检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：束安中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

学位级别：博士

科学技术的进步不断促进着人类对浩瀚太空的探索,航天活动日趋频繁,越来越多的卫星被送入太空。随着空间航天器和碎片的增多,应用于空间碎片移除、失效航天器回收、燃料加注,以及在轨维修升级等任务的非合作航天器在轨服务技术越来越受... 详细信息

科学技术的进步不断促进着人类对浩瀚太空的探索,航天活动日趋频繁,越来越多的卫星被送入太空。随着空间航天器和碎片的增多,应用于空间碎片移除、失效航天器回收、燃料加注,以及在轨维修升级等任务的非合作航天器在轨服务技术越来越受到各国研究人员的关注,成为航天领域研究的热点。在轨服务技术的关键在于两航天器近距离阶段解决对非合作目标相对位姿的高精度实时测量的难题。本文研究了空间非合作目标的三目立体视觉位姿测量技术,主要包括汇聚式三目立体视觉测量数学模型、非合作目标对接环快速识别、显著特征提取、特征点三目交叉极线约束匹配、立体视觉位姿测量、算法嵌入式平台移植优化以及DSP多核并行处理等关键技术的研究。针对立体视觉测量数学模型,分析了视觉相机的成像机理,推导了空间点2D图像坐标与3D空间坐标之间的一一映射关系;分析了双目立体视觉理论模型、立体视觉极线约束准则和三目立体视觉测量模型,论证了三目立体视觉测量的可行性。研究测量模型的结构参数配置与测量精度之间的关系,以及立体视觉相机位置摆放结构与有效探测视场之间的关系,为汇聚式三目立体视觉模型的系统构型和最优配置提供了理论依据。通过三目测量系统的单目相机标定和立体视觉标定,以及相机坐标系与世界坐标系之间的全站仪外测方案设计,得到三目测量系统的内外参数,为非合作目标的立体视觉高精度位姿测量奠定了基础。针对非合作目标表面的显著几何特征(对接环椭圆特征和显著特征点),研究多椭圆特征的改进弧支撑线段拟合算法和显著特征点检测算法。首先,针对复杂场景下的大尺寸、多椭圆特征的非合作目标图像,提出改进弧支撑线段椭圆拟合算法:根据图像的噪声特性利用双边滤波算法对其进行保边降噪的预处理工作;在椭圆参数拟合的过程中根据对接环内外环和发动机喷嘴均为同心圆的几何结构,优化弧线段分组机制,利用更多的椭圆边缘弧段拟合精确的椭圆参数,提高了初始椭圆集合到最终椭圆参数的转化率,进一步提高了椭圆检测效率。利用立体视觉极线约束准则和对接环半径约束建立完善的椭圆筛选机制,剔除无效椭圆信息的干扰,实现正确圆环的提取。之后通过两次遍历法快速标记连通区域,并加入面积和曲率约束,提取目标表面的显著特征点。最后利用立体视觉原理重建非合作目标的对接环平面和显著特征点数据,建立目标坐标系,计算目标与视觉测量系统的相对位姿关系。针对非合作目标失稳状态下,目标的对接环和显著特征点不能稳定清晰成像的问题,将目标看作几何结构未知的非合作目标,研究基于ORB特征点匹配的三目立体视觉位姿测量方法。通过基于FAST算子和Harris算子结合的ORB算法快速检测三目图像的特征点信息,提出利用三目交叉极线约束的方法进行三目同名特征点的匹配。通过第三个相机带来的额外极线约束条件,保证了目标特征点在三目图像上几何位置的唯一性,有效避免了复杂场景下图像相似性匹配带来的特征点定位误匹配问题。从而得到较密集的匹配点数据和较高的匹配精度,提高了位姿测量方法的适用性和鲁棒性。针对在轨服务视觉测量方法难以星上自主实时位姿测量的研究现状,搭建了三目立体视觉位姿测量嵌入式平台。首先,在VC环境下编写本文的三目立体视觉位姿测量算法;接着开展三目算法向DSP6678多核嵌入式平台的移植与优化工作;其次,为了提高嵌入式平台位姿测量算法的计算效率,设计了基于数据流模型的多核处理方法,完成了从相机获取三目图像,到图像处理单元进行非合作目标关键特征提取,再到位姿处理单元立体视觉位姿解算的数据流处理模式。最终位姿测量数据的输出更新率为1Hz。为了验证本文所提方法的有效性,完成了非合作目标15.0m～1.8m运动仿真实验和非合作目标地面测试实验。目标运动仿真实验结果表明,相较于单一的双目视觉测量系统,三目视觉测量系统融合了三组两两组合的双目视觉测量结果,具有较高的位姿解算精度和安全可靠性。此外,地面测试实验结果表明,复杂场景下三目立体视觉位姿测量嵌入式平台的测试范围达到12.0m-1.7m,整体的相对位置测量精度优于1.3cm;相对姿态测量精度优于1.7°。本文通过实验验证了该方法具有较高的位姿解算精度和较高的鲁棒性,可以提供实时连续的非合作目标高精度位姿测量结果。

