局域波分析理論及工程應用 [Theory And Application Of Local Wave Analysis Method] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蓋強 著

圖書標籤:

• 局域波分析
• 信號處理
• 數值分析
• 工程應用
• 數學物理
• 振動分析
• 模式識彆
• 數據分析
• 時頻分析
• 波形分析

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118104851

版次：1

商品編碼：11827653

包裝：精裝

外文名稱：Theory And Application Of Local Wave Analysis Method

開本：16開

齣版時間：2015-10-01

用紙：膠版紙

頁數：192

字數：222000

正文語種：

內容簡介

　　局域波分析是一種新的時頻分析方法，是近年來非平穩信號處理領域的一次重大創新。《局域波分析理論及工程應用》是作者在該領域研究成果的一次提煉及匯總。全書共6章，內容涉及局域波分析理論、局域波分解方法、局域波多分辨率分析、局域波分析特性以及局域波時頻分析軟件實現及工程應用。《局域波分析理論及工程應用》的一個顯著特點是理論與工程實際緊密相接結閤。
　　《局域波分析理論及工程應用》可作為信號處理方嚮的研究生教材，也可作為從事信號處理及相關方嚮研究和設計的教學、科研人員的參考書。

目錄

第1章 緒論
1．1 傅裏葉方法及其局限性
1．2 傳統時頻分析
1．2．1 短時傅裏葉分析
1．2．2 Gabol分析
1．2．3 小波分析
1．3 局域波分析概述
1．3．1 局域波分析基本思想
1．3．2 局域波分析的應用
1．4 本章小結
參考文獻

第2章 局域波分析方法
2．1 局域波分析基本概念
2．1．1 瞬時頻率
2．1．2 基本內蘊模式函數分量
2．1．3 時間特徵尺度
2．2 局域波分析的基本原理研究
2．2．1 局域波分解
2．2．2 希爾伯特變換
2．2．3 希爾伯特時頻譜和邊界譜
2．3 幾種局域波分解方法
2．3．1 基於經驗模式分解（EMD）的局域波分解方法
2．3．2 基於自適應時變濾波分解法（ATVFD）的局域波
分析方法
2．3．3 基於極值域模式分解法（EMMD）的局域波分析方法
2．3．4 三種局域波分解方法的比較
2．4 局域波分解邊界效應
2．4．1 邊界效應産生原因分析
2．4．2 幾種邊界效應消除方法
2．4．3 幾種邊界效應消除方法比較
2．5 本章小結
參考文獻

第3章 局域波時頻譜的頻率多分辨率分析
3．1 傅裏葉變換的時域分辨特性
3．2 短時傅裏葉變換的時頻分辨特性
3．3 小波變換的時頻分辨特性
3．4 維格納分布的時頻分辨特性
3．5 局域波時頻譜頻率分辨特性
3．6 本章小結
參考文獻

第4章 局域波分析特性
4．1 局域波分解能力分析
4．1．1 采樣頻率對局域波分解能力的影響
4．1．2 頻率差、能量差與局域波分解能力的關係
4．1．3 正（餘）弦調幅信號的局域波分析
4．2 局域波基本模式分量的希爾伯特變換分析
4．3 局域波分解的僞分量判斷
4．3．1 局域波過分解原因分析
4．3．2 僞分量鑒彆方法
4．4 局域波分解完備與正交性
4．4．1 局域波分解完備性分析
4．4．2 局域波分解正交性分析
4．5 局域波分解方法的性質
4．6 本章小結
參考文獻

第5章 多維局域波分析方法研究
5．1 二維局域波分析研究
5．1．1 二維基本內蘊模式函數分量的遞推形式
5．1．2 二維局域波分解算法的實現
5．1．3 二維局域波時頻譜圖
5．2 三維局域波分解算法
5．2．1 基於參數化的三維網格模型局域波分解
5．2．2 基於高度的三維網格模型局域波分解
5．2．3 基於基麯麵的三維網格模型局域波分解
5．3 本章小結
參考文獻

第6章 局域波分析應用研究
6．1 局域波在艦用柴油機磨損故障中的應用
6．1．1 艦用柴油機磨損故障的診斷方法研究
6．1．2 艦用柴油機汽缸爆發信號分析
6．2 多維局域波分析應用
6．2．1 局域波分析在二維圖像降噪中的應用
6．2．2 局域波在三維網格中的應用
6．3 本章小結
參考文獻

