检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王尚淳北京交通大学

学位级别：博士

随着“量子调控”与“精密测量物理”的快速发展,迫切需要一种能够对皮秒甚至飞秒光脉冲偏振态进行高速控制的技术。但目前最快的电动偏振控制器的响应时间也只能到纳秒量级,而且还需要复杂的电学控制系统,难于实现皮秒,更不用说飞秒光... 详细信息

随着“量子调控”与“精密测量物理”的快速发展,迫切需要一种能够对皮秒甚至飞秒光脉冲偏振态进行高速控制的技术。但目前最快的电动偏振控制器的响应时间也只能到纳秒量级,而且还需要复杂的电学控制系统,难于实现皮秒,更不用说飞秒光脉冲偏振态的高速控制。为解决这一难题,本文在全光信号处理基础上,发展了一种全光比例-积分-微分(OPID)偏振控制新技术,以实现光脉冲的高速全光偏振控制。在国家自然科学基金的支持下,本文围绕全光偏振控制的关键技术:全光比例放大、全光微分、全光积分,以及高速扰偏、控制算法、态密度表征方法等重要问题展开深入研究,取得了以下创新性成果: 1.提出了一种研究偏振态控制的态密度统计方法,相比常用的Stokes分量法,态密度方法不仅能给出偏振态均匀性指标,能甄别出存在偏振盲区的缺陷器件,而且还能准确定位器件的偏振盲区在Poincaré球上的位置。进而自主研制了一套基于压电陶瓷(PZT)挤压型高速扰偏演示实验系统,该系统利用LABVIEW软件控制,可以灵活选择算法以优化扰偏性能。应用态密度法对扰偏系统分析发现,只有两个控制单元的扰偏器无法实现偏振态遍历,存在扰偏盲区;性能良好的扰偏器至少需要三个控制单元。为突出态密度方法的优势,我们选择了商用完好的和有缺陷的扰偏器进行分析,结果表明,Stokes分量法无法区分两者的扰偏性能,而态密度法却能有效区分,而且能准确指出器件在Poincaré球上的偏振盲区位置及其大小。由此可见,态密度方法在研究偏振控制与分析偏振器件性能方面具有独特优势。 2.基于可编程差分群延时(DGD),提出了一种多功能全光飞秒信号处理方法,能实现飞秒脉冲的全光微分和全光积分,不同功能之间可灵活切换,只需调整偏振片角度即可。通过对DGD进行编程,产生合适的微分时延与积分时间窗口,获得了所需的微分与积分脉冲波形,该方法可以实现超短光脉冲的整形。设计并搭建了飞秒脉冲全光信号处理与测试实验平台,完成了400 fs高斯光脉冲的全光微分和全光积分实验,测量结果与理论计算吻合,相对误差小于10%。飞秒脉冲微分波形的测量是一个难点,因为飞秒脉冲在微分后会变得更短、更复杂,无法用示波器直接观察。为此,我们提出了测量飞秒脉冲微分波形的自相关及其反卷积方法,详细观察到了不同DGD下飞秒脉冲的微分波形变化过程。飞秒脉冲全光微分和全光积分的实现,为完成全光偏振控制迈出了最关键的一步。 3.为构建完备的OPID系统,我们提出了一种基于量子阱半导体光放大器(QWSOA)的全光比例放大技术,实验结果表明,在小信号输入情况下,其线性比例放大具有高达23 d B的动态范围,满足系统要求。进而集成飞秒全光积分器与全光微分器,组建完成OPID控制系统与测试平台,成功进行了飞秒光脉冲偏振态的高速控制与稳定实验。我们使用General Photonics公司最快的扰偏器(PCD-104)随机扰动飞秒脉冲的偏振态,经过OPID控制系统稳定后,飞秒脉冲的偏振态几乎固定在Poincaré球上一点;利用高速示波器结合检偏器进行测试分析表明,飞秒脉冲的眼图在稳偏前后发生了显著变化,进一步验证了飞秒脉冲偏振态得到了高速有效的控制。以上研究成果特别是OPID偏振控制系统的完成,对超短光脉冲控制技术的研究具有重要的参考价值,有助于“量子调控”与“精密测量物理”进一步发展。