关键词：三目立体视觉在轨服务非合作目标相对位姿测量嵌入式平台

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红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术

红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术

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作者：辛世杰中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

学位级别：博士

红外遥感技术是采集地球数据信息的重要技术手段,具有覆盖面积广、探测时间长、机动性强等诸多特点,因而被广泛应用于农业生产、土地利用、国土资源管理、大气监测以及地质灾害检测和调查等各个领域。随着技术的不断进步,气候变化观测... 详细信息

红外遥感技术是采集地球数据信息的重要技术手段,具有覆盖面积广、探测时间长、机动性强等诸多特点,因而被广泛应用于农业生产、土地利用、国土资源管理、大气监测以及地质灾害检测和调查等各个领域。随着技术的不断进步,气候变化观测和数值天气预报等领域对红外遥感数据提出了更高要求,特别是气候变化观测要求来自红外遥感载荷的测量数据不确定度水平优于0.1K,其10年内的稳定性要求优于0.04K。要实现如此高定量化水平的目标,不仅需要稳定可靠的红外探测设备,还需要高精度的在轨红外辐射源。其中红外探测设备的正常运行需要载荷为其提供稳定的工作环境温度,而辐射源的定标性能更是与其温度直接相关。基于上述重大应用需求,本课题研究设计了红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理系统。通过对红外辐射基准载荷的系统组成进行分析,选定其中对温控需求最高的红外辐射源作为本课题设计系统的主要控制研究对象,并研究了其基本架构及溯源链路。针对红外辐射源中的各项核心组件的需求进行了分析,并分配了该辐射源的温度不确定度。在空间应用中,由于电子器件老化及其性能易受环境温度波动的影响,现有的温度测量方法会出现非线性标定性能劣化的问题,导致测量结果出现偏差。本课题在阻值比率测温方法的基础上,提出了一种新的多参考阻值比率测温方法,实质上是将铂电阻与参考电阻的比率限定在较小的范围内,减小了当铂电阻阻值远离参考电阻阻值时,电路非线性对测温结果所造成的影响。将该方法电路与目前测温水平较高的单参考阻值比率测温电路置于恒温箱中进行比较实验,实验结果表明,在5℃～45℃的环境温度下,本方法的最大测量误差约为0.004℃,而单参考阻值比率测温电路的最大测量误差约为0.03℃。因此,该方法基本解决了非线性标定劣化的问题,无需载荷对其进行精密温控,减轻了载荷的热控成本,在环境温度变化剧烈场合中的非线性标定劣化程度更小,更加适合环境温度变化剧烈的应用场景。测量领域常用数字均值滤波器来降低测量噪声,但同时也会造成信号的失真,引入不确定度,现有滤波器评价工具难以对该滤波器对测量结果的影响进行量化。为解决该问题,本课题提出了一种数字均值滤波器不确定度评定方法,通过对温度缓变对象的温度变化率分布函数进行建模,利用该模型模拟生成温度测量序列并将其输入至滤波器中,最后利用不确定度A类评定方法来进行不确定度计算。对黑体实物进行了实验分析,得到了不确定度与采样周期、均值数目的关系曲线,该评定方法为数字均值滤波器设计提供新的考虑方向。针对红外辐射源升降温控制系统进行了热力学模型研究,提出了基于TEC散温器及驱动电压双反馈模型。相较于基于TEC驱动电压的单反馈模型而言,双反馈模型的优点在于考虑了TEC散温器温度波动对温度控制的干扰,可实现干扰的超前控制。设计了基于最长循环周期线性移位寄存器序列的温控系统模型辨识方案,采用增广最小二乘法对系统模型参数进行了辨识与分析,得到该红外辐射源升降温控制系统在制冷及加热模式下的精确数学模型。针对红外辐射源温控系统模型大时滞、非线性、参数时变的特点,研究并设计了一种简化变论域模糊PID控制器,该控制器在保证变论域优点的基础上,删减了变论域中输入变量论域变换的过程。将该控制器与普通变论域模糊PID控制器、模糊PID控制器、PID控制器进行对比实验,仿真实验表明:在不同温度控制幅度下,该控制器均无超调量,而其他控制器的超调量从3.44%至6.70%不等,同时该控制器的稳定时间也要优于其他控制器。为模拟天基应用环境,于在轨真空状态中对红外辐射源温控系统样机进行了性能测试,其温控范围为-20℃～60℃,温度稳定性优于0.027K,温度均匀性优于0.072K;对空间基准红外辐射源在10m处的亮温不确定度进行了评定,其扩展不确定度优于0.143K(k=2)。对样机上微型镓相变固定点的相变温度进行了测量,可根据该相变温度对红外辐射源上铂电阻进行校准,满足ITS-90国际温度标准定义,使得红外辐射源温度具备在轨溯源能力,对提高红外辐射基准载荷的定量化水平具有重要意义。本课题研究成果支撑了航天红外遥感温度量值溯源关键技术研究及应用项目,该项目获得了2020年度中国计量测试学会科学技术进步应用研究类一等奖。