附錄 局域波分析軟件包簡介

精彩書摘

　　《局域波分析理論及工程應用》：
　　2.2.1局域波分解
　　為瞭使用瞬時頻率的概念，必須把一個信號數據序列分解成基本內蘊模式函數分量。局域波分解的結果是，對於一個復雜的信號（或數據），在一個時刻會有多於一個的瞬時頻率。下麵介紹局域波分解原理的篩選算法。
　　不同於先前的大多數方法，局域波方法是基於對信號的直接觀察得來的。分解所用的基是基於數據本身的，也是從數據中得來的。這種方法的關鍵是在信號的時間幅度特性上識彆它的振蕩模式，然後以此為依據分解數據。正如Drazin所說的，數據分析的第一步就是用眼觀察數據，通過這些觀察，可以從兩方麵直接地識彆齣信號的不同特性：
　　（1）通過連續交替的局部最大值與最小值之間的時間間隔。
　　（2）通過連續的過零點之間的時間間隔。
　　這些交錯的極值點與過零點給齣瞭復雜的信號數據序列：一個波動騎在另一個波動之上，而它們又可能騎在其他的波動之上。這些起伏波動中的每一個分量都定義瞭數據的一個特定尺度特徵。可用連續極值點之間的時間間隔作為一個局部振蕩模式的時間尺度，因為它不但給齣瞭局部振蕩模式的更好解析度，而且可用於單一符號的信號數據，不管該信號數據是正值或是負值，或沒有過零點。
　　……

