y = 1 N f ( x ， y ) (1) 3) 矩形度(rect)：表面缺陷含有毛边等涉及边界的缺陷，因此，可以用矩形度判别目标区域是否有缺陷。其计算式为： r e c t = a r e a A (2) 其中，A表示目标最小外接矩形面积。矩形度反映目标区域与矩形的偏离程度。当目标形状为矩形时，rect值接近1。 4) 线度(X)：反映单位边界长度所围成的目标区域面积的大小。其计算公式为： X = a r e a l (3) 2.2.2. 纹理特征提取方法 图像中相隔某距离两像素间的灰度会存在一定的空间位置关系，纹理便是描述图像中空间位置上灰度重复出现的分布关系。常用灰度共生矩阵来研究灰度空间的相关性。 灰度共生矩阵中，元素h(i，j，d，q)表示在q方向上、相隔d个像素距离的一对像素分别具有灰度值i和j的出现概率。当确定了两个像素间的位置关系d后，便可以计算得出相应的灰度共生矩阵。矩阵形式如下： P d = [ P d ( 0 ， 0 ) P d ( 0 ， 1 ) ⋯ P d ( 0 ， j ) ⋯ P d ( 0 ， L − 1 ) P d ( 1 ， 0 ) P d ( 1 ， 1 ) ⋯ P d ( 1 ， j ) ⋯ P d ( 1 ， L − 1 ) ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ P d ( i ， 0 ) P d ( i ， 1 ) ⋯ P d ( i ， j ) ⋯ P d ( i ， L − 1 ) ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ P d ( L − 1 ， 0 ) P d ( L − 1 ， 1 ) ⋯ P d ( L − 1 ， J ) ⋯ P d ( L − 1 ， L − 1 ) ] 由于灰度共生矩阵结构较为复杂，在描述纹理信息时，不直接采用得出的矩阵分布予以统计，而是获取它的二次统计量。为了计算方便，先把各个元素P d (i，j)除以各个元素的和，得到都小于1的归一化值 P ^ d ( i ， j ) ，组成归一化的共生矩阵。灰度共生矩阵有多个纹理特征。其中二阶矩J、对比度I、相关性C和熵H四个特征不相关，且具有较高的区分度，它们分别反映出纹理粗细程度(J)、纹理清晰程度(I)、图中各点灰度值的线性关系(C)和纹理的复杂程度(H)。在进行缺陷识别和分类过程中可根据不同方向纹理特征，从灰度共生矩阵中提取纹理特征值，输入模式分类器，进行缺陷判别。 2.2.3. 变换系数特征提取方法 变换系数特征提取方法是通过小波变换得到相应的图像频率特征，根据离散小波变换对图像进行二尺度小波分解。 分别使用低通和高通两个滤波器，对图像f(x，y)逐列采样滤波，得到2个N × N/2子图像，分别用L和H表示；对每个子图像重复上述操作，得到4个N/2 × N/2子图像，分别用LL 1 、LH 1 、HL 1 和HH 1 表示，为f(x，y)的一次小波分解，同理可以得到图像LL 1 的二次小波分解，用LL 2 、LH 2 、HL 2 和HH 2 表示。对图像进行小波分解后，各子带图像反映出的图像特点也不同。选取小波变换后各频带输出的L 1 范数、平均能量、熵值作为变换系数特征。L 1 范数： e = 1 M 2 ∑ m ， n = 1 M x ( m ， n ) (4) 平均能量： E n e r g y = ∑ m ∑ n x 2 ( m ， n ) M × M (5) 熵： E n t r o p y = ∑ m ∑ n x 2 ( m ， n ) log ( x 2 ( m ， n ) ) M × M (6) 其中，M × M表示子带图像的大小，m和n分别表示子带图像的行和列，x为该频带下的小波系数。对图像进行K级小波分解，得到的特征矢量维数大小为(3 × K + 1)。