关键词：高精度温控系统辨识红外辐射源非线性校正不确定度简化变论域算法

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北京黄庄-高丽营断裂的DAS和节点地震仪联合探测研究

北京黄庄-高丽营断裂的DAS和节点地震仪联合探测研究

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作者：吕恒茹中国地震局地震预测研究所

学位级别：硕士

城市活动断层发生的直下型地震对城市的威胁巨大,特别是在断层邻近区域,破坏程度最为严重。许多城市位于沉积层区域,地震发生后,较厚的沉积层会导致地震波的场地放大效应,进一步加剧地震破坏。因此,探测城市活动断层和城市场地效应研究... 详细信息

城市活动断层发生的直下型地震对城市的威胁巨大,特别是在断层邻近区域,破坏程度最为严重。许多城市位于沉积层区域,地震发生后,较厚的沉积层会导致地震波的场地放大效应,进一步加剧地震破坏。因此,探测城市活动断层和城市场地效应研究对于提升城市抗震能力、减少地震灾害损失至关重要。近年来,分布式光纤声波传感(DAS)作为一项新兴的地球物理学观测技术,展现出巨大的潜力和广阔的应用前景。与传统探测方法相比,DAS具有低成本、时空分辨率高、部署范围广等优势。将DAS和节点地震仪联合起来探测,有望克服传统方法在城市活断层探测中的困难和挑战,为城市活断层高精度探测和浅层结构成像研究提供有力支撑。本研究采用了分布式光纤声波传感的密集观测技术,结合传统的三分量节点地震仪,在北京海淀区黄庄高丽营断裂附近进行了联合探查实验。我们在跨断层区域分别布设了长河和八里庄两条光纤,并分别对光纤记录的单道和多道噪声信号特征进行了分析,探讨了不同噪声强度下DAS数据记录的频谱差异。其次,利用DAS数据计算了互相关函数并提取了频散曲线,探究了不同因素对频散曲线质量的影响;通过提取高频瑞利面波的频散曲线,反演地下高分辨率横波速度剖面。最后,计算节点地震仪水平和垂直分量噪声频谱比(H/V)的峰值频率,获取了松散沉积厚度剖面,综合波速反演结果,认识断层在近地表沉积的起伏特征和和场地效应差异。得到的结论如下: 1)利用DAS记录的背景噪声进行面波频散曲线提取,受光缆对地耦合和背景噪声强度的影响较大。因周边交通环境不同以及耦合差的原因,长河剖面的背景噪声相对较弱,又受观测时长短影响,能够提取的频散曲线频段较窄,本文不深入讨论其地下结构;八里庄有较强的背景噪声,更有利于提取频散曲线,是本文主要研究内容。 2)八里庄S波速度剖面和H/V沉积层厚度最终结果表明一致地揭示了该区域存在明显的速度结构和松散沉积厚度跳变,断层上下盘错距超过40 m,呈现南低北高的南倾正断性质,与黄庄—高丽营断裂特征相符。H/V剖面中双峰向单一波峰的过渡也指示了断层位置变化。 3)根据断层两侧的S波速度变化和H/V峰值频率分布,可以推测两侧的地震场地响应存在共振频率和放大系数的显著差异。下盘松散沉积可能存在0.7 Hz和4.0 Hz左右的双频共振,上盘共振频率为1.0-1.7 Hz。断层的存在,增加了城市建筑抗震设防的复杂性。本文研究表明DAS具有快速获得长距离浅层速度结构的优势,并与传统的H/V方法相互补充,从而可靠地探测隐伏活断层。如果能够有效利用城市密集分布的地下光纤资源,DAS技术有望成为城市活断层探测、地震区划和地下空间探查等领域的有力工具。