前言/序言

《微觀尺度下的物理現象與宏觀工程的關聯：一種新興的分析視角》 本書旨在探索一種全新的視角，以理解和解決我們在工程實踐中遇到的復雜問題。在傳統的工程分析方法中，我們常常將宏觀現象與微觀機理割裂開來，各自采用不同的工具和理論進行研究。然而，越來越多的前沿研究錶明，微觀尺度的物理行為，無論是材料內部的晶格振動，還是介質中的彈性波傳播，亦或是流體中的湍流渦結構，都對宏觀工程係統的性能、穩定性和可靠性産生著至關重要的影響。本書便緻力於填補這一認識上的鴻溝，深入剖析微觀物理過程如何直接映射到宏觀工程錶現，並提供一套係統性的分析框架，以指導工程師們更精準地理解和操控工程係統。 第一章：從原子振動到材料特性——微觀世界的宏觀印記 本章將從最基本的物理層麵——原子和分子的振動——齣發，探討其如何構成材料的宏觀彈性、熱學及電學特性。我們將迴顧晶格動力學理論，介紹聲子（phonon）的概念，並闡述晶格振動對材料的楊氏模量、泊鬆比、熱導率等關鍵參數的影響。在此基礎上，我們將深入分析不同材料結構（如晶體、非晶體、聚閤物）的微觀振動模式如何導緻其宏觀性能的差異。例如，為何某些閤金在高溫下依然保持優異的力學強度，而另一些材料則容易發生塑性變形。我們將通過分析材料內部原子鍵的特性、排列方式以及它們之間的相互作用，來解釋這些宏觀現象。 具體而言，我們將探討： 晶格振動的本徵模式： 介紹橫波和縱波在晶格中的傳播，以及它們與宏觀聲速的聯係。 聲子譜與材料響應： 探討不同聲子模式的能量分布，以及它們如何影響材料的比熱容和熱膨脹係數。 缺陷對晶格振動的影響： 分析點缺陷、位錯、晶界等微觀缺陷如何散射聲子，從而降低材料的熱導率和影響其力學性能。 量子效應的宏觀體現： 簡要介紹在低溫下，量子效應如何影響材料的導電性和磁性。 我們將通過一係列具體的材料實例，如金屬、陶瓷、半導體和聚閤物，來展示微觀原子振動如何塑造其宏觀的工程應用價值。例如，在高溫閤金的設計中，理解晶格缺陷如何影響聲子散射，對於提高材料的高溫強度和抗蠕變性能至關重要。在半導體器件的設計中，微觀電子-聲子耦閤是決定器件性能和功耗的關鍵因素。 第二章：波在介質中的傳播與能量耗散——從地震波到超聲檢測 本章將聚焦於波在連續介質中的傳播行為，並探討能量如何在傳播過程中發生耗散。我們將從經典的波動方程齣發，分析不同類型波（如P波、S波、錶麵波）的傳播特性、速度及其在不同介質中的變化規律。在此基礎上，我們將深入研究波傳播過程中的關鍵物理現象，包括反射、摺射、衍射以及最重要——衰減。 我們將詳細分析引起波衰減的內在機製，例如： 粘滯耗散： 討論流體介質的粘度如何將彈性勢能轉化為熱能，導緻波的衰減。 摩擦耗散： 分析固體材料內部微觀滑動、顆粒間的摩擦以及界麵之間的相互作用如何引起能量損耗。 共振效應： 探討介質結構與波的頻率匹配時發生的共振現象，以及其對能量傳輸的影響。 散射效應： 分析介質中的非均勻性、顆粒、孔隙等對波的散射作用，以及由此造成的能量損失和波形畸變。 我們將以地震波的傳播為例，闡述如何通過分析地震波的到達時間、振幅變化和頻率特徵，來推斷地下地質結構的復雜性，並為地震預測和災害評估提供依據。同時，我們將介紹超聲波檢測技術在材料無損評價中的應用，例如通過檢測超聲波的衰減程度和迴波特徵，來識彆材料內部的缺陷、裂紋和夾雜物。 本章還將涵蓋： 相速度與群速度： 區分兩種速度的概念，並探討它們在解釋復雜波現象中的作用。 頻散（Dispersion）： 闡述波速隨頻率變化的現象，以及其在信號傳播和信息傳遞中的重要性。 非綫性效應： 簡要介紹在強波場作用下，介質的非綫性響應如何改變波的傳播特性。 通過理解波在介質中的傳播與能量耗散機製，我們可以更好地設計和優化聲學器件、地震勘探設備、醫學成像設備等。例如，在設計高效的聲學吸聲材料時，我們需要深入研究材料內部微觀結構如何增強聲波的散射和摩擦耗散。 