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user: 3. 多特征值的确定 考虑注塑件四种典型缺陷(弯曲变形、毛边/烧结、凹陷/凸陷和喷射纹)，若每种缺陷选用10幅样本图像，每幅图像经过图像处理流程后提取41个特征值。如果将(40 × 41)个特征值直接送入分类器进行训练，数据维数较大。且系统进行分类器训练时的执行速度降低，影响后续分类精度。所以，为了优化特征值信息，首先对41个特征值进行数据降维。 在41个特征值中，4个为基于图像形状信息计算得出的几何特征；16个为基于图像灰度共生矩阵计算得出纹理特征；21个为基于图像小波变换得到的变换系数特征。相比较而言，4个几何特征只与图像边界长度、区域面积、区域形状有关，能够较为讯速地判断产品是否有缺陷和缺陷的种类。 对于灰度共生矩阵而言，采用 0 ∘ ， 45 ∘ ， 90 ∘ ， 135 ∘ 四个方向纹理特征的均值和方差代替原先16个特征值，同时保留了4个方向上的信息而且数据降维率达到16/8 = 2，信息保持率将近100%。 而小波域特征值数目较多，共有18个特征值，其中频带信息熵值由于接近图像处理软件的数值极值点，因此在实际产品检测试验中不予考虑；同时，比较L 1 范数和平均能量计算式可知，两者相关性较强且平均能量值具有更高的区分度，因此，采用6个平均能量值的均值作为小波系数变换特征。最终选取的所有特征值如表1所示。
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user: 4. 检测实例 为了验证本文对注塑件表面缺陷检测方法的有效性，随机选取四类注塑零件表面缺陷图像作为检测的目标。采用1.2目标提取方法，根据表1特征值列表计算得到缺陷的主要特征参数值，如表2~表4所示。 选用 0 ∘ ， 45 ∘ ， 90 ∘ ， 135 ∘ 四个方向特征值的平均值(M)和平方差(S)进行数据的降维，参考计算值如表3所示。 变换系数特征是通过小波变换得到相应的图像频率特征，离散小波变换对图像进行二尺度小波分解。 Table 1 Selection of experimental eigenvalue 特征类型 符号 数目 注释 周长 l 1 区域周长 面积 area 1 区域面积 矩形度 rect 1 区域矩形度 线度 X 1 区域线度 二阶矩均值 J_M 1 x，y，45˚，135˚方向的能量均值 二阶矩方差 J_S 1 x，y，45˚，135˚方向的能量方差 对比度均值 I_M 1 x，y，45˚，135˚方向的对比度均值 对比度方差 I_S 1 x，y，45˚，135˚方向的对比度方差 相关性均值 C_M 1 x，y，45˚，135˚方向的相关性均值 相关性方差 C_S 1 x，y，45˚，135˚方向的相关性方差 熵均值 H_M 1 x，y，45˚，135˚方向的熵均值 熵方差 H_S 1 x，y，45˚，135˚方向的熵方差 平均能量 En 1 6个频带的平均能量 表1. 实验特征值选取 Table 2 Geometric feature parameters of defective imag 图像 周长(l) 1.6090 × 10 3 1.0320 × 10 3 1.3190 × 10 3 1.4580 × 10 3 面积(area) 1.0622 × 10 6 2.6409 × 10 5 2.6717 × 10 5 9.8486 × 10 5 矩形度(rect) 5.1560 3.1100 3.3786 1.0018 线度(X) 6.6020 × 10 3 2.5590 × 10 2 2.0255 × 10 2 6.7549 × 10 2 表2. 缺陷图像几何特征参数值 计算出四种缺陷图像的小波变换特征值，如表4所示。 将上述不同缺陷特征值输入模式分类器，使用基于类距离正态二叉树支持向量机的分类方法对表面缺陷进行判别和分类，检测结果如表5所示。 按照上述方法对80幅包含弯曲变形、毛边/烧结、凹陷/凸陷、喷射纹的表面缺陷图像进行检测，其中40个缺陷图像作为训练样本。各类缺陷的训练和识别率如表6所示。 实验数据表明该方法具有较好的提取表面缺陷图像特征的能力。