关键词：高速偏振控制全光信号处理全光比例放大全光积分全光微分

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ALE框架下虚拟流体方法模拟移动边界的一维可压缩多介质流动问题

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应用数学进展 2018年第12期7卷 1638-1644页

作者：刘晓慧李肖北京计算科学研究中心北京中国工程物理研究院研究生院北京

在ALE框架下采用Ghost Fluid方法处理移动边界的一维可压缩多介质流动问题。在边界处网格跟随边界移动从而可以追踪物质边界,内部网格不断调整从而改善整体网格质量。使用ALE框架下Level Set方程追踪物质界面。利用虚拟流体把多介质问... 详细信息

在ALE框架下采用Ghost Fluid方法处理移动边界的一维可压缩多介质流动问题。在边界处网格跟随边界移动从而可以追踪物质边界,内部网格不断调整从而改善整体网格质量。使用ALE框架下Level Set方程追踪物质界面。利用虚拟流体把多介质问题转化为多个单介质问题,避免物质界面附近非物理振荡。

关键词： ALE Ghost Fluid方法移动边界

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高压共轨系统喷射稳定性及压力波动特性研究

高压共轨系统喷射稳定性及压力波动特性研究

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作者：高紫光北京交通大学

学位级别：博士

高压共轨系统是当今最有潜力的供油系统,由于系统机、电、液、磁多物理场耦合的特性,泵油和喷油的过程伴随复杂的燃油流动,这将使系统压力分布产生变化,引起发动机各喷射周期间循环喷油量变化,形成喷射稳定性问题,导致发动机输出不均匀... 详细信息

