检索结果-内蒙古大学图书馆

冰川冻土 2024年第1期46卷 13-27页

作者：肖敏轩赵林张钰鑫高骏强邹德富胡国杰赵建婷李智斌赵拥华肖瑶刘广岳杜二计刘淼南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044

活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟... 详细信息

活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟深度扩展到20 m,并将原模式的4层土层增加到19层土层,同时引入前人的有机质方案和植被根系方案,然后在此基础上,通过耦合Stefan方法以加强模式对冻融锋面的模拟能力,进而探究耦合Stefan方法的Noah-MP模式对西大滩多年冻土站点水热过程的模拟效果。研究中设置了不耦合Stefan方法的CTL控制试验和耦合Stefan方法的STE对照试验来分别模拟西大滩多年冻土站点2012年0~20 m的土壤温度与土壤液态含水量,模拟结果用站点0~3.2 m内10个深度的日均土壤温度、土壤液态水含量监测数据以及3 m、6 m和10 m的年均地温监测数据来做验证。研究结果表明,由土壤温度模拟值插值得到的冻融锋面(0℃等温线)有明显阶梯状特征,最大冻融深度与实测相比偏大。耦合Stefan方法增强了Noah-MP模式模拟冻融锋面的能力,使得模式能够基于Stefan方法较好地模拟出冻融锋面的变化趋势和最大深度。同时,改进后的模式整体改善了对土壤温度的模拟效果,使得0~3.2 m各土层土壤温度的平均RMSE降至0.89℃,减小44%;平均MBE降至-0.13℃,减小86%;模拟的3~20 m年均地温与实测数据更为接近。改进后的模式对土壤液态含水量的模拟水平也有一定改善,其中,模拟的0~3.2 m各土层的土壤液态含水量的平均RMSE降至0.06 m^(3)·m^(-3),减小33%;平均MBE降至-0.01 m^(3)·m^(-3),减小67%。模式还较好描述了活动层20 cm、40 cm、80 cm、120 cm土壤的融化时间。可以看出,在陆面过程模式中耦合能够较好模拟冻融锋面移动过程的Stefan方法可较大程度提高模式的模拟能力,是陆面过程模式改进的有效途径之一,本研究的结果可为多年冻土区陆面过程模式改进提供参考。

关键词： Stefan方法冻融锋面 Noah-MP 陆面过程模式西大滩

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基于自适应移动网格的Cahn-Hilliard方程的有限元法

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山东大学学报（理学版） 2021年第12期56卷 17-25页

作者：卢长娜常胜祥南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044

针对二维Cahn-Hilliard方程,使用自适应移动网格,建立有限元数值模型。由于Cahn-Hilliard方程在初期变换迅速,且在后期变化缓慢,使用基于移动网格偏微分方程(moving mesh partial differential equation, MMPDE)的移动网格准则能够更好... 详细信息

针对二维Cahn-Hilliard方程,使用自适应移动网格,建立有限元数值模型。由于Cahn-Hilliard方程在初期变换迅速,且在后期变化缓慢,使用基于移动网格偏微分方程(moving mesh partial differential equation, MMPDE)的移动网格准则能够更好地捕捉相变的过程。在移动网格上,对空间方向使用线性有限元离散,对时间方向使用五阶Radau IIA格式离散。数值结果表明在移动网格下的数值解能够很好地保持原方程固有的质量守恒与能量稳定定律,提高计算效率,验证了该方法的有效性和可行性。

关键词：线性有限元自适应移动网格 Cahn-Hilliard方程能量稳定

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统一框架下中国气候预估多模式集合策略对比

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中国科学：地球科学 2023年第9期53卷 2155-2171页

作者：朱欢欢江志红李肇新李伟姜胜周攀宇赵暐昊李童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南京210044 Laboratoire de Météorologie Dynamique CNRSSorbonne UniversitéEcole Normale SupérieureEcole PolytechniqueParis 75005France 南京信息工程大学数学与统计学院南京210044

科学可靠的未来预估对气候变化适应和相关政策的制定具有重要意义.多模式集合是实现该目标的有效途径之一.但是,目前研究中鉴于关注的目标对象、时空尺度以及所用模式库的不同导致集合方案效果存在差异,不同方案间难以直接相互比较.因... 详细信息