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user: 5. 结论 本文通过分析注塑零件表面缺陷特征，提出基于多特征值综合目标提取技术的表面缺陷检测方法。利用注塑件表面缺陷共性特征，对处理后的图像不同性质表面的特征进行综合目标提取，根据计算的特 Table 3 Texture feature parameters of defective imag 图像 J M:0.6265 M:0.7796 M:0.7820 M:0.6191 S:0.0020 S:0.1428 S:0.0012 S:0.0010 I M:1.1875 M:0.7413 M:0.7810 M:1.1024 S:0.0438 S:0.0186 S:0.0234 S:0.0248 C M:0.3181 M:0.0854 M:0.1761 M:0.1043 S:0.1086 S:0.0273 S:0.0528 S:0.0296 H M:0.0886 M:0.1604 M:0.1497 M:0.1337 S:0.0854 S:0.0694 S:0.1196 S:0.0531 表3. 缺陷图像纹理特征参数值 Table 4 Parameters of wavelet transform in defective imag 图像 HL 2 _Energy 5.5274 31.9438 79.6689 8.0118 L 2 H_Energy 4.3493 16.1439 48.1222 10.9526 HH 2 _Energy 0.3904 1.7072 5.4037 0.8383 HL 1 _Energy 137.6855 527.3665 935.7748 108.9320 L 1 H_Energy 122.9422 335.3385 673.6829 169.4502 HH 1 _Energy 12.2677 50.6569 157.9440 23.5611 表4. 缺陷图像小波变换参数值 Table 5 Defect detection resul 图像 检测结果(缺陷名称) 弯曲变形 毛边/烧结 凹陷/凸陷 喷射纹 表5. 缺陷检测结果 Table 6 Recognition result 缺陷名称 训练样本数 正确识别个数 识别率 弯曲变形 10 9 90% 毛边/烧结 10 10 100% 凹陷/凸陷 10 9 90% 喷射纹 10 9 90% 合计 40 37 92.5% 表6. 检测识别结果 征值实现注塑件表面缺陷缺陷准确检测。由于本文采用算法简单、计算量减少，很容易实现硬件化，从而为表面缺陷在线检测提供了途径。
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user: 摘 要 对于扩散方程的逆时问题与确定时间–空间依赖源项的反问题，提出一种基于变分伴随方法的数值反演算法。借助正问题的伴随问题，构建联系已知数据与未知量的变分恒等式，通过适当选择伴随方程的解进而得到关于未知量的线性方程组，结合正则化方法，获得了反问题的数值解。几个算例结果表明了这种方法的有效性。 关键词 :扩散方程，反问题，伴随方法，变分恒等式，数值反演 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 上世纪70年代以来，扩散方程/热传导方程的系数反问题一直是数学物理反问题研究的热点，主要包括反演解的条件适定性分析、数值求解及其应用研究。对于反问题的条件适定性，证明存在性的方法主要是利用不动点原理，证明惟一性与构建条件稳定性的方法主要是利用调和分析、极值原理、Carleman估计以及变分伴随等方法(见 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 等)。另一方面，对于反问题的数值求解研究，一般是基于最优化理论与正则化方法构建稳定的数值迭代方法(见专著 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 等)。反演算法实施中要多次迭代求解正问题，因而计算量相对较大、计算成本高。 对于热传导方程/扩散方程系数反演问题的研究，Cannon [ 10 ] 与Beck [ 11 ] 均有开创性的工作。最近，刘进贤教授提出了不需要反复求解正问题的Trefftz型反演方法(见 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 等)。这类方法对于线性热传导方程的确定初始函数、边值函数或源项系数的参数反演问题，基于边界–区域积分方程和Green公式，利用附加数据和相容性条件，通过选取试验函数得到一类带辅助参数的线性方程组，进而应用梯度类算法获得反问题的数值解。 本文考虑扩散方程的逆时问题与源项反问题的数值反演。应用变分伴随方法，建立联系已知数据函数与未知量的变分恒等式。通过适当选择伴随方程的解获得变分恒等式的离散形式，进而结合Tikhonov正则化实现有效的数值反演。文中主要内容的安排是：第2节给出文中讨论的正问题与参数反演问题，第3节构建一个联系已知与未知的变分恒等式，并提出相应的反演算法，第4节给出几个数值算例，验证反演算法的有效性，最后一节给出结论。
