检索结果-内蒙古大学图书馆

计算数学 2023年第2期45卷 141-159页

作者：刘歆中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室中国科学院大学

在电子结构计算领域,Kohn-Sham方程是最为广泛使用的数学模型之一.然而,由于现有的交换关联能近似仍存在缺陷,Kohn-Sham方程无法较好地描述强关联多电子体系.近年来,有学者从密度泛函理论的强相关极限出发,提出了严格关联电子能量的优... 详细信息

在电子结构计算领域,Kohn-Sham方程是最为广泛使用的数学模型之一.然而,由于现有的交换关联能近似仍存在缺陷,Kohn-Sham方程无法较好地描述强关联多电子体系.近年来,有学者从密度泛函理论的强相关极限出发,提出了严格关联电子能量的优化模型.该模型有望弥补Kohn-Sham方程的缺陷,从而拓宽密度泛函理论的应用面.由于在该模型中存在维数灾难,近年来,它的一些低维转化模型陆续被提出.在本文中,我们将介绍严格关联电子能量的优化模型、它的研究重点以及现有的一些低维转化模型.我们也将介绍这些转化模型的数值求解方法,并探讨未来的研究方向.

关键词：强关联多电子体系电子结构计算维数灾难低维转化可扩展性

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基于矩方法的聚合寿命数据分析

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系统科学与数学 2025年

作者：宋锴中国科学院数学与系统科学研究院

在工程实际中,通常难以获得单个部件的精确失效时间,相反,仅仅知道部件失效的次数和系统运行的总时长,即,聚合寿命数据.基于此种数据对寿命分布进行推断是十分具有挑战性的.本文提出了基于矩的点估计方法,并采用偏差校正Bootstrap方法... 详细信息

在工程实际中,通常难以获得单个部件的精确失效时间,相反,仅仅知道部件失效的次数和系统运行的总时长,即,聚合寿命数据.基于此种数据对寿命分布进行推断是十分具有挑战性的.本文提出了基于矩的点估计方法,并采用偏差校正Bootstrap方法来构建感兴趣量的置信区间.极大似然方法需要写出聚合寿命数据的似然函数,这仅对少数几个具有卷积运算封闭性质的分布才适用.与之相比,所提方法规避了似然函数,因此能适用于更多的分布类型.最后,本文通过模拟研究和实证分析对所提方法进行了验证和说明.

关键词：区间估计对数正态分布矩方法可靠性威布尔分布

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回音室机制及邻居效应研究

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系统工程理论与实践 2024年

作者：黄晓辉唐锡晋中国科学院数学与系统科学研究院中国科学院大学

知悉回音室的结构和形成机制，对打破信息茧房，消除过滤气泡，缓解在线社交媒体中信息窄化和群体极化等现象有着重要意义. 为此本文对观点互动网络建模，构建用户立场和邻居立场两个指标来描述网络中立场分布，并从三个角度建立了可衡... 详细信息

知悉回音室的结构和形成机制，对打破信息茧房，消除过滤气泡，缓解在线社交媒体中信息窄化和群体极化等现象有着重要意义. 为此本文对观点互动网络建模，构建用户立场和邻居立场两个指标来描述网络中立场分布，并从三个角度建立了可衡量网络中回音室状态的效应函数. 为进一步探讨网络中邻居效应对回音室内用户立场的影响，构建网络因果推断模型，使用剂量-效应函数描述邻居效应对用户立场转变的影响. 本文使用国内外两个关于俄乌讨论的数据集进行实证分析，实验结果表明了所构建的回音室效应函数对量化网络中回音室状态的有效性，以及在回音室结构中邻居状态不仅会强化相似观点用户的立场，并且也会使意见相斥的用户立场往群体立场偏移，进一步强化回音室结构.