高压共轨系统是当今最有潜力的供油系统,由于系统机、电、液、磁多物理场耦合的特性,泵油和喷油的过程伴随复杂的燃油流动,这将使系统压力分布产生变化,引起发动机各喷射周期间循环喷油量变化,形成喷射稳定性问题,导致发动机输出不均匀,影响整机排放特性和工作特性。系统喷射稳定性直接影响所匹配柴油机工作性能稳定性和可靠性,是发动机供油系统的重要评价指标之一,因此,研究高压共轨系统喷射稳定性具有重要意义。明确系统喷油特性是研究喷射稳定性的基础,本文首先研究了高压共轨系统喷油特性,提出了描述喷油规律的经验模型;然后对影响高压共轨系统喷射稳定性的重要因素进行了研究,明确了系统内存在的压力波动效应是导致喷射稳定性问题的根本原因;探究了压力波动效应形成的机理以及传播的规律,高压燃油动能和压力之间的相互转化是压力波动效应的实质;再然后探究了压力波动的影响规律,横向对比了液力因素和控制因素对系统压力波动特性的影响程度,明确了从控制因素角度优化系统喷射稳定性的潜力;最后提出了围绕喷射稳定性问题的轨压控制策略,将强化学习方法应用于柴油机高压共轨系统轨压控制,从控制因素角度提升了系统的喷射稳定性。研究工作将为高压共轨系统的优化设计和轨压控制提供技术支持,对推进柴油机电控供油系统自研具有重要意义,论文主要开展了以下几个方面的工作:首先对高压共轨系统喷油特性的变化规律进行了研究,研究了工作参数、系统结构参数和工质物性参数对系统喷油特性的影响。本章从喷油规律的几个特征参数:喷油持续期、喷油延迟、最大喷油速率、循环喷油量、喷油速率上升下降曲线等展开对喷油规律的研究,结果表明高压共轨系统喷油规律的变化与针阀和控制腔状态相关,相较于小幅度改变喷油器的结构参数,改变喷油器工况对喷油规律的影响更为明显。最后基于对喷油规律的研究成果建立了共轨系统喷油规律的计算经验模型,结果表明该经验模型适用于不同类型和原理的喷油器,在输入条件足够的情况下能够准确计算各个工况下的喷油规律。为了探究影响高压共轨系统喷射稳定性的主要因素,基于锥型针阀喷油过程相关公式对循环喷油量进行了分析,结果表明不同喷油循环之间的压力状态对喷射稳定性很关键;采用峰度偏度联合检验法证明了各项稳定性表征参数都符合正态分布,然后利用极差、相对极差、峰度和方差对各个工况下系统所表现出的稳定性特性进行了定量的分析,获得了不同工况下高压共轨系统稳定性表现。理论分析和实验结果分析都表明了压力波动效应是影响系统喷射稳定性的主要因素。基于三维仿真研究方法探究了由于高压共轨系统泵油和喷油引起的水锤效应,对导致高压共轨系统压力波动的泵油和喷油过程进行了分析,结果表明高压共轨系统内压力波动效应都可以归结为燃油动能和压力势能的相互转化,燃油流动速度和压力波传播速度的不一致性导致了动能和压力势能反复转化,形成了压力波动效应。基于系统液压模型和轨压控制策略,研究了高压共轨系统各类参数对系统压力波动特性的影响,总结了压力波动的三种标准模式,提出了策略有效性系数,该系数是无量纲参数,可以定量表征系统状态,明确系统中液力结构,控制策略对压力波动影响权重;分析了共轨管结构参数、系统工作参数和轨压控制效果对系统压力波动的影响;提出了基于多元回归模型和灵敏度分析的压力波动特性分析方法,横向对比了液力因素和控制因素对压力波动特性的影响。