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user: 2. 正问题与反问题 2.1. 正问题 设 是带有(分片)光滑边界的有界开区域。对于 ，记 ， ，G为W的边界。考虑线性扩散方程： (2.1) 其中 表示空间点x处与时刻t时的状态分布， 是扩散系数， 表示源/汇项。给定初边值条件给定为 (2.2) 及 (2.3) 如果正问题(2.1)~(2.3)中的模型参数与初边值函数都是已知的且属于适当的函数空间，则正问题是适定的且在 上存在唯一解。有关正问题适定性的论断可参见标准的偏微分方程教材，本文主要讨论两个基于(2.1)~(2.3)的反问题的数值反演。 2.2. 逆时问题与源项反问题 假设正问题模型中的边值函数与源项都是已知的，则逆时问题是给定某个 时刻的终值观测数据，确定初始分布函数 。换言之，给定附加条件， (2.4) 逆时问题是基于(2.1)~(2.3)，由 确定 。 如果正问题(2.1)~(2.3)中的初边值函数都是已知的，则源项反问题是利用解的部分附加信息确定 。这时，由于源项函数既依赖时间变量同时又依赖空间变量，单纯由终值数据条件(2.4)难以唯一确定时间–空间依赖的源项函数。根据边值条件(2.3)，再补充Neumann边界数据条件 (2.5) 其中v表示边界点处的单位外法向量。以下考虑的源项反问题即是基于正问题(2.1)~(2.3)，由附加条件(2.4)~(2.5)确定源项 。 下面基于一个联系已知数据与未知参数的变分恒等式，给出上述两类反问题的数值求解方法，并结合正则化策略进行数值反演。
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user: 3. 变分恒等式与反演算法 3.1. 变分恒等式 基于正问题(2.1)~(2.3)，通过对其伴随问题解的控制，可以构建一个联系已知与未知的变分恒等式，这是一类边界-区域积分方程。 定理1：设 ， ，且 ，则成立变分恒等式： (3.1) 其中 是下述伴随问题的解 (3.2) 这里初值 与边界输入 均为可控制的已知函数。 证明：记选择光滑试验函数 乘以方程(2.1)的两边，并在 上积分，可得 (3.3) 首先，由分部积分可知 (3.4) 其次，利用Green公式可得 对上式左边各项分部积分，利用(3.3)中的零初值条件，可得 (3.5) 令 是伴随问题(3.2)的解，则将式(3.4)与(3.5)代入(3.3)，并注意到初始函数与终值数据，整理即得(3.1)。证毕。 3.2. 反演算法 本小节以逆时问题为例，基于变分恒等式(3.1)给出反演算法。不妨设区域内没有源项作用，即设模型中的源项 。则变分恒等式(3.1)简化为 (3.6) 其中在 在 上满足方程 及齐次边值条件，且有 。根据Laplace算子的性质，存在完备的特征系统 ，伴随问题的解具有广义Fourier展开形式 (3.7) 其中 ，是 在W上的Fourier展开系数。 对于常数 ，记 为初始函数的容许集合。则存在一组基 ，有展开式 (3.8) 其中 称为展开系数。若取有限项近似，则有 (3.9) 再注意到(3.7)式，可选取适当的 及相应伴随问题的解 ，并依次代入恒等式(3.6)，得到 (3.10) 记 (3.11) 及 可得一个线性系统 (3.12) 由于系数矩阵G的病态性，以及观测数据误差与计算误差的作用，通常需要采用正则化策略求解方程(3.12)的扰动形式: (3.13) 这里 ，x为分布于[−1，1]的随机数， 为扰动水平。根据Tikhonov正则化，适当选取正则参数 ，则初始函数有限逼近部分的系数由下式近似计算 (3.14) 注1：在具体的算法实施中，可以利用数据的相容性等条件，降低系统(3.12)~(3.13)的病态性。此外，由于这种反演算法不需要迭代过程，多数情况下只要先验选取正则参数，就可以获得稳定的数值解。 注2：该算法依赖于截断项数N与K的选取。从(3.9)式看出，当 时，近似解逼近真解；另一方面，K的大小意味着附加信息量的多少，理论上也是越大越好。关于这些讨论以及数值解的收敛性分析都是重要的问题，我们将另文再表。