科学可靠的未来预估对气候变化适应和相关政策的制定具有重要意义.多模式集合是实现该目标的有效途径之一.但是,目前研究中鉴于关注的目标对象、时空尺度以及所用模式库的不同导致集合方案效果存在差异,不同方案间难以直接相互比较.因此本文构建了统一的框架来评估比较5种不同集合方案在中国区域的性能,具体集合方案为多模式集合平均(MME)、秩加权、可靠性集合平均、结合模式性能和独立性加权(ClimWIP)以及贝叶斯模型平均方案.同时分析了全球变暖1.5℃和2℃温控目标下(相对工业化前,1861~1900年),中国全域及7个分区的年平均温度和总降水量相对于当前(1995~2014年)的未来变化.结果表明:与MME相比,加权集合方案预估平均温度和总降水量中位数变化的一致性较好,且降低了不确定性,提高了信噪比(SNR).其中ClimWIP方案综合最优,其预估中国区域温度不确定性减幅达30%,总降水减幅约15%.不同区域和指数的预估可靠性不同,温度的可靠性大于降水.基于优选的ClimWIP方案的预估结果表明,全球变暖1.5℃和2℃下,相对于当前气候(1995~2014年),中国区域年平均温度增加约1.1℃和1.8℃,总降水增加约5.4%和11.2%.其中东北地区增温最强,增幅(集合样本中位数,括弧内为第10到90分位数区间,下同)达1.3(0.6~1.7)和2.0(1.4~2.6)℃,华北和西北次之.西南地区温度预估增幅较弱但最可靠.西北地区总降水量增加最大,全球变暖1.5℃和2℃下增幅为9.1%(–1.6~24.7%)和17.9%(0.5~36.4%),华北次之,西南地区总降水量变化不确定性大,信噪比最小.额外0.5℃增暖对中国气候产生显著影响,整个中国地区温度的增幅将超过全球平均值,总降水量也将进一步增加,其中西北增湿最强.

关键词：多模式模拟集合方案全球变暖温控目标气候预估不确定性中国区域气候变化

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一种带压缩和动量步的联邦学习算法

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高等学校计算数学学报 2022年第1期44卷 64-81页

作者：贾泽慧董萍杜俊辉南京信息工程大学数学与统计学院

1引言联邦学习（Federated Learning）是一种分布式学习范式，这一概念自2016年被谷歌研究院提出以来就一直受到广泛的关注和研究[23].本文研究的是联邦学习中存在的一类优化问题，该优化问题可以抽象成:■

关键词：压缩动量步联邦学习

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江西省九江市降水变化特征分析

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运筹与模糊学 2024年第1期14卷 1044-1056页

作者：徐聪颖花磊南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京苏州博纳讯动软件有限公司江苏苏州

为了深入了解九江地区的降水特征和趋势变化,优化农业生产,本文利用九江市8个站点1961~2020年的降水资料,采用线性趋势分析法、Mann-Kendall检验法、滑动T检验、小波分析和重标极差分析法,分析了九江市年、季降水量在长时间尺度上的变... 详细信息

为了深入了解九江地区的降水特征和趋势变化,优化农业生产,本文利用九江市8个站点1961~2020年的降水资料,采用线性趋势分析法、Mann-Kendall检验法、滑动T检验、小波分析和重标极差分析法,分析了九江市年、季降水量在长时间尺度上的变化特征。研究表明:1) 九江市近60a的年降水量呈上升趋势,降水倾向率为32.86 mm/10a。其中,春季降水量呈微弱的下降趋势,夏、秋、冬季降水量均为上升趋势;2) 在0.05的显著性水平下,年降水量突变点出现在1969、1978和2012年,其中1969与2012年出现降水量增长,1978年降水量下降。春季与秋季无明显突变点,夏季降水量的突变点出现在1969年,冬季降水量的突变点出现在1988年,均为增长现象;3) 九江市年、季降水量均存在明显的周期变化,两者的第一主周期均为36a,在该尺度下的变化周期约为23年;四季降水量的第二主周期在20a左右,变化周期约为12年;4) 九江市未来年降水量表现为下降趋势。其中,春季降水量增多,其他季节降水量均为减少趋势。

关键词：降水量趋势分析法突变检验小波分析重标极差分析法

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基于人工鱼群的自适应密度峰值聚类算法

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计算机工程与设计 2024年第1期45卷 110-119页

作者：何凯琳张正军位雅唐莉南京理工大学数学与统计学院江苏南京210094 景德镇学院信息工程学院江西景德镇333000

针对密度峰值聚类算法中截断距离d c和聚类中心缺乏选取依据,以及对簇中存在多密度峰值的数据无法准确聚类问题,提出一种基于人工鱼群的自适应密度峰值聚类算法(AFSADPC)。选择簇中心权值γ大于幂律分布上分位数的样本点作为聚类中心,... 详细信息

针对密度峰值聚类算法中截断距离d c和聚类中心缺乏选取依据,以及对簇中存在多密度峰值的数据无法准确聚类问题,提出一种基于人工鱼群的自适应密度峰值聚类算法(AFSADPC)。选择簇中心权值γ大于幂律分布上分位数的样本点作为聚类中心,根据两个相邻簇的簇间边界区域密度与簇平均密度构造簇间合并规则,利用人工鱼群算法寻找使改进轮廓系数指标达到最大值时的最优截断距离d_(c)。在合成数据集和真实数据集上的实验结果表明,AFSADPC算法具有较好的聚类效果。