结果表明:在一定共轨管容积下,增大管径是减小压力波动的有效方法,共轨管长度和直径对波动周期几乎没有影响;相较于改变共轨管结构参数来降低系统压力波动,控制策略对系统压力波动的影响更为显著。围绕喷射稳定性问题提出了轨压控制思路,完成了轨压控制模型的推导和修正,结合柴油机工作过程中的常用标准工况完成了对轨压控制策略的可行性验证。结果表明:轨压控制策略能够满足各个工况下轨压控制的需求,并且使系统拥有良好的喷射稳定性。针对传统轨压控制策略在长期使用过程中存在的精度问题,提出了基于强化学习的轨压控制策略,建立了轨压控制收益机制、动作选择策略和价值函数更新方法,实现了基于强化学习的轨压控制。最后对基于强化学习的控制策略进行了验证工作,验证结果表明:基于强化学习的轨压控制方法能够在不同工况下提高共轨系统的喷射稳定性;该算法在不断使用过程中会越来越快地找到提升系统喷射稳定性的控制参数;在不同的干扰下,该策略都能快速调整控制参数,使系统保持高喷射稳定性的状态。

关键词：柴油机高压共轨系统喷油规律喷射稳定性压力波动轨压控制强化学习

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Fe_(3)GeTe_(2)/h-BN/石墨烯二维异质结器件中的高效率自旋注入

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物理学报 2021年第12期70卷 426-431页

作者：杨维韩江朝曹元林晓阳赵巍胜北京航空航天大学集成电路科学与工程学院北京100191

最近,二维铁磁材料的发现加速了自旋电子学在超低功耗电子器件方面的应用.其中,Fe_(3)GeTe_(2)通过实验调控,比如界面层间耦合和离子液体调控,可以使其居里温度达到室温,具有广泛的应用前景.本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数方法,... 详细信息

最近,二维铁磁材料的发现加速了自旋电子学在超低功耗电子器件方面的应用.其中,Fe_(3)GeTe_(2)通过实验调控,比如界面层间耦合和离子液体调控,可以使其居里温度达到室温,具有广泛的应用前景.本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数方法,研究了Fe_(3)GeTe_(2)/石墨烯二维异质结在有无氮化硼作隧穿层情况下的输运性质.结果表明:当Fe_(3)GeTe_(2)/石墨烯之间为透明接触时,由于电子轨道杂化,在±0.1 V偏压下可以实现有效的自旋注入.通过加入氮化硼作为隧穿层,则可以在更宽偏压范围[–0.3 V,0.3 V]内实现高效自旋隧穿注入;并且,由于Fe_(3)GeTe_(2)与石墨烯电子态在布里渊区的空间匹配程度取决于电子自旋方向,相应出现的自旋过滤效应导致了接近100%的自旋极化率.这些研究结果有望推动二维全自旋逻辑以及相关超低功耗自旋电子器件的发展.