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user: 4. 数值反演 4.1. 逆时问题的数值反演 考虑一维齐次扩散方程 在第一边值条件下的逆时问题。 算例1：设研究区域 ，终值时刻 ，且正问题的真解为 。则两个边值函数分别为 及 ；无扰动的终值数据为 。假设初始分布函数具有近似表达式 (4.1) 这里数值反演即是求解向量 。 对于伴随方程 ，取其解为 (4.2) 而 。取 ，利用上一节所述的反演方法进行直接计算。图1绘制了 采用精确数据的反演解与精确解；图2(a)，图2(b)分别绘制了扰动水平时 与 时的反演解与精确解，其中正则参数均取 。 算例2：设研究区域 ，终值时刻 ，且正问题的真解为 。则两个边值函数分别为 及 ，无扰动的终值数据为 。这里初始分布函数仍沿用(4.1)近似表达式。类似于算例1中的计算，取 ，正则参数 ，图3(a)，图3(b)分别绘制了扰动水平时 与 时的反演解与精确解。 图1. 算例1中精确数据下逆时问题的反演结果， 图2. 算例1中扰动数据下逆时问题的反演结果， 。(a) ；(b) 4.2. 源项的数值反演 考虑一维非齐次扩散方程 在第一边值条件下的源项反问题。 算例3：设研究区域 ，终值时刻 ，正问题的真解为 ，而源项真解为 。正问题的两个边值函数分别为 及 。终值附加数据为 。根据第2节的论述，还需要两个边界处的Neumann附加数据 及 ， 。 假设源项具有近似表达式 (4.3) 图3. 算例2中扰动数据下逆时问题的反演结果， 。(a) ；(b) 图4. 算例3中源项真解与精确数据下的反演解， 。(a) 源项真解；(b) 时的反演解 数值反演即是求解向量 。注意到时空依赖源项反问题的病态性，对于 ，取伴随方程的两个解： (4.4) 其中 分别为双曲正弦、余弦函数， 为调节参数。取 及 ，利用所述的反演方法进行直接计算。图4(a)，图4(b)分别绘制了源项真解与采用精确数据的反演解；图5(a)，图5(b)分别绘制了扰动水平 与 时的反演解与真解，其中正则参数分别取 与 。 算例4：继续考虑区域 ，终值时刻 ，而正问题的真解为 ，源项真解为 。正问题的两个边值函数分别为 及 ；终值附加数据为 。另外，两个端点处的Neumann边界数据为 及 。 假设源项仍具有(4.3)式的近似表达式，且反演参数也同于算例3中所取，图6(a)，图6(b)分别绘制了源项真解与采用精确数据的反演解；图7(a)，图7(b)分别绘制了扰动水平 与 时的反演解与真解，其中正则参数分别取 与 。
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user: 5. 结论 本文对于扩散方程/热方程的逆时问题与源项反问题，基于变分伴随方法，建立了一类联系已知数据 图5. 算例3中扰动数据下的源项反演解。(a) ；(b) 图6. 算例4中源项真解与精确数据下的反演解， 。(a) 源项真解；(b) 时的反演解 图7. 算例4中扰动数据下的源项反演解。(a) ；(b) 函数与未知量的积分恒等式，通过适当选取伴随方程的解并结合Tikhonov正则化实现了参数的有效反演。这种反演方法推广并简化了Trefftz型参数反演算法，可适用于一般线性数理方程系数反问题的数值求解。
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user: 摘 要 针对三元复合驱缺乏科学的数学模型描述驱油机理，数值求解数值稳定性不高、精度差的问题，本文提出了一种基于全隐式有限差分的数值计算方法。首先综合三元驱替剂(碱、表面活性剂和聚合物)对油、水物理化学特性的影响，以及油水渗流方程和吸附扩散方程，建立了三元复合驱数学模型。然后采用全隐式有限差分法，引入块中心网格系统将数学模型从时间和空间上进行离散，从而将原始的偏微分方程组转化为差分代数方程组。最后，采用Newton-Raphson法进行迭代求解，得到系统的状态和输出。为了验证提出方法的效果，针对四注九采三元复合驱实例，分别采用本文方法和CMG数值模拟软件求解，仿真结果表明，本文提出的方法具有较高的求解精度。 