第三章：流體中的湍流與混沌——微觀渦結構的宏觀影響 本章將轉嚮流體動力學領域，重點關注湍流現象及其與工程應用之間的深層聯係。我們將從流體的基本守恒定律齣發，介紹納維-斯托剋斯方程，並探討其在描述流體運動中的核心地位。然而，由於湍流的復雜性和混沌特性，直接求解納維-斯托剋斯方程在許多情況下是極其睏難的。因此，本章將側重於理解湍流的統計學特性和微觀渦結構，以及它們如何影響宏觀的流動行為。 我們將深入剖析湍流的幾個關鍵方麵： 湍流的統計學描述： 介紹平均流、脈動流、雷諾應力等概念，以及如何通過統計方法來描述湍流的宏觀影響，例如阻力、傳熱和混閤效率。 渦的尺度級聯： 闡述湍流能量如何在不同尺度的渦結構之間進行傳遞，從大尺度渦到小尺度渦，直至能量耗散進入粘滯尺度。 微觀渦結構與宏觀輸運： 探討微觀渦結構（如渦絲、渦核）在促進動量、能量和物質混閤中的作用。例如，在燃燒過程中，湍流渦結構如何加速燃料和氧化劑的混閤，從而提高燃燒效率。 邊界層湍流： 分析物體錶麵邊界層內的湍流現象，以及其對氣動阻力、傳熱和聲學噪聲的影響。 湍流建模的挑戰與進展： 簡要介紹現有的湍流模型，如RANS、LES等，並討論它們在模擬復雜流動中的優缺點。 我們將以飛機機翼錶麵的氣流為例，說明湍流邊界層如何産生巨大的阻力，而改變其微觀結構（例如通過錶麵紋理設計）則有可能顯著降低阻力，提高燃油效率。我們還將探討湍流在管道流動中的應用，如如何通過優化管道內壁的粗糙度來控製湍流強度，從而影響輸送效率和能耗。 本章還將涉及： 自組織現象： 討論在某些流體係統中，微觀擾動如何自發地組織成具有宏觀規律的結構。 混沌理論在流體中的應用： 探討混沌係統對初始條件的高度敏感性，以及其在解釋某些流體現象（如天氣模式）中的意義。 通過理解湍流的微觀機製，我們可以更有效地設計高效的流體機械（如渦輪機、泵），優化傳熱設備，控製汙染物的擴散，以及提高交通工具的空氣動力學性能。 第四章：工程實踐中的微觀-宏觀耦閤分析 本章將整閤前幾章的理論知識，重點探討如何在實際工程問題中應用微觀尺度的分析方法。我們將提供一套係統性的分析框架，指導工程師如何識彆和量化微觀物理過程對宏觀工程性能的影響，並提齣相應的解決方案。 我們將討論以下關鍵點： 識彆關鍵微觀機製： 在一個具體的工程問題中，如何準確地判斷哪些微觀尺度的物理現象是決定宏觀性能的關鍵。例如，在考慮橋梁結構的疲勞壽命時，需要分析材料內部微裂紋的萌生和擴展機製。 多尺度建模與仿真： 介紹如何結閤不同尺度的計算方法，例如將微觀的分子動力學模擬與宏觀的有限元分析相結閤，以實現對復雜工程係統的全麵仿真。 實驗驗證與數據融閤： 強調微觀尺度理論分析的實驗驗證的重要性，包括介紹各種先進的實驗技術，以及如何將實驗數據與理論模型進行融閤，以提高預測精度。 材料設計與性能優化： 探討如何基於對微觀機製的深入理解，設計具有特定宏觀性能的新型材料，或者優化現有材料的微觀結構，以達到性能提升的目的。例如，通過控製閤金的晶粒尺寸和第二相粒子的分布，來改善其強度和韌性。 失效機理分析與壽命預測： 闡述如何通過分析微觀尺度的失效機理，例如應力腐蝕開裂、疲勞斷裂、磨損機製等，來預測工程結構的壽命，並提齣有效的預防措施。 案例研究： 本章將穿插多個具體的工程案例，例如： 高強度鋼的開發： 分析微觀晶體結構和第二相粒子對鋼材強度的貢獻。 復閤材料的界麵行為： 探討縴維與基體之間微觀界麵的粘結性能如何影響復閤材料的整體力學性能。 半導體器件的可靠性： 分析電遷移、熱應力等微觀機製如何導緻器件失效。 燃燒器的火焰穩定性： 解釋湍流渦結構和化學反應之間的耦閤如何影響火焰的穩定性和燃燒效率。 本書的最終目標是賦予工程師一種全新的思維方式，使他們能夠超越傳統的工程範式，深入到物理現象的本質，從而在復雜多變的工程挑戰麵前，找到更具創新性和有效性的解決方案。我們相信，對微觀世界與宏觀工程之間深刻聯係的理解，將是未來工程技術發展的重要驅動力。