关键词：二维铁磁自旋隧穿注入自旋过滤效应第一性原理计算

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电动汽车永磁同步电机电磁振动噪声特性与抑制研究

电动汽车永磁同步电机电磁振动噪声特性与抑制研究

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作者：宋腾飞北京交通大学

学位级别：博士

新能源电动汽车因环境污染低、维修方便、能量利用效率高的优势逐渐取代传统燃油车,在商用车和乘用车领域中得到了应用。其中驱动电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响到电动汽车的动力性、舒适性和产品竞争力。内置式永磁同步电... 详细信息

新能源电动汽车因环境污染低、维修方便、能量利用效率高的优势逐渐取代传统燃油车,在商用车和乘用车领域中得到了应用。其中驱动电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响到电动汽车的动力性、舒适性和产品竞争力。内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)因效率高、体积小、功率密度大、调速范围广的优点已成为电动汽车驱动电机的最佳选择。然而电动汽车IPMSM常常出现电磁振动大,高频噪声刺耳的问题,十分影响乘车舒适性和运行可靠性。因此,对IPMSM开展电磁振动噪声特性理论分析、解析计算、数值模拟和电磁振动噪声多场耦合优化抑制研究具有重要工程价值和现实意义。本文以IPMSM为研究对象,围绕电磁、结构谐响及声场分布规律、定子系统电磁振动噪声特性、多物理耦合优化抑制等关键科学问题,对IPMSM等效磁路解析计算、定子系统结构等效网络模型推导、电磁-结构谐响-声多物理场耦合解析及3D数值模拟、电磁振动噪声多物理场耦合抑制方法、变频逆变器对电机振动噪声影响展开深入的研究,全文主要内容如下:(1)建立计及磁路饱和、转子凸极和定子开槽等效应的IPMSM等效磁路模型,分析IPMSM气隙电磁场和电磁力波的时空分布特性,揭示气隙电磁力波的影响因素和规律,为IPMSM性能优化设计提供有效理论工具。分析磁路饱和、转子凸极和定子开槽效应对气隙磁场和磁导分布的影响,推导IPMSM气隙电磁力波和电磁转矩解析表达式,分析IPMSM在不同工况、不同dq轴电枢电流下气隙磁场和电磁力波分布规律,进一步研究定子齿部对气隙电磁力波的采样和调制作用。然后基于等效磁路模型,揭示IPMSM气隙电磁力波分布规律和定子齿部铁芯的受力特性,分析气隙电磁力谐波的影响因素,提出IPMSM气隙电磁力波和定子齿部受力的传递函数模型。(2)提出改进的空心圆柱壳体理论计算方法,建立定子等效结构网络解析模型,计算并揭示电机定子系统固有模态分布和受迫振动特性,完善IPMSM电磁振动噪声理论,为IPMSM电磁振动噪声性能解析计算奠定基础。首先根据IPMSM电磁振动机理提出定子系统等效结构网络模型,并在分析多自由度结构系统以及圆柱壳体受迫谐响振动特性的基础上,推导计算定子系统周向各阶次模态、固有频率以及位移、速度、加速度等物理量对应的结构振动传递函数,揭示定子结构参数和系统阻尼比对振动传递函数的影响规律;进一步研究IPMSM声场辐射功率、声压级等物理量分布特性。最后通过模态敲击实验进行验证。(3)提出IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场耦合理论解析计算方法,分析IPMSM在全工况下电磁振动噪声特性,为IPMSM参数设计、振动噪声分析与抑制提供分析方法。首先结合IPMSM等效磁路模型和定子等效结构网络模型,建立IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场耦合解析计算模型,基于该模型,计算IPMSM在空载、带载工况下电磁振动噪声特性。然后提出IPMSM电磁-结构谐响-声3D多物理场耦合数值模拟方法,建立3D多物理场耦合数值计算有限元模型,分析IPMSM电磁场(电磁力波,电磁效率等)、结构谐响(模态振型、振动速度)和声场(等效辐射功率,声压级等)分布特征,并阐述解析模型和3D数值模型在电机电磁振动噪声性能计算上的差异,验证解析模型的准确性。最后通过台架振动加速度测试实验进行验证。(4)针对IPMSM电磁振动噪声性能和电磁输出性能的多场耦合优化问题,提出IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场、多目标优化方法,对电机电磁性能和振动噪声性能展开多场、多目标优化,为IPMSM电磁振动噪声抑制、多场性能优化提供了研发方法和实现手段。首先基于多物理场解析模型,对比分析极槽配合、拓扑结构和尺寸参数对IPMSM电磁振动噪声性能的影响,揭示结构尺寸对IPMSM电磁振动噪声性能的双重影响特性;然后通过灵敏度分析方法得到IPMSM电磁振动噪声性能抑制过程中优化目标与变量之间灵敏度和相关性关系;进一步结合现代粒子群优化算法和IPMSM电磁振动噪声解析计算方法,以定转子结构参数为优化变量,以电机电磁输出转矩、振动加速度和有效材料价格为优化目标,对IPMSM展开多物理场、多目标振动噪声优化,并对比优化前后IPMSM性能。最后基于优化后IPMSM结构参数,制作工程样机并进行相关实验验证。(5)提出考虑变频逆变器引入谐波的IPMSM载波振动噪声计算方法和抑制控制策略,揭示变频逆变器和控制策略对IPMSM载波振动噪声的影响规律,为IPMSM电磁振动噪声抑制控制策略的研究提供参考。基于IPMSM电磁振动噪声解析计算方法和场路耦合有限元仿真模型,研究考虑变频逆变器和控制策略影响的电枢电流载波谐波和电磁力载波谐波分布特性,进一步分析变频逆变器引起的IPMSM载波振动噪声特性,探究变频逆变器载波比