关键词：回音室观点互动网络群体极化因果推断

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胶囊聚合注意力机制求解车辆路径规划问题

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Science China Mathematics 2024年

作者：师瑞阳牛凌峰戴彧虹中国科学院大学数学科学学院中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心中国科学院大数据挖掘与知识管理重点实验室中国科学院大学经济与管理学院中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所

近年来,深度学习在求解车辆路径规划问题(vehicle routing problem, VRP)中展示出巨大潜力.注意力机制在其中发挥着重要作用,已成为提高求解质量的关键模块,但其加和聚合范式不足以充分捕捉VRP实例中丰富的信息.针对该问题,本文提出一... 详细信息

近年来,深度学习在求解车辆路径规划问题(vehicle routing problem, VRP)中展示出巨大潜力.注意力机制在其中发挥着重要作用,已成为提高求解质量的关键模块,但其加和聚合范式不足以充分捕捉VRP实例中丰富的信息.针对该问题,本文提出一种新的胶囊聚合注意力机制.它使用胶囊存储更多的信息,应用动态路由机制进行信息聚合,利用软门控胶囊选择器来区分不同胶囊的重要性,并修改解码过程中的上下文节点向量以反映状态变化.基于上述改进,本文设计了一种强化学习框架下求解VRP的新型图注意力网络,并通过大量数值实验证明了所提出方法的有效性.

关键词：车辆路径规划问题胶囊网络注意力机制

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基于分子动力学方法的致密砂岩储层CO_(2)驱油研究进展

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天然气工业 2024年第4期44卷 146-159页

作者：余涛李琦谭永胜陈博文胡海翔岩土力学与工程国家重点实验室·中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院大学

随着致密砂岩储层CO_(2)-EOR项目的不断增加,亟需对CO_(2)与致密砂岩储层流体在孔隙介质中的相互作用机理进行研究,但室内实验难以观察到CO_(2)与流体在孔隙通道中的动态过程,而分子动力学模拟则可以弥补传统实验和数值方法的不足。为此... 详细信息

随着致密砂岩储层CO_(2)-EOR项目的不断增加,亟需对CO_(2)与致密砂岩储层流体在孔隙介质中的相互作用机理进行研究,但室内实验难以观察到CO_(2)与流体在孔隙通道中的动态过程,而分子动力学模拟则可以弥补传统实验和数值方法的不足。为此,围绕该方法在CO_(2)-EOR研究中的2大重点——界面行为与受限空间运移行为,对包括萃取、溶胀、降黏、降低界面张力、最小混相压力、润湿性等6个方面界面行为的相关研究成果进行了系统梳理,结合前人对CO_(2)与致密砂岩储层流体在受限空间中运移行为的研究成果,提出了分子动力学在致密砂岩储层CO_(2)-EOR研究中的关键科学问题。研究结果表明:①分子动力学能够很好地将CO_(2)萃取原油中—轻烃组分的过程进行可视化,建议根据原油实际组分构成分析CO_(2)的萃取能力,从而弄清CO_(2)萃取原油中各组分的优先顺序及效率;②有关CO_(2)分子对原油溶胀降黏作用的研究,大多数成果中的原油组分体系较为单一,建议根据实际储层的原油组分,系统探讨高温高压条件下CO_(2)的溶胀降黏作用;③对于CO_(2)与油水两相之间界面张力的研究更多是在体相中进行展开,而在纳米受限空间界面行为的研究还有待完善;④有关地层水在孔隙壁面的润湿性研究,对不同因素之间的协同效应影响润湿性的机理尚不明确。结论认为,随着量子力学研究的不断深入以及计算性能的日益强大,该方法可以在更大尺度上进行复杂体系的计算,以其为基础的油藏、页岩油气藏CO_(2)-EOR机理等研究将会取得较大的突破。

关键词：分子动力学 CO_(2)驱油致密砂岩储层溶胀降黏界面张力最小混相压力界面行为受限空间流动

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深度湍流条件下激光往返传输漂移特性的实验探究

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 173-182页

作者：李昕淼梅海平张骏昕李艳玲邓涵凌陶志炜中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所、中国科学院大气光学重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥230026 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037

为探究深度湍流条件下激光往返传输的漂移特性,基于修正的Rytov理论,推导了深度湍流条件下光束漂移角方差表达式。搭建了折返路径激光成像探测系统,实验获取了1 km和7 km传输路径上不同时段激光光斑的回波图像和大气相干长度。利用回波... 详细信息

