静电放电对电子设备能量耦合的理论建模研究

本项目主要研究静电放电（ESD）电磁脉冲与电子设备之间的能量耦合规律建立其数理模型以确定ESD参数与电子系统受干扰形成的过电压或脉冲电流之间的定量关系。.利用实测电流和IEC标准电流波形，综合考虑整个放电过程包括快放电和慢放电两部分，建立一个与IEC标准波形相吻合的ESD电流解析表达式。在此基础上建立一种改进型的适合于从放电点附近到无限远处整个空间电磁场计算的电磁场模型。.利用研制的测试系统对典型

混成系统是近些年来学术研究的热点领域之一，其主要特征表现为物理进程和计算进程的深度融合，广度交互，混成系统的异构性、复杂的时间约束性、一定的时间可预测性、更高的安全性以及交互的复杂性和不可预测性，给这类系统的描述、设计、分析和验证带来了巨大的挑战。如何保证信息物理融合系统的正确性业已成为国内外工业界和学术界的难题之一。本项目发展了一种混成系统的建模语言和基于事件的建模方法，引进了when型程序和Until型程序分别用来处理离散行为变迁和连续模式切换，形式化地描述了混成系统的行为和性质，提出了混成建模语言的若干语义模型，我们首先以公理化的方法描述基本原子反应和组合算子的含义，探讨混成建模语言的规范型，揭示了混成系统行为的基本模式，所有不同语法形式的混成程序都可以利用代数规则转化为规范型，从而将程序行为的语义分析转化为程序规范型的语法分析，为混成系统的分析和验证提供坚实的语义基础。研究了混成系统的中断机制，构造中断程序的描述语言和语义模型，发展了混成系统中断机制的分析方法和验证技术，如：中断程序的总体执行时间、不同中断类型的中断点检查以及中断次数统计。运用提出的建模技术，对自动驾驶、车联网、多智能体等实例系统进行建模和分析，为其他类型混成系统的分析和验证提供了参考和思路。该项目共发表学术论文12篇，其中SCI论文4篇，EI论文8篇，CCF B类论文3篇，CCF C类论文4篇。

信息物理融合系统Cyber-Physical System（简称CPS）是近些年来学术研究的热点领域之一。其主要特征表现为物理进程和计算进程的深度融合，广度交互。如何保证信息物理融合系统的正确性业已成为国内外工业界和学术界的难题之一。要保证CPS系统的正确性首先要解决的问题就是将物理进程和计算进程集中在同一框架下做分析推理。本项目致力于为CPS提供新的混成建模语言，深入研究物理进程和计算进程的交互机制，并建立具有严密数学基础的指称语义模型和代数语义模型，构建相应的代数演算系统和代数规范型。在此基础上，利用代数重写规则，发展有效的代数精化理论和程序分解理论，从而为CPS的分析、设计、实现和验证提供坚实的理论基础。

分层材质建模与绘制是目前计算机图形领域研究的热点和难点。由于分层材质能够更精确地描述现实世界中的材质，其在图形绘制中的应用可以显著提高绘制结果的物理真实感。本项目将从微面元理论的角度研究分层材质的建模与绘制技术，详细探讨基于微面元理论的材质模型中法向分布、Fresnel反射和微面元间阴影遮挡等在扩展到处理分层材质时的计算方式，着重讨论多次内反射、层内介质散射和吸收对次表面反射效果的影响，并基于adding-doubling方法推广到处理多层分层材质。最后，通过在离线绘制引擎和实时绘制场景中的应用来验证本项目提出的分层材质模型的有效性和高效性。相比于传统的分层材质模型，基于微面元理论的分层材质模型具有高效性、统一性、轻量级以及可扩展性等优势。本项目是材质建模与绘制方面的基础性研究工作，具有重要的学术意义和应用价值。