关键词：电动汽车 IPMSM 电磁振动与噪声等效结构网络模型 3D多物理场耦合数值模拟多物理场多目标优化控制策略

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随机交互金融价格模型及其波动特性分析

随机交互金融价格模型及其波动特性分析

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作者：贾琳璐北京交通大学

学位级别：博士

长期以来,金融市场中资产定价理论和价格波动特性等问题一直是经济和金融领域研究者关注的重点。特别是近年来,伴随着世界经济环境的自由化和多样化,信息技术急速发展,金融市场的复杂性、随机性和动态性日益凸显,从多角度对于金融市场... 详细信息

长期以来,金融市场中资产定价理论和价格波动特性等问题一直是经济和金融领域研究者关注的重点。特别是近年来,伴随着世界经济环境的自由化和多样化,信息技术急速发展,金融市场的复杂性、随机性和动态性日益凸显,从多角度对于金融市场价格的行为特征进行创新研究变得愈发重要。金融市场所表现出的诸多异常的波动现象很难通过传统金融学理论进行充分解释,寻求更能抓住金融市场本质属性的模型变得十分必要,人们对于真实市场的考虑逐渐向非线性或者说是动力学进行转变,因此促成了一些重要交叉学科的产生和发展。本文融合了统计物理、非线性科学、复杂系统科学、应用数学、金融工程、计算经济学等学科的概念、方法和理论,对金融市场资产价格变化规律进行建模,伴以计算机模拟仿真及丰富的实证研究,旨在重现金融市场价格波动的典型特征,发现价格波动行为呈现的共性规律,解释价格过程演化的微观机理,为防范市场过度波动以及化解金融风险提供理论支持。本文的主要研究内容如下:为从投资者的微观互动、相互影响层面探究金融资产价格形成的动力学演化机制,本文借鉴统计物理系统中粒子间的复杂作用机制模拟投资者间的交互作用过程,建立了两个能反映金融市场本质属性的新的随机交互金融价格Agent-Based模型。主要思想是考虑到金融市场和物理系统同为复杂适应性系统,均由大量微观Agent(主体)组成,这些主体彼此之间相互作用,最终呈现出集体的涌现行为,生成宏观的复杂现象。这种主体,在金融市场中泛指能够进行信息交换以及参与资产交易决策的投资决策者,包括个人投资者和机构投资者等;在物理系统中,则表现为可以相互作用的粒子或者交互元。而金融市场中的大部分的投资者是易受羊群效应影响的,强弱投资态度、利好消息和利空消息信息、买入决策和卖出决策等在市场参与者之间传播,进而会影响到市场需求和供给的力量配比,最终导致资产价格变化。这种演化可以通过统计物理系统中的粒子随机交互过程来描述。具体来说,用粒子之间的交互行为模拟投资者之间的信息传播和相互影响行为,用粒子状态的变化模拟投资者投资决策的改变。基于Agent建立随机交互金融价格模型,是一种自下而上的研究方法,通过对真实市场参与人进行抽象描述,同时借助计算机模拟投资者之间的相互作用,使得研究不再停留在宏观市场层面,能够解释有关价格波动的一些宏观现象构成的微观原因及其具体的演化历程。首先,本文引入统计物理系统中的多状态粒子接触过程和定向渗流过程,构建了一种新的带跳跃因子的随机交互金融价格模型I。研究过程中新加入了对于投资者投资态度强弱的异质性区分,相较于以往仅应用单粒子接触过程模拟股票价格过程更加贴合实际市场。金融市场价格日常波动时,投资者之间的互动及其投资态度和投资策略的动态变化是通过多状态粒子接触系统中不同状态粒子之间的复杂互动机制来模拟的。多状态粒子接触过程可以用传染率轻重不同的病毒在个体间的传播过程来描述,这类似于金融市场中具有强弱不同的投资态度的投资者之间态度和意见的交换。第二,为更全面地刻画市场价格动态,本文构造的新模型不仅模拟了金融市场频繁的日常波动,同时将市场突发剧烈价格波动的情形也纳入了考虑。金融市场突发剧烈波动时,首次采用定向渗流系统结合泊松过程来模拟这部分价格跳跃过程。定向渗流系统在被注入液体后的流动和过滤过程,类似于投资者面对重大信息时彼此相互影响的羊群行为,因此可以应用渗流过程构造需求形成机制,进而模拟价格跳跃的幅度。价格跳跃的频次用齐次泊松过程来描述。在建模过程中引入跳跃因子,使得对于资产价格变化的刻画更合理。第三,为探究信息网络交换通道结构对价格变化规律的影响,本文将价格过程的建立机制与社会网络相结合,创造性地将市场参与者之间的连接范围从规则格点拓展到了更符合现实市场特征的Watts-Strogatz小世界网络上,建立了随机交互金融价格模型II。该项工作是考虑到市场主体之间的信息交换和信念共享方式愈加复杂,投资者对信息的获取方式更加多元,小世界网络中丰富而复杂的联结性会对投资者之间的交互过程产生影响,因而也会影响金融市场的价格动力学。本文将网络结构与投资者之间的信息交互等机制相结合,这一过程使得金融价格波动行为与市场参与者之间信息交换通道的拓扑结构联系起来。本工作对于市场主体的联结结构和沟通范围的考虑,是相关领域理论研究的全新补充。第四,在价格过程理论建立之后,为从实证的角度验证模型的合理性,并且尽可能深入地探究金融市场的波动特征,本文引入了大量能够深入挖掘金融时间序列内在特性的方法,分别对两个模型产生的模拟数据与真实市场数据进行全面的比较分析。例如,本文对于价格收益率相关序列进行基本统计特性、幂律标度特性、长记忆性、波动集聚性、多重分形性、Zipf定律、复杂及混沌动力学特征等进行探究。实证过程中,通过对模型中几个重要参数进行讨论发现,改变具有强投资态