为探究深度湍流条件下激光往返传输的漂移特性,基于修正的Rytov理论,推导了深度湍流条件下光束漂移角方差表达式。搭建了折返路径激光成像探测系统,实验获取了1 km和7 km传输路径上不同时段激光光斑的回波图像和大气相干长度。利用回波图像计算了漂移角均方差及其各向异性因子并与理论对比。结果表明:漂移角均方差和大气相干长度随时间变化具有明显周期性,两者变化同步,但趋势相反。1 km传输路径上,漂移角均方差在2~24μrad之间波动。而7 km传输路径上漂移角均方差在4~26μrad之间波动。通过对比Kolmogorov理论、Von Karman理论、Exponential理论和修正的Rytov理论模型下漂移角均方差与实测值的相对偏差发现:基于Von Karman理论的模型与1 km传输路径上漂移角均方差的实测值更为吻合,平均相对偏差约为18.20%,基于修正Rytov折射率功率谱理论的模型与7 km传输路径上漂移角均方差的实测值更为吻合,平均相对偏差约为21.09%。在1 km和7 km传输路径上,漂移特性均随着大气相干长度的减小而趋于各向同性。相关实验结果进一步揭示了深度湍流下往返路径传输激光漂移的机理,对于长距离空间光通信维持稳定通信链路具有一定参考价值。

关键词：深度湍流折返路径激光光斑漂移角均方差大气相干长度

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体心立方多主元合金中原子应变的计算模拟

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物理学报 2025年第8期74卷 14-22页

作者：宋倩倩张博召丁俊西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 中国科学院宁波材料技术与工程研究所前沿交叉科学研究中心宁波315201

多主元合金,亦称为高熵合金,作为一种新型合金材料,因其优异的力学性能和热稳定性在多个领域展现出巨大的应用潜力.本文采用分子动力学模拟方法,以3种典型的体心立方结构多主元合金——TaWNbMo,TiZrNb和CoFeNiTi为研究对象,系统研究了... 详细信息

多主元合金,亦称为高熵合金,作为一种新型合金材料,因其优异的力学性能和热稳定性在多个领域展现出巨大的应用潜力.本文采用分子动力学模拟方法,以3种典型的体心立方结构多主元合金——TaWNbMo,TiZrNb和CoFeNiTi为研究对象,系统研究了合金中的原子局域晶格畸变特征及其影响因素.通过冯·米塞斯应变和体积应变作为描述符,定量分析了合金中原子应变的分布及其与晶格畸变的关系.研究结果表明,晶格畸变越大,冯·米塞斯应变和体积应变的分布范围越广,且应变值显著增大.进一步分析发现,合金中的原子半径差异、化学短程有序结构以及温度均显著影响原子应变.具体而言,原子半径差异越大,体积应变越大,而化学短程有序结构的形成有助于减小晶格畸变和原子应变.温度的升高则会导致晶格振动加剧,从而增大原子应变.本文的研究为理解高熵合金的微观力学行为提供了新的视角,并为其在高温和极端环境下的应用设计提供了理论支持.

关键词：多主元合金晶格畸变原子应变分子动力学模拟

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海洋环境PVD抗磨蚀防护涂层的研究进展

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中国表面工程 2024年第6期37卷 1-20页

作者：郭鹏陈仁德李昊杨葳西村一仁柯培玲汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室宁波315201

先进表面涂层防护技术是海工装备关键金属运动系统磨损与腐蚀防护、保障海工装备高性能长寿命可靠服役的关键途径。其中,物理气相沉积(PVD)抗磨蚀防护涂层材料兼具耐老化、耐磨性、耐腐蚀等优势,特别是可满足深海或远海机械系统相关精... 详细信息

先进表面涂层防护技术是海工装备关键金属运动系统磨损与腐蚀防护、保障海工装备高性能长寿命可靠服役的关键途径。其中,物理气相沉积(PVD)抗磨蚀防护涂层材料兼具耐老化、耐磨性、耐腐蚀等优势,特别是可满足深海或远海机械系统相关精密运动部件的高可靠性与稳定性要求,是抗磨蚀防护的有效技术手段之一。围绕海洋环境PVD抗磨蚀防护涂层材料及应用技术发展现状,重点介绍现有防护涂层材料体系,碳基、氮基涂层因优异耐磨及耐腐蚀性能而获得较多关注,改善膜基界面结合强度及涂层致密性等是提升其抗磨蚀性能的关键因素,而高熵涂层及过渡金属二硫属化物(TMD)涂层磨蚀防护性能也成为基础及应用研究的热点。总结主要的涂层磨蚀评价方法,目前在外加电位下开展涂层磨蚀测试性能评价的应用较多,引入理论计算研究涂层磨蚀性能及相关失效机理已逐渐开展。围绕疲劳/重载下磨蚀防护需求,介绍PVD复合喷涂、微弧氧化、热处理等兼具高承载、长寿命的复合强化抗磨蚀防护涂层材料技术的新进展。列举PVD抗磨蚀涂层在海水传动液压马达和液压泵、船舶低速柴油机柱塞、水下安全阀、钻井泵阀体阀座以及涉海直升机操纵杆等核心涉海装备部件上的典型应用,并对海洋环境PVD抗磨蚀防护涂层的未来发展方向进行思考与展望,为进一步发展高性能海洋抗磨蚀涂层材料技术提供参考。

