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2016第八届全国计算物理会议

作者：崔霞沈智军袁光伟北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

基于含有Larsen限流扩散算子的两温模型,研究包括一维球对称和二维柱对称几何在内的曲几何下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散格式。采用有限体积空间离散,克服原点和极轴处的奇异性并保持局部守恒性。对边界处的限流算子,采用不同于... 详细信息

基于含有Larsen限流扩散算子的两温模型,研究包括一维球对称和二维柱对称几何在内的曲几何下非平衡辐射扩散问题的渐近保持离散格式。采用有限体积空间离散,克服原点和极轴处的奇异性并保持局部守恒性。对边界处的限流算子,采用不同于传统一阶近似的非对称二阶精度空间近似,以确保格式具有更高阶的整体相容误差。对球几何调和平均进行了分析,表明了其二阶精度。利用形式分析,证明

关键词：离散格式扩散问题非平衡辐射二阶精度

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基于直觉解决问题的广泛探索模型

基于直觉解决问题的广泛探索模型

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第二十五届全国心理学学术会议

作者：叶丽敏黄力强李诗荣周可孟明华南师范大学心理应用研究中心华南师范大学心理学院香港中文大学心理学系北京师范大学心理学部

人们日常生活中解决问题常常不一定经过严密的逻辑推理或仔细的计算分析,而是通过直觉进行近似性预测,迅速地做出抉择。但是,基于直觉解决问题到底是什么样的一个心理学过程仍不清楚。本研究对线上采集的行为实验大数据建模,探究人们在... 详细信息

人们日常生活中解决问题常常不一定经过严密的逻辑推理或仔细的计算分析,而是通过直觉进行近似性预测,迅速地做出抉择。但是,基于直觉解决问题到底是什么样的一个心理学过程仍不清楚。本研究对线上采集的行为实验大数据建模,探究人们在遇到通过计算无法解决的难题时如何基于直觉做出抉择。在经典的组合优化类问题-货郎担问题(Travelling Salesman Problem,以下简称TSP)中,卖货郎需要从指定城市出发,用最短路径遍历各个城市并回到起点。该问题是一个NP-hard问题,当节点数量增多时,无法在多项式时间内求得最优解。然而人类在TSP问题中拥有令人赞叹的直觉能力,可以在非常短的时间内预测出接近最优的路径,在某些情况下甚至超越计算机的算法。本研究通过线上小游戏,模拟解决对称性TSP问题,采集了超过1.6亿个点的有效行为反应,发现随着节点数增多,通过计算解决TSP问题的难度急剧增加,但人类解决该问题的效率并没有相应程度的下降,说明人类确实是基于直觉而非计算在做抉择。更有趣的是,人类倾向于沿着临近的节点顺次连接,并且尽量避免路线的交叉,在该任务中的表现与总体结构的视觉感知相关,当路线形成的凸包角度较大时,往往可获得更好成绩。可见在解决复杂问题时,人们常通过构建简单的心理表征进行计划。本研究运用深度学习与认知和行为的计算建模,尝试建立基于直觉解决问题的广泛探索性模型。与计算机的算法相比,人脑的不同之处在于丰富性和效率。本研究剖析了人类解决复杂问题的心理过程与起源,有益于理解基于直觉解决问题的认知行为机制,并且对现有TSP问题的算法开发提出新视角。目前,AI在许多领域表现出了惊人的能力,但它仍然存在一些局限性。AI需要明确的指令和规则,无法向人类那样依靠直觉做出判断。基于直觉解决问题的广泛探索性模型有助于提升AI的物理直觉熵能力,将人工智能和直觉结合起来,可以提高AI的决策和推理能力,使AI不仅是解决问题的模型,更可以是解释和理解世界的因果模型。

关键词：直觉问题解决抉择 TSP 深度学习

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Helmholtz问题的Robin型区域分解法

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计算数学 2018年第2期40卷 135-148页

作者：刘勇翔许学军中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心成都610200 中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621999 LSEC、中国科学院数学与系统科学研究院北京100190 同济大学数学科学学院上海200092

Helmholtz问题的数值模拟在科学工程计算领域有着广泛的应用，快速高效求解Helmholtz方程离散代数系统一直是科学计算的重要研究方向．本文简要回顾了Helmholtz方程的区域分解型求解器的发展历程，重点介绍了我们提出的Robin型区域分解... 详细信息

Helmholtz问题的数值模拟在科学工程计算领域有着广泛的应用，快速高效求解Helmholtz方程离散代数系统一直是科学计算的重要研究方向．本文简要回顾了Helmholtz方程的区域分解型求解器的发展历程，重点介绍了我们提出的Robin型区域分解算法，同时比较了各类算法的优劣和特点．近年来Helmholtz方程的求解效率有了极大的提升，然而仍有一些本质困难尚待突破，如何高效求解Helmholtz方程，仍是具有挑战意义的研究课题．