关键词：随机交互金融价格模型多状态粒子接触系统价格波动特性渗流跳过程小世界网络复杂金融系统统计及复杂特性

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竖流式沉淀池内流动与污泥沉积特性模拟

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科学技术与工程 2021年第14期21卷 5963-5968页

作者：王兴旺徐孝轩党伟魏蓓中国石化石油勘探开发研究院北京100083

竖流式沉淀池内的流动特性和泥水分布规律是结构、工艺设计的关键,然而其内部的流场难以通过常规的实验手段获得,且物理模型花费较大。因此建立了竖流式沉淀池内泥水分离的混合物模型,应用计算机流体动力学(computational fluid dynamic... 详细信息

竖流式沉淀池内的流动特性和泥水分布规律是结构、工艺设计的关键,然而其内部的流场难以通过常规的实验手段获得,且物理模型花费较大。因此建立了竖流式沉淀池内泥水分离的混合物模型,应用计算机流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对其流场和浓度场进行三维数值模拟。竖流式沉淀池内存在流动漩涡,造成靠近进水管外侧和沉降筒体内侧的流速相对较高。在高度z=2 m处的沉降筒体中部流场较好,是泥水重要的沉降分离区域。随着入口流速的增大,沉淀池内受到的扰动增大,导致处理效果变差,当流速从0.01 m/s增加到0.03 m/s的过程中,水出口的污泥去除率从96.35%下降到89.17%。大粒径的污泥颗粒在泥斗中产生了更好的沉积效果,当污泥粒径从50μm增加到200μm的过程中,污泥去除率从31.93%升高到99.92%。由此可知,采用数值模拟方法能够很好的计算得到不同工艺参数下沉淀池内的泥水分布情况和流场规律,从而为工程设计提供参数依据。

关键词：竖流式沉淀池数值模拟流场分析浓度场分析

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空间引力波探测--天文学的一个新窗口

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中国科学：物理学、力学、天文学 2017年第1期47卷 33-54页

作者：黄双林龚雪飞徐鹏 Pau Amaro-Seoane 边星陈跃文陈弦房震冯学锋刘富坤李硕李想罗子人邵明学 Rainer Spurzem 唐文林王龑王瑛臧云龙刘润球中国科学院数学与系统科学研究院应用数学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特-爱因斯坦研究所) 德国波茨坦D-14476 首都师范大学数学科学学院北京100089 北京大学天文系北京100871 中国科学院大学物理科学学院北京100049 中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院力学研究所北京100190 中国科学院晨兴数学中心北京100190 西澳大利亚大学澳大利亚珀斯6009 中国科学院计算数学国家重点实验室北京100190

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索... 详细信息

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索早期宇宙中星系结构的形成,星系-黑洞共同演化结构等重大天文问题中提供一种全新的观察窗口.简要介绍中国科学院空间引力波探测计划(太极计划)的任务设计,并进一步阐明其科学目标以及与(e)LISA项目的区别所在,最后给出空间任务中关键载荷的初步分析.

关键词：广义相对论空间引力波探测天文学

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复杂网络上疾病传播溯源算法综述

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计算机学报 2018年第6期41卷 1376-1399页

作者：黄春林刘兴武邓明华周杨卜东波中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京100029 北京大学定量生物学中心北京100871 北京大学数学科学学院北京100871 北京大学统计科学中心北京100871 中国疾病预防控制中心北京102206 内梅亨大学

流感、肺结核等呼吸道传染病严重威胁人类的健康,因此当疫情爆发时,快速、准确地推断疾病起源,对于疾病防控具有重要的理论意义和应用价值.和社交网络上的谣言传播以及计算机网络上的病毒传播不同,呼吸道疾病依赖于人际物理接触,而且具... 详细信息