关键词：海洋环境物理气相沉积(PVD)涂层磨蚀性能评价方法典型应用

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全海深载人潜水器控制模拟器

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哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2075-2083页

作者：杨鸣宇赵洋陶祎春卢广宇赵兵中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016

为了提高载人潜水器联调效率、增强技术扩展的可验证性,实现潜水器故障离线模拟仿真以及潜航员路基训练的目的,本文以“奋斗者号”全海深载人潜水器控制系统为基础,结合虚拟仿真以及计算机图形图像技术,设计并开发了一套全海深载人潜水... 详细信息

为了提高载人潜水器联调效率、增强技术扩展的可验证性,实现潜水器故障离线模拟仿真以及潜航员路基训练的目的,本文以“奋斗者号”全海深载人潜水器控制系统为基础,结合虚拟仿真以及计算机图形图像技术,设计并开发了一套全海深载人潜水器控制模拟器。该模拟器可实现潜水器在研制过程中控制系统本体功能验证与同步调试,以安全为基础提高研制效率;在潜水器运维过程中,可实现本体故障模拟复现、故障分析、模拟调试、潜水器下潜过程数据回放、潜航员模拟训练及科普展示等功能,既提高了潜水器联调效率,又能增强潜水器的安全性与可靠性,同时为我国模拟仿真装备的设计、开发与制造提供借鉴。

关键词： “奋斗者号” 载人潜水器控制系统虚拟系统仿真验证三维建模三维视景虚拟驾驶

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新冠病毒物体表面存活时间的统计建模和评估方法

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应用与环境生物学报 2024年

作者：王丁一王成杰胡庆培中国科学院数学与系统科学研究院中国科学院大学同济大学电子与信息工程学院上海自主智能无人系统科学中心

新冠病毒的流行导致了一场全球公共卫生危机，给全世界人民的生命安全造成了极大威胁。因此准确量化评估新冠病毒在不同物体表面的生存时间对于疾病预防和病毒消杀有着重要意义，而现有研究缺少关于删失病毒生存数据分析的统计学方法比... 详细信息

新冠病毒的流行导致了一场全球公共卫生危机，给全世界人民的生命安全造成了极大威胁。因此准确量化评估新冠病毒在不同物体表面的生存时间对于疾病预防和病毒消杀有着重要意义，而现有研究缺少关于删失病毒生存数据分析的统计学方法比较。本文旨在系统地比较常用统计学方法在病毒稳定性评估中的应用，并进一步考虑方法的扩展、贝叶斯先验选取等问题。通过分析带有下检测限和区间删失的病毒生存数据，比较了最小二乘法、极大似然法和贝叶斯方法等病毒生存时间估计方法在点估计和置信区间上的表现。理论推导、实例分析以及大量模拟实验结果表明普通最小二乘估计具有较大的偏差，可能达到其它方法的几倍甚至几十倍。作为最小二乘法应用于区间删失数据的扩展，Buckley-James估计有效地降低了偏差。通过数值模拟详细讨论了贝叶斯先验选取对病毒生存时间估计的影响，发现弱信息先验在保证估计精度的同时具有先验选取的鲁棒性。本研究表明对于删失病毒生存数据的建模分析，Buckley-James估计显著改进了普通最小二乘估计，极大似然法和基于弱信息先验的贝叶斯方法对病毒生存时间的估计更加准确和稳健。（图4 表3 参32）

关键词： SARS-CoV-2 寿命估计 Buckley-James估计极大似然法贝叶斯方法

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