关键词：分布式光纤声波传感背景噪声成像 H/V 黄庄—高丽营断裂

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刚性植被作用下复合明渠水流特性实验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2020年第4期35卷 469-478页

作者：赵卫伟景何仿王维红郭笑笑吴军涛董建强北方民族大学数值计算与工程应用研究所银川750021 北方民族大学宁夏智能信息与大数据国家重点实验室银川750021 北方民族大学数学与信息科学学院银川750021

为了研究在漫滩上生长有刚性植被的天然河道水流特性,在单侧具有二级漫滩的实验室复合水槽中,在一级和二级漫滩上布设刚性植被,进行了水流实验。根据水深,设置了四种不同方案(方案1-方案4),每种方案下,又根据漫滩上是否布置植被及植被... 详细信息

为了研究在漫滩上生长有刚性植被的天然河道水流特性,在单侧具有二级漫滩的实验室复合水槽中,在一级和二级漫滩上布设刚性植被,进行了水流实验。根据水深,设置了四种不同方案(方案1-方案4),每种方案下,又根据漫滩上是否布置植被及植被的布置方式,设置三种子方案。利用三维激光多普勒测速仪(3D LDV)和水位计等仪器对水流流速、水位及紊动强度等物理量进行实测,计算了不同方案下的水头损失和水力坡降等,对实测数据进行了比较分析。实验结果表明,与无植被情形相比较,漫滩上布置刚性植被时,会在一定程度上增大植被区水面坡降、水头损失、水力坡降及紊流强度;在植被数相同时,植被交错布置方式比平行布置方式对水力要素的影响较大。

关键词：刚性植被复合水槽 3D-LDV 水流流速

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近70年有限区域流函数速度势算法研究的回顾和新进展

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大气科学 2023年第2期47卷 502-516页

作者：曹洁陈海山 XU Qin 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/大气科学学院南京210044 美国国家海洋和大气管理局强风暴国家实验室美国诺曼73072

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精... 详细信息

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精度显著下降。本文全面回顾上世纪五十年代以来的五类常用算法,从数学原理和物理意义两方面简述优缺点,总结其适用范围;指出常用的调和—余弦法在可解性条件方面的科学问题,并设计订正方案,以提高其在求解复杂流场问题中的适用性和计算精度;通过理想函数和实际天气过程复杂流场的多组数值试验,直观定量显示并归纳总结适于不同分辨率资料的算法。本文旨在为流函数速度势及其相关变量在极端天气气候事件机理分析和数值预报等领域的有效应用,提供科学依据。

关键词：流函数速度势有限区域可解性条件极端天气气候事件

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“三位一体”创新型人才培养模式在《医用物理学与实验》课程教学中的运用

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医学教育研究与实践 2022年第4期30卷 486-489,522页

作者：白瑞萍姜晓旭张敏尚永兵曾召利空军军医大学基础医学院数学物理教研室陕西西安710032 空军军医大学基础医学院计算机基础教研室陕西西安710032

《医用物理学与实验》是医学高等院校课程体系的关键组分,课程以物理理论为根本,以医学应用为导向,旨在为医学院校培养优秀人才奠定物理知识基础。创新人才培养是新时期国家教育发展的重要战略,然而,如何实现这一目标是教学工作中面临... 详细信息