关键词：密度峰值聚类算法人工鱼群算法截断距离幂律分布簇合并策略轮廓系数

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基于L_(0)矩阵范数正则化的自然图像去反光算法

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福州大学学报（自然科学版） 2022年第6期50卷 729-736页

作者：丁凤夏又生福州大学数学与统计学院福建福州350108 南京信息工程大学人工智能学院江苏南京210044

提出一种基于L_(0)范数正则化的自然图像去反光算法.首先,根据自然反光图像的两个特征构建基于L_(0)范数的正则优化模型,保证漫反射图像系数矩阵的稀疏性、低秩性和反光区域漫反射分量的有效恢复.其次,利用增广拉格朗日技术,导出求解L_... 详细信息

提出一种基于L_(0)范数正则化的自然图像去反光算法.首先,根据自然反光图像的两个特征构建基于L_(0)范数的正则优化模型,保证漫反射图像系数矩阵的稀疏性、低秩性和反光区域漫反射分量的有效恢复.其次,利用增广拉格朗日技术,导出求解L_(0)范数正则优化模型的算法.最后,通过与相关的图像去反光算法对比,证实本图像去反光算法在均方误差和结构相似度上均优于其他去反光算法,使其生成图像在保留更多纹理细节信息的同时,可以有效去除图像反光.

关键词：图像反光去除 L_(0)范数正则化矩阵变量优化

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四元数双向联想记忆神经网络的固定时间控制

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南通大学学报（自然科学版） 2023年第3期22卷 81-94页

作者：石雨晨魏若宇南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心江苏南京210044

将双向联想记忆(bidirectional associative memory,BAM)神经网络扩展到四元数域,提出了一类新的四元数双向联想记忆神经网络(quaternion-valued bidirectional associative memory neural networks,QVBAMNNs)。通过对四元数的分解并运用微分包含理论,将原始的四元数值系统转化为等价的实值系统,并利用Lyapunov方法研究了主从QVBAMNNs的固定时间同步问题。通过设计一个不连续状态反馈控制器,得到了保证QVBAMNNs达到固定时间同步的新准则。最后,通过数值仿真验证了所得结果的正确性。

关键词：固定时间同步四元数不连续激活函数双向联想记忆神经网络微分包含

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全球变暖对海洋浮游生物生长–产氧的影响与应对策略

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海洋科学前沿 2022年第1期9卷 54-66页

作者：周宇翔陈群郑弈姚远南京信息工程大学长望学院江苏南京南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京

本文研究在全球变暖的背景下,海洋浮游生物生长–产氧情况的变化趋势。基于浮游动植物与氧气的关系,用函数刻画相关物质流的循环与传递,得到恒温状态下三者的基础模型,接下来引入温度上升对其中各化学反应的影响,同时在原有模型的基础... 详细信息

本文研究在全球变暖的背景下,海洋浮游生物生长–产氧情况的变化趋势。基于浮游动植物与氧气的关系,用函数刻画相关物质流的循环与传递,得到恒温状态下三者的基础模型,接下来引入温度上升对其中各化学反应的影响,同时在原有模型的基础上加上一个空间扩散维度,并考虑生态系统对气候的负反馈作用,最终得到浮游生物–氧气–气温变化模型。用有限差分法将微分方程进行离散,并结合python编程对浮游植物、浮游动物、氧气浓度和上升温度这四者的关系进行求解,绘制数量变化曲线。模拟结果表明,近500年内,浮游生物与氧气的波动将趋于平缓,振幅逐渐减小,且整体有略微下降的趋势;与此同时,温度上升的幅度也趋于平缓,浮游生物与气温二者互相制约,使生态系统更加稳定。

关键词：扩散方程有限差分法浮游生物–氧气–气温变化模型

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带工作故障的M/M/1重试排队流模型系统性能分析

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应用数学进展 2022年第2期11卷 769-780页

作者：孙红霜叶晴晴南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京

为了拓展流排队模型的相关理论,本文研究了带有故障和重试系统的M/M/1排队驱动系统的流模型。基于矩阵几何解法对模型的主要性能指标进行了研究,对构建的微分方程进行推导,得到了系统的稳态库存量的LST及其均值。最后通过数值例子说明... 详细信息

为了拓展流排队模型的相关理论,本文研究了带有故障和重试系统的M/M/1排队驱动系统的流模型。基于矩阵几何解法对模型的主要性能指标进行了研究,对构建的微分方程进行推导,得到了系统的稳态库存量的LST及其均值。最后通过数值例子说明不同参数对各项性能指标的影响,为现实情况中的故障和重试排队服务系统提供参考。

关键词：流模型工作故障重试排队矩阵几何解

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