关键词： Helmholtz问题区域分解算法

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基于微剂量学蒙特卡罗模拟的重离子生物有效剂量精确计算方法

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中国医学物理学杂志 2019年第10期36卷 1119-1124页

作者：戴天缘李强陈卫强刘新国戴中颖贺鹏博马圆圆申国盛张晖中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 中国科学院重离子束辐射生物医学重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省重离子束辐射医学应用基础研究重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049

目的:在蒙特卡罗(MC)模拟当中引入理想组织等效正比计数器(IdealTEPC),并结合微剂量动力学模型(MKM)精确计算重离子生物有效剂量。方法:采用IdealTEPC与MC模拟方法对能量为330MeV/u具有6cm展宽Bragg峰(SOBP)的碳离子束生物有效剂量进行... 详细信息

目的:在蒙特卡罗(MC)模拟当中引入理想组织等效正比计数器(IdealTEPC),并结合微剂量动力学模型(MKM)精确计算重离子生物有效剂量。方法:采用IdealTEPC与MC模拟方法对能量为330MeV/u具有6cm展宽Bragg峰(SOBP)的碳离子束生物有效剂量进行计算。结果:优化得到MKM模型的参数为:α0=0.12Gy-1,rd=0.39μm,Rn=3.7μm。对于能量为330MeV/u具有6cmSOBP碳离子束生物有效剂量的计算显示:基于MKM模型计算的生物有效剂量与碳离子放射治疗计划系统(ciPlan)中的生物有效剂量具有较好的一致性,二者偏差随深度的增加而增大,在坪区、SOBP前端、SOBP中点、SOBP后端、尾区的偏差分别为0.3%、1.7%、2.7%、4.9%、10.3%。结论:IdealTEPC结合MC模拟能够准确计算重离子的生物有效剂量,有效避免TEPC壁引起的辐射场畸变,结构材料所产生的δ电子对线能谱的影响,以及实验中位置的偏差,具有良好的移植性。

关键词：微剂量学生物有效剂量微剂量动力学模型重离子治疗蒙特卡罗模拟

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金属钽的宽区物态方程确认

金属钽的宽区物态方程确认

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第十八届中国高压科学学术会议

作者：刘海风赵艳红张弓木宋海峰田明锋宋红州王帅创计算物理实验室北京应用物理与计算数学研究所

物态方程在天体物理学、行星物理学、可控热核聚变、脉冲科技与工程等领域有最直接的应用。本报告介绍了金属钽的宽区物态方程(WEOS),给出了金属钽物态方程的确认方法。结果表明钽的WEOS有较高的精度,准确描述了固体及疏松材料的雨贡纽... 详细信息

物态方程在天体物理学、行星物理学、可控热核聚变、脉冲科技与工程等领域有最直接的应用。本报告介绍了金属钽的宽区物态方程(WEOS),给出了金属钽物态方程的确认方法。结果表明钽的WEOS有较高的精度,准确描述了固体及疏松材料的雨贡纽、静态等温线和声速等实验结果。

关键词：金属钽物态方程

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有限点方法中的邻点选取方法及分析

有限点方法中的邻点选取方法及分析

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2016第八届全国计算物理会议

作者：吕桂霞北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

近年来,受实际需求的推动,无网格方法兴起,并在计算科学和工程领域引起广泛关注。在无网格方法的研究中,如何在散乱点集上对函数及其微商作出合理近似是关键问题之一,也是数值求解偏微分方程的基础。对该问题的研究一般采用两类方法,一... 详细信息

近年来,受实际需求的推动,无网格方法兴起,并在计算科学和工程领域引起广泛关注。在无网格方法的研究中,如何在散乱点集上对函数及其微商作出合理近似是关键问题之一,也是数值求解偏微分方程的基础。对该问题的研究一般采用两类方法,一类方法根据给定的精度要求选择恰当数目的邻点,采用该方法离散偏微分方程具

关键词：无网格方法散乱点集

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辐射热传导方程的一种高效并行迭代算法

辐射热传导方程的一种高效并行迭代算法

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2016第八届全国计算物理会议

作者：姚彦忠余云龙李艳北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室

在对多介质辐射流体力学问题进行数值模拟时,一般需要求解辐射热传导方程,这是一种具有间断热传导系数的非线性抛物型方程,基于数值稳定性和计算精度的考虑,求解此类方程一般采用全隐格式,运算量极大,而隐格式具有全局数据强相关的特点... 详细信息

在对多介质辐射流体力学问题进行数值模拟时,一般需要求解辐射热传导方程,这是一种具有间断热传导系数的非线性抛物型方程,基于数值稳定性和计算精度的考虑,求解此类方程一般采用全隐格式,运算量极大,而隐格式具有全局数据强相关的特点,缺乏自然的并行性,难以直接并行求解,因此需要研究有效的并行迭代算法。

关键词：并行迭代算法热传导方程全隐格式

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2008年汶川大地震孕震、同震及震后变形和应力演化全过程的数值模拟

2008年汶川大地震孕震、同震及震后变形和应力演化全过程的数值模...