《医用物理学与实验》是医学高等院校课程体系的关键组分,课程以物理理论为根本,以医学应用为导向,旨在为医学院校培养优秀人才奠定物理知识基础。创新人才培养是新时期国家教育发展的重要战略,然而,如何实现这一目标是教学工作中面临的重要难题。因此,在教学实践中不断探索新的方法,并逐渐形成了一套“三位一体”创新型人才培养模式,即“教学设计过程中巧用课程思政,塑造学生创新意识;课程内容坚持理论实践并重,锤炼学生创新能力;课程评价不断革新考核方式,激发学生创新热情”。本文主要介绍推进《医用物理学与实验》课程教学改革和人才培养中的经验,以期为相关课程建设提供新的思路和策略。

关键词：医用物理学与实验三位一体创新人才培养模式

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成矿动力学数值计算模拟研究进展:理论、方法与技术

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地质科技通报 2023年第3期42卷 234-249页

作者：陈伟林肖凡中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000 中山大学、广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东珠海519000 中山大学、广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519000 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000

成矿动力学数值模拟以数学、物理及化学的基本规律为原理,结合实际地质资料,建立定量表征成矿过程的数学模型(数学-物理方程),再利用有限元或有限差分等方法通过计算机的高效计算进行求解,模拟成矿作用动力学过程及其成矿响应,揭示成矿... 详细信息

成矿动力学数值模拟以数学、物理及化学的基本规律为原理,结合实际地质资料,建立定量表征成矿过程的数学模型(数学-物理方程),再利用有限元或有限差分等方法通过计算机的高效计算进行求解,模拟成矿作用动力学过程及其成矿响应,揭示成矿规律并指导找矿。它集合了地质、数学、物理、化学及计算机等多个学科的研究理论与方法,具有鲜明的多学科交叉融合的特点。近年来,在计算科学与数学地质理论与方法快速发展的推动下,成矿动力学数值模拟研究取得了重要研究进展。为此,归纳和梳理了成矿动力学数值模拟的基本理论与方法,对比了目前4种常用的(成矿)数值模拟软件的特点,结合当前开展这方面研究所取得的进展,介绍了近10年来成矿动力学数值模拟的发展与应用现状。得出以下主要结论与认识:(1)多场耦合成矿动力学数值模拟是当前能够重现大尺度复杂成矿过程的唯一可行方法,随着高性能计算技术与非线性动力学理论的快速发展与日趋完善,它已成为现代数学地球科学的研究热点和发展方向之一,是揭示成矿机制及获取矿产勘查信息的重要手段,具有很大的发展潜力;(2)成矿动力学数值模拟目前仍存在模拟参量不确定、多场过程耦合不完全等局限性,是其未来的发展重点,当前已有很多研究致力于破解这方面的难题;(3)在大数据驱动科学研究的新范式下,成矿动力学数值模拟与机器学习方法相结合,可以有效地反演成矿作用过程并进行矿产定量预测,是成矿动力学数值模拟方法在矿床成因与矿产勘查领域应用研究的重要突破口。理清了成矿动力学数值模拟的基本方法与关键难题,明确了成矿动力学数值模拟对促进矿床成因与勘查研究的重要作用,阐述了成矿动力学数值模拟发展的前缘方向,为成矿动力学计算模拟研究提供了基础指导。

关键词：成矿动力数值模拟软件技术研究进展

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感知物理先验的机器学习及其在地理空间智能中的研究前景

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地球信息科学学报 2023年第7期25卷 1297-1311页

作者：张彤刘仁宇王培晓高楚林刘杰王望舒武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 奥地利维也纳工业大学测量与地理信息系维也纳A-1040