关键词 :三元复合驱，全隐式有限差分，Newton-Raphson法，渗流机理 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 三次采油技术是指通过向油藏的驱替流体中加入化学剂、混相溶剂、热量等介质，改变油藏流体和岩层的物理和化学性质，使得采出的原油增多的技术，能在二次采油的基础上进一步提高采收率。三次采油技术包括化学驱、混相驱、热力采油、微生物采油等，其中，化学驱又可分为碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱、复合驱等 [ 1 ] [ 2 ] 。传统的三次采油一般利用化学驱、混相驱、热力采油等，但是随着油藏开采的进行，油田地质条件发生改变，采油难度逐年增加，而且开采效果也越来越不理想，于是在众多的三次采油新技术中，三元复合驱脱颖而出，成为最具有应用前景的方法之一 [ 3 ] 。 国内外已经有很多关于聚合物驱以及聚合物二元驱、复合驱的数学模型研究。其中，李宜强等 [ 4 ] 采用相似原理建立了泡沫复合驱和三元复合驱的相似准则，并利用数值模拟和物理模拟方法对准则进行检验和敏感性分析；Thomas等 [ 5 ] 建立了表面活性剂驱油水两相的数学模型；袁士义等 [ 6 ] 研究了碱水复合驱的数学模型；侯建等 [ 7 ] 对聚合物驱模型及数值模拟方法进行了研究。杨承志等 [ 1 ] 指出，碱–表面活性剂–聚合物三元复合驱提高采收率是在碱驱、表面活性剂/聚合物驱和聚合物驱基础上发展起来的。化学驱的数学模型主要包括油水渗流方程、化学驱替剂的吸附扩散方程、油藏及各组分的物化代数方程以及各种约束条件，然而还没有对三元复合驱数学模型展开深入的研究。在求解数学模型时，包括各种数值模拟软件(如VIP，CMG等)，普遍采用有限差分法 [ 8 ] ，对偏微分方程进行离散化，转化为代数方程的非线性规划问题进行优化求解，由于问题规模庞大，求解时累积误差严重，极大地影响了结果的准确性。 但随着人们对复合驱驱油机理认识的不断加深，对三元复合驱采油过程提出了更多的问题和要求。一方面现有的复合驱数值模拟软件对三元复合驱的物理化学现象还没有完全描述清楚，对于三元复合驱的偏微分方程模型通常都采用有限差分方法求解，数值稳定性差，且该问题涉及多个复杂高阶偏微分方程，难于求解和应用，且累积误差较大。针对以上问题，本文提出了一种基于全隐式有限差分的三元复合驱渗流模型计算方法。综合考虑三元驱替剂的加入对油藏渗流的影响，建立了全面合理的三元复合驱渗流模型，并采用数值稳定性较好的全隐式有限差分法对数学模型进行离散，转化为差分代数方程组，通过Newton-Raphson法进行求解，得到整个空间状态和输出。
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user: 4. 仿真实例 4.1. 油藏描述 对于第2节中给出的三维三元复合驱模型，假设三元复合驱油藏由四口注入井和九口采出井构成，所有的井位均匀分布，在每四口采出井中心有一口注入井。其中S表示采出井，I表示注入井。具体井位分布同图3所示。三维油藏参数：长630 m，宽630 m，厚19.990 m，总共有七层，每层厚2.857 m，净厚度为1.4286 m，油层上表面距地表2420 m，每层的孔隙度为0.3，孔隙体积为 1.1097 × 10 6 m 3 。油藏中三种驱替剂(碱、表面活性剂和聚合物)的初始网格浓度为0 g/L。初始渗透率、初始压力和初始含水饱和 图2. Newton-Raphson迭代求解原理图 图3. 井位分布图 度如图4、图5和图6所示。整个油藏分为 x ， y ， z 三个方向，其中 x ， y 方向各等分为21个网格，z方向7个网格，总网格数为 21 × 21 × 7 。每口注入井的注入率 q i n 为83m 3 /天，采出井的采出率 q o u t 如表1所示，部分油藏参数见表2。整个驱油过程持续96个月，三元复合驱周期为48个月，后面为水驱，考虑到三元复合驱注入的初始时间点，总共有 L = 97 个时间点，总空间点为 N = 21 × 21 × 7 。 4.2. 仿真结果 采用本文提出的方法对三元复合驱模型进行求解，为四口注入井设置相同的注入策略，对于碱、表面活性剂和聚合物的具体注入浓度如下： c O H i n = ( 3.7 ， 2.8 ， 1.3 ) g / L ，   c s i n = ( 2.9 ， 1.3 ， 0.6 ) g / L ，   c p i n = ( 2.7 ， 1.4 ， 1.1 ) g / L . 