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构造物理化学理论和应用学术研讨会

作者：孟秋高宽陈启志胡才博中国科学院大学地球与行星科学学院北京 100049 中国科学院计算地球动力学重点实验室北京 100049 山东省嘉祥县精锐工业有限公司山东济宁 272400

2008年MS 8.0级汶川大地震发生在具有复杂的地质构造背景、强烈的地表起伏、不均匀的弹性和黏性结构的龙门山断裂带上.由于震前地震活动性不够强烈且地表构造变形较小，龙门山断裂带的地震危险性在汶川地震之前被低估.从数值模拟的角度... 详细信息

2008年MS 8.0级汶川大地震发生在具有复杂的地质构造背景、强烈的地表起伏、不均匀的弹性和黏性结构的龙门山断裂带上.由于震前地震活动性不够强烈且地表构造变形较小，龙门山断裂带的地震危险性在汶川地震之前被低估.从数值模拟的角度，建立黏弹性有限元模型，考虑了初始地形、重力、构造加载、黏弹性松弛等因素对2008年汶川大地震的孕震、同震及震后150年变形全过程的影响，定量研究了映秀-北川断裂带的同震及震后变形，分析了弹性层、黏弹性层的应力积累、释放、调整的特点，模拟得到地表同震和震后位移与大地测量资料较为吻合，对汶川大地震的余震分布进行了力学上的解释，模拟得到震前、同震及震后的应力变化有助于深入分析大地震的动力学成因及其对周围区域的地震危险性影响.

关键词：汶川大地震黏弹性应力调整震后变形有限元模型

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基于电子倍增的高光谱成像链模型的系统信噪比分析

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光学学报 2018年第11期38卷 21-28页

作者：余达刘金国何昕何家维陈佳豫张晓阳彭畅中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

高光谱成像的应用效果非常依赖于所获取的图像信噪比(SNR)。在高空间分辨率下,帧速率高、信噪比低,由于光谱成像包含了两维空间-光谱信息,不能使用时间延迟积分(TDI)模式解决光能量弱的问题;目前多采用摆镜降低应用要求,但增加了体积和... 详细信息

高光谱成像的应用效果非常依赖于所获取的图像信噪比(SNR)。在高空间分辨率下,帧速率高、信噪比低,由于光谱成像包含了两维空间-光谱信息,不能使用时间延迟积分(TDI)模式解决光能量弱的问题;目前多采用摆镜降低应用要求,但增加了体积和质量,获取的图像不连续,且运动部件降低了航天的可靠性。基于此,将超高速电子倍增与成像光谱有机结合,构建了基于电子倍增的高分辨率高光谱成像链模型,综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节,可用于成像链路信噪比的完整分析。采用LOWTRAN 7软件进行大气辐射传输计算,对不同太阳高度角和地物反射率计算像面的照度,根据电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)探测器的噪声模型,计算出不同工作条件下的SNR。对SNR的分析和实验,选择适当的电子倍增增益,可使微弱光谱信号SNR提高6倍。

关键词：探测器高光谱成像信噪比电子倍增太阳高度角地物反射率

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单光束扩束扫描激光周视探测系统参数对探测能力的影响

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物理学报 2019年第7期68卷 79-88页

作者：查冰婷袁海璐马少杰陈光宋南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室南京210094 南京理工大学常熟研究院有限公司常熟215513

针对现有单光束激光同步扫描周视探测对脉冲重复频率要求较高,难以实际应用的问题,提出单光束扩束扫描激光周视探测方法.基于单光束扩束扫描激光周视探测工作原理,推导了最低扫描频率和脉冲频率解析式;分析了圆柱目标回波特性及关键参... 详细信息

针对现有单光束激光同步扫描周视探测对脉冲重复频率要求较高,难以实际应用的问题,提出单光束扩束扫描激光周视探测方法.基于单光束扩束扫描激光周视探测工作原理,推导了最低扫描频率和脉冲频率解析式;分析了圆柱目标回波特性及关键参数截面衰减系数,建立了脉冲扩束激光圆柱目标回波功率数学模型,讨论了系统参数对截面衰减系数的影响,得到最大相邻脉冲光束夹角表达式;重点分析了脉冲频率、光束角和光束入射角对不同直径目标的探测能力的影响;得到了探测系统对典型条件下最大光束角、最低脉冲频率的计算方法.结果表明,对扫描光束稍加扩束可有效降低脉冲重复频率要求.研究结果可为单光束脉冲激光周视探测系统设计、优化提供理论依据.

关键词：单光束扩束扫描激光周视探测圆柱目标回波特性激光扩束脉冲频率

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