評分☆☆☆☆☆

從內容上看，我希望《局域波分析理論及工程應用》能夠為我提供一種全新的視角來審視那些我熟悉的工程問題。很多時候，我們習慣於用宏觀的、全局的眼光去理解和解決問題，但現實世界的復雜性往往就隱藏在那些被忽略的局部細節之中。這本書記載的“局域波分析”，聽起來就像是一種“放大鏡”和“顯微鏡”的結閤，能夠讓我們深入到現象的“肌理”之中。我好奇這本書會從哪些學科的角度切入？是側重於數學模型的嚴謹推導，還是偏嚮於工程算法的實現技巧？又或者，它會巧妙地融閤兩者，通過紮實的數學基礎來支撐實用的算法開發？我希望書中能夠提供不同類型局域波的分類和辨析，以及它們在不同介質中的傳播特性。如果能再加入一些關於如何利用機器學習或人工智能技術來輔助局域波分析的討論，那將更加契閤當下的技術發展趨勢。我期望這本書能夠像一本“武功秘籍”，傳授我一套能夠“化繁為簡，洞察鞦毫”的分析利器，讓我能夠更有效地應對那些看似棘手卻蘊藏著關鍵信息的工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它對前沿研究成果的快速響應和整閤能力。在當今科學技術飛速發展的時代，掌握最新的理論工具，並將其應用於解決實際工程難題，顯得尤為迫切。《局域波分析理論及工程應用》這本書，正如其名，似乎正是扮演著這樣一個橋梁的角色。我尤其感興趣的是它如何將抽象的“局域波分析”理論，轉化成切實可行的工程應用。這不僅僅是理論的羅列，更需要對不同工程領域——比如聲學、電磁學、力學乃至生物醫學信號分析——中的具體問題進行細緻的解構，並提齣針對性的解決方案。想象一下，在醫療診斷領域，如何通過分析局部組織産生的微弱生物電信號，來早期發現病變？或者在航空航天領域，如何通過監測飛行器錶麵局部的應力波，來預警結構性損傷？這本書如果能夠提供這方麵的思路和方法，哪怕隻是引導性的，也足以讓我感到振奮。我期待它能涵蓋從理論基礎的構建，到算法的實現，再到實際案例的驗證，形成一個完整的知識鏈條，讓讀者不僅知其然，更知其所以然，並能觸類旁通，將所學應用於自己感興趣或正在研究的領域。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱《局域波分析理論及工程應用》，腦海中立刻浮現齣在一些復雜的工程場景下，如何精準定位和理解局部異常的睏擾。在很多工程項目中，我們常常會被整體趨勢所迷惑，而忽略瞭那些隱藏在細節中的關鍵信息。這本書的名字“局域波分析”，正是一種對這種“局部”洞察的強調。我非常期待它能為我打開一扇新的窗戶，讓我能夠以一種更加細膩和深入的方式來理解物理現象。我設想這本書會從多個維度去闡述“局域波”的概念，可能包括其數學本質、傳播機製、以及在不同物理場中的錶現形式。更重要的是，我希望它能詳細介紹如何將這些理論應用於具體的工程問題。例如，在城市軌道交通的結構健康監測中，如何通過分析局部應力波的變化來預警結構損傷？或者在環境監測領域，如何通過分析局部大氣波動的異常來預測極端天氣事件？如果這本書能夠提供一套行之有效的分析流程和相應的技術工具，並將理論與實踐緊密結閤，那麼它將成為我寶貴的學習資源。

評分☆☆☆☆☆

初次捧讀這本《局域波分析理論及工程應用》，我懷揣著對理論深度和實踐價值的雙重期待。這本書的名字本身就透露齣一種嚴謹而前沿的氣息，尤其“局域波分析”這個概念，在我看來，它觸及瞭信號處理和物理現象分析的核心，暗示著一種對局部細節的精細洞察能力，這在很多復雜工程問題中至關重要。我期待它能為我提供一套係統性的分析框架，能夠剝離掉信號中的噪聲和全局乾擾，專注於那些真正具有指示意義的局部特徵。例如，在地震波的傳播分析中，傳統的全局模型往往難以捕捉到地質構造的不連續性和局部異常引起的復雜波形變化，而“局域波分析”如果能提供更精細的工具，必將大大提升預測的準確性。同樣，在材料科學領域，材料內部微觀結構的缺陷如何影響宏觀力學性能，也常常錶現為局部的波傳播異常，這本書若能深入淺齣地闡釋這些原理，並給齣相應的工程化解決方案，對我而言將是無價之寶。我設想書中可能會詳細介紹幾種經典的局域波分析算法，比如小波變換的變種，或者專門針對某些特定場景設計的局部譜分析技術，並輔以大量的案例分析，讓我能夠將理論知識與實際操作緊密結閤。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我一種沉靜而專業的感覺，暗示著其內容的深度和學術性。《局域波分析理論及工程應用》這個標題，勾起瞭我對信號分析領域一種更精細化方法的探索欲望。在我個人的工程實踐中，常常會遇到一些信號，它們的全局特徵並不明顯，但卻在某些局部區域蘊藏著重要的信息，例如傳感器數據中的短暫異常脈衝，或者係統運行過程中發生的瞬時擾動。如何從海量、噪聲乾擾嚴重的信號中，精確地捕捉並分析這些“瞬時”、“局部”的波信號，是我一直思考的問題。這本書如果能夠為我提供一套係統的理論框架和實用工具，來解決這類問題，那我將感到無比欣喜。我尤其關注它在“工程應用”這一部分，期待它能提供跨學科的應用案例，例如在工業故障診斷中，通過分析設備振動信號的局部異常來預測潛在的故障；或者在通信係統中，如何利用局域波特徵來增強信號的魯棒性。希望這本書能夠打開我的思路，為我提供解決實際工程難題的創新方法。