本文主要探讨了如何使用MATLAB软件工具实现Abel变换的数值反演过程。在物理和工程领域中,Abel变换和其逆变换在处理轴对称分布的数据时有着广泛应用,例如在光谱学和粒子物理学中。文章首先介绍了理论反演公式的背景,并指出了直接求导可能带来的噪声放大问题,为了解决这个问题,文章提出了使用离散正则化方法来获得测量值的导数的稳定近似值。 为了进一步处理奇异积分的问题,文章构造了带权重的Gauss型求积公式。具体实现时,首先对测量数据施加了不同的噪声水平,以便于测试数值反演方法在噪声影响下的稳健性。通过构造三次Hermite插值来逼近所需求解的函数与导数,然后求导得到y'(x),进而进行数值反演。利用Gauss型求积公式,得到了y'(x)的稳定近似。 在仿真部分,作者展示了在不同噪声水平下,数值反演方法的实施结果。实验结果显示,即使在噪声干扰的情况下,拟合值仍然围绕标准值上下波动,但是随着噪声水平的增加,拟合值的波动幅度会显著增加。附录中给出的MATLAB代码详细演示了数值计算的全过程,包括采样点的设置、噪声的施加、正则化参数的选择、Hermite插值公式的应用、奇异积分的处理等关键步骤。 文章还详细解释了如何通过Hermite插值公式来逼近所需的函数,进而计算得到y'(x)。Hermite插值公式通过考虑函数值以及其导数在插值点的信息,能够提供更精确的函数逼近。此外,还展示了如何通过MATLAB内置函数求解线性方程组以及如何绘制和对比计算值和实际值。 本文通过MATLAB为Abel变换的数值反演提供了一套完整可行的实现方案。文章的仿真结果表明,即使在噪声水平较高的情况下,该方案仍能较好地还原出原始数据的逆变换,具有较好的稳定性和可靠性。
2025-10-19 13:44:31 320KB MATLAB 数值反演
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煤岩材料作为一种天然非均匀不连续材料,实验室里很难获得其可重复性实验结果。文章基于PFC2D离散元软件,采用数值实验反演煤岩材料参数,得到煤岩材料变形破坏的主控参数。利用软件模拟煤岩单轴压缩变形破坏过程,对比数值模拟结果和实验室实验结果,验证了数值反演模拟对于研究煤岩类天然材料变形破坏的可行性数值模拟结果,可以为工程实际应用提供理论及数据支持。
2022-06-27 12:35:56 1.02MB 行业研究
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拉普拉斯变换的求逆是求解复杂线性系统的一个非常重要的过程。 函数 f(t)=INVLAP(F(s)) 提供了一种简单、有效和合理准确的方法来获得结果。 它基于论文: J. Valsa 和 L. Brancik:拉普拉斯变换数值反演的近似公式,Int。 数值建模杂志:电子网络、设备和领域,卷。 11, (1998),第 153-166 页变换 F(s) 可以是复变量 s^α 的任何合理函数,其中 α 是整数或非整数实指数。 因此,函数 INVLAP 甚至可以解决分数问题,并且可以对包含有理、无理或超越表达式的函数 F(s) 求反。 该函数不需要计算 F(s) 的极点和零点。 它基于自变量 s 的选定复数值的 F(s) 值。 由此产生的计算错误可以以 CPU 时间为代价保持在任意低的水平。 对于当今的计算机及其速度,这不会造成任何严重限制(参见示例)。
2021-10-08 23:15:45 25KB matlab
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