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是... 详细信息

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是纯数据驱动模型在表征能力、可解释、泛化能力、样本利用效率方面还存在很多不足。常规机器学习方法在地学领域的应用还面临时空异质性、样本稀疏等带来的挑战。近年来感知物理先验的机器学习方法可以在物理原理不太明确的情况下更有效地利用观测数据描述和分析动态系统,受到了广泛关注,并在物理、计算机、生物、医学和地学等领域得到了一定的应用。近年来人工智能和机器学习技术已经大量应用于地理学尤其是地理信息和遥感领域,受到地理学者广泛重视,被称为地理空间智能,并已成为一个热门的研究方向。感知物理先验的机器学习方法融合了模型驱动和数据驱动思想,为地理空间智能研究带来新的研究范式,促进各种复杂地理现象的精细描述和预测。本文首先分别从物理先验的表达形式和如何在机器学习中集成物理先验两方面概述了该领域的进展。物理先验是在机器学习建模之前已经存在、独立于机器学习方法的知识。本文从增广的数据和定制特征、物理定律和约束规则、支配方程、几何特性等方面总结物理先验知识的表达形式。主要从机器模型约束建模、辅助任务设计和模型的训练推理角度总结如何在机器学习模型中有效集成各种物理先验。本文基于以上的综述框架,结合地学机器学习和地理空间智能的发展和前沿问题,探讨了地理时空先验与其他物理先验的关系,简要总结和分析了目前感知时空先验的地理空间智能方法研究案例,探讨了时空先验表征以及集成时空先验地理空间智能的未来研究规划和应用前景。随着感知物理先验的机器学习方法研究的快速发展,我们相信感知时空先验的地理空间智能研究未来将逐步构建起跨多时空尺度的通用地理表征、分析、预测和解释框架,不仅能更好地解决地理信息科学的传统问题,还将鼓励地理学者与其他相关学科一起建立交叉研究的前沿机会,探索解决人类未来面临的共同挑战。

关键词：物理感知的机器学习物理先验机器学习深度学习时空先验时空表征地理空间智能地理信息科学

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基于虚时间演化与谱方法的一类基态Wigner函数计算方法

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计算物理 2022年第6期39卷 651-665页

作者：詹泓飞蔡振宁胡光辉澳门大学科技学院数学系中国澳门特别行政区999078 新加坡国立大学数学系新加坡119076 珠海澳大科技研究院中国广东珠海519031 澳门大学粤港澳数据驱动下的流体力学与工程应用联合实验室中国澳门特别行政区999078

基于虚时间演化法,实现基态Wigner函数的数值计算。考虑到Wigner函数是一个高维相空间函数,通过引入合适的谱方法以降低问题的维度,并处理所得控制方程中的全局算子。首先,从Schr9dinger波函数的虚时间演化方程出发,推导得到适用于Wigne... 详细信息

基于虚时间演化法,实现基态Wigner函数的数值计算。考虑到Wigner函数是一个高维相空间函数,通过引入合适的谱方法以降低问题的维度,并处理所得控制方程中的全局算子。首先,从Schr9dinger波函数的虚时间演化方程出发,推导得到适用于Wigner函数的控制方程。然后,根据方程中卷积项的不同表达,基于简化Grad矩方法和傅里叶伪谱方法,分别设计两类p空间上的离散方法,并阐述其中的求解细节。此外,基于所提出的数值框架,探讨基于密度泛函理论的基态计算。其中,针对简化Grad矩方法下的密度泛函计算,提出一类密度高阶导数的重构方式。最后,数值算例展示所提方法的有效性,以及方法在多体问题中的应用前景。

关键词： Wigner函数基态虚时间演化法谱方法密度泛函理论

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考虑水沙和风沙过程的海滩-沙丘系统耦合演变数学模型研究综述

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河海大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 81-90页

作者：张弛卜鑫涛刘建辉李元隋倜倜陈大可河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

海滩-沙丘系统耦合演变数学模型同时考虑近岸水沙和风沙过程,可以更好地预测砂质海岸在更大空间尺度上的地貌形态演变,为海岸带保护修复和综合管理提供依据。从概念模型、基于水沙过程的海岸地貌演变模型、海岸风沙输移模型、水沙-风沙... 详细信息

海滩-沙丘系统耦合演变数学模型同时考虑近岸水沙和风沙过程,可以更好地预测砂质海岸在更大空间尺度上的地貌形态演变,为海岸带保护修复和综合管理提供依据。从概念模型、基于水沙过程的海岸地貌演变模型、海岸风沙输移模型、水沙-风沙耦合模型4个方面概述了海滩-沙丘系统耦合演变数学模型的研究进展。现有海滩-沙丘系统耦合演变数学模型可以模拟风暴作用下的海滩-沙丘侵蚀和泥沙交换、供应限制条件下的风沙输移和沙丘发育等物理过程,并初步具备多年时间尺度上的模拟能力,但在适用性、准确性和计算效率等方面仍存在不足,提出该类模型关键物理/生物过程的考虑、计算效率的提高、空间维度的拓展和实际应用的检验等今后的发展方向。

关键词：水沙运动风沙运动海滩海岸沙丘地貌演变数学模型

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