整个采油周期为96个月，驱替剂注入为三段塞，每个段塞持续16个月，共48个月，剩余时间为水驱。具体的注入策略如图7(a)所示，由于三维三元复合驱中考虑时间、空间和含水饱和度因素，总共五个维度，无法再三维图形中显示。为了说明建模效果，我们选取第三层中从 ( 1 ， 11 ， 3 ) 到 ( 21 ， 11 ， 3 ) 的21个网格，将结果显示在图7中。图7(b)为CMG数值模拟软件得到的空间含水饱和度，图7(c)为采用本文提出方法求解得到的含水饱和度。图8为含水饱和度的求解误差。图9为九口采出井的含水率结果对比。通过对比可以发现，本文提出的方法的求解结果与CMG2010软件的求解结果，无论是对于含水饱和度状态还是含水率都基本一致。从而说明了本文提出方法的有效性。
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user: 5. 结论 三元复合驱是一项重要的三次采油技术，由于其模型复杂，涉及变量多，油藏成分不确定等因素，目前很少有学者对三元复合驱的数学模型和计算方法进行系统的研究。本文建立了三元复合驱的渗流模 图4. 初始渗透率分布 图5. 初始压力分布 图6. 初始含水饱和度分布 图7. 求解结果对比。(a) 注入浓度；(b) CMG软件结果；(c) 本文提出方法的求解结果 图8. 含水饱和度建模误差 图9. 九口采出井含水率比较 Table 1 Liquid withdrawal amount of production well 生产井位号 S1-1 S1-2 S1-3 S2-1 S2-2 S2-3 S3-1 S3-2 S3-3 产液量m 3 /d 20.75 41.5 20.75 83 41.5 41.5 20.75 41.5 20.75 表1. 采出井采液量 Table 2 Partial reservoir parameters for ASP floodin 符号 数值 符号 数值 符号 数值 M O H max 800 M s max 200 M p max 600 c O H max 2 c s max 0.5 c p max 1.5 S w 0 0.35 S o r 0.02 D p 1 × 10 − 5 D O H 1.5 × 10 − 5 D s 0.9 × 10 − 5 μ o 20 ρ o 950 μ w 0.458 ρ s 1000 ρ w 1000 ρ r 2000 ------ ------ 表2. 三元复合驱部分油藏参数 注：变量的单位为： M Θ max -kg， c Θ max -g/L，ρ-kg/m 3 ，D-m 2 /s，μ-μm 2 ，S-[-]。 型，能够科学的描述油水渗流机理，碱、表面活性剂和聚合物的吸附过程，以及对油藏物理化学特性的影响。采用全隐式有限差分法多数学模型进行离散求解，具有较好的数值稳定性和收敛性。将偏微分方程系统离散化为差分方程组后，结合Newton-Raphson法进行求解，通过与成熟数值模拟软件CMG的结果对比，验证了本文提出方法的精度和求解效果。
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user: 资助信息 国家自然科学基金(61573378)；山东省自然科学基金(ZR2011FM002)；中央高校基本科研业务费专项基金(15CX06064A)。
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user: 摘 要 快堆蒸汽发生器的换热管壁是钠和水蒸汽的隔离屏障，是热传输系统介质钠和动力转换系统介质水蒸汽之间的实体屏障，是快堆中避免发生钠-水反应的实体边界。CFR600的方案设计已经完成，要进一步进行工艺设计。其中关键设备蒸汽发生器的热工水利设计与分析对反应堆装置的安全可靠运行具有重要意义。本文将就如何对蒸汽发生器内三维温度场的仿真计算初步方案进行阐述。 关键词 :蒸汽发生器，温度场，网格划分，多孔介质模型 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/