流感、肺结核等呼吸道传染病严重威胁人类的健康,因此当疫情爆发时,快速、准确地推断疾病起源,对于疾病防控具有重要的理论意义和应用价值.和社交网络上的谣言传播以及计算机网络上的病毒传播不同,呼吸道疾病依赖于人际物理接触,而且具有更为复杂的疾病传播模型.在该篇综述里,作者首先介绍了人际接触网络、疾病传播模型和疾病传播溯源问题的形式化定义,以及溯源问题在传播时间、快照覆盖程度、传播源数量和传播源候选节点这四个层面上的推广,给出了溯源算法的评价指标(准确率和错误距离)和基于贝叶斯极大似然估计的设计脉络;然后分别分析了现有的溯源算法,包括基于传染源中心性的算法、基于置信传播的算法、基于蒙特卡洛的算法以及基于最小描述长度的算法.在这四类算法中,基于传染源中心性的算法最多,使用了包括传播中心性、Jordan中心性、动态年龄和无偏中介中心性共4种中心性指标,并且基于传播中心性和Jordan中心性的算法被推广到更为一般的情形,如多个传播源、快照信息不完全等.作者分别在四种理想网络和两种真实人际接触网络下,实现并比较了常用溯源算法的性能.评估结果(包括准确率、错误距离、运行时间)表明:(1)溯源算法普遍对网络结构较为敏感;(2)多数算法对疾病传播参数具有鲁棒性;(3)相对于其他算法而言,动态消息传递算法尽管耗时几乎最长,但具有最高的准确度;(4)在耗时较短的算法中,无偏中介中心性具有相对较小的误差距离.根据实验结果,根据不同的使用场景推荐了不同的算法:(1)当运行时间不重要时,推荐动态消息传递算法;(2)相反,当希望快速溯源时,应该考虑基于无偏中介中心性的算法,当网络是随机树时,Jordan中心估计算法更优;(3)反向贪心算法和动态年龄算法分别在随机网络和无标度网络上兼顾了准确率和运行时间.最后,作者总结了该文中介绍的所有溯源算法的适用性和时间空间复杂度,讨论了它们的实际应用以及后续的免疫措施,并提出未来的研究趋势,包括研究更准确的极大似然估计算法以提高算法的准确度、挖掘并利用传播过程中的信息以提高现有溯源算法的效率,以及考虑动态人际接触网络以提高算法的实用性等.

关键词：复杂网络疾病溯源极大似然置信传播蒙特卡洛

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拉氏流体力学模拟中大变形网格的邻域可变技术

拉氏流体力学模拟中大变形网格的邻域可变技术

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第十八届全国流体力学数值方法研讨会

作者：王瑞利林忠林文洲北京应用物理与计算数学研究所作北京市海淀区丰豪东路2号北京 100094

拉氏方法是多介质、多物理强耦合的流体力学非线性微分方程大变形问题数值模拟的主要方法。其特点是网格跟随流体局部速度的移动而变化，能够清晰地描述多物质流动的物质界面。由于网格跟随流体的变化而移动，在模拟过程中可能会出现计... 详细信息

拉氏方法是多介质、多物理强耦合的流体力学非线性微分方程大变形问题数值模拟的主要方法。其特点是网格跟随流体局部速度的移动而变化，能够清晰地描述多物质流动的物质界面。由于网格跟随流体的变化而移动，在模拟过程中可能会出现计算区域界面相交或计算网格相交、扭曲，导致计算精度的下降，甚至终止计算。此问题一直是从事计算流体力学众多学者和复杂工程高端应用领域关注的重要问题，也是多年多物理数值方法领域研究的热点。本文针对爆轰弹塑性流体力学大变形问题的数值模拟，基于非结构任意多边形网格拉氏有限体积格式，提出了计算过程中网格邻域可变的拉氏动态局部重分方法，允许网格邻域在计算过程中跟随网格相交发生变化，以智能化处理拉氏流体力学模拟中大变形网格。网格邻域可变原则是基于计算几何，当计算过程中网格相交时，在网格相交处，改变网格邻域关系，以至于网格不会出现相交，使计算保持正常进行。并将此新方法应用到材料装配之间间隙闭穴、物质区分割或断裂、流场中涡的形成等严重间断的炸药爆轰流体力学大变形问题的模拟，得到很好的效果。

关键词：拉氏方法流体大变形网格邻域可变技术网格局部重分

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