海洋声学传播新模型

海洋声学模型将我们对海洋中传播的声音在物理上的理解转换为数学表示,进而利用计算机进行模拟计算。海洋声学模型主要包括环境模型、传播模型、噪声模型、混响模型和声纳性能模型。水平变化传播模型研究,包括二维(距离和深度)和三维(距离、深度和方位角)模型研究,是目前海洋声学的重要研究方向之一。     

物理学中模型的作用和特点

 模型在物理学研究中的作用是十分重要的。本文简要介绍模型的意义,重点论述物理学中模型的作用和特点。一、模型的意义所谓模型,就是人们为了某种特定的目的而对研究对象所作的一种简化的描述。各门科学中应用的模型,种类繁多。归纳起来可以分为物质模型和思想模型两大类。物质模型是以某种程度、形式相似的模型实体去再现原型。     

基于预训练VGG11模型的光刻坏点检测方法

模型性能表现和模型训练时间影响着基于迁移学习坏点检测方法的应用,而选用模型和迁移学习策略是模型性能表现和模型训练时间的重要影响因素。提出了一种基于预训练VGG11模型的坏点检测方法,通过微调基于ImageNet数据集预训练的VGG11模型获得坏点检测的待训练模型。采用保留预训练模型权重、冻结卷积层的策略进行模型训练,采用ICCAD 2012数据集进行模型训练和测试。与现有方法相比,所提方法的模型综合性能表现更好,所需的模型训练时间更少。所提方法有助于提高掩模版图的坏点检测效率,缩短集成电路生产的周期。     

基于D-ELM的矿井气体FTIR光谱定量分析

为了对D-ELM的矿井气体定量分析效果进行比较和分析,建立了3种矿井气体定量分析模型,分别是SVM模型、极限学习机（ELM）模型和动态极限学习机（D-ELM）模型。由于每个模型每次预测结果在一定范围内变化,所以取每个模型运行10次预测结果平均均方根误差（ARMSE）、平均相关系数（AR）、平均模型运行时间（AT）来评价各模型对气体定量分析的性能。PSO-SVM模型的结果为:[0.054 2,0.998,200.38 ];ELM模型的结果为:[1.042 1,0.989 4,0.26];D ELM模型结果为:[0.043 8,1,2.01]。综合预测精度和预测速度表明,D ELM模型要优于另外2种模型。     

利用区域信息的航拍图像分割

提出一种利用区域信息的航拍图像分割模型。针对GAC模型和Chan-Vese模型存在的不足,提出一种符号压力函数,该符号压力函数可以有效地增大模型的作用范围。与Chan-Vese模型相比,新模型不受初始条件的限制,进一步增大了模型的作用范围。新模型利用了图像的区域信息,可以同时将目标的内外边界分割出来。在新模型中,水平集函数不必初始化为符号距离函数,节省了计算开销。与传统的基于水平集方法的模型相比,新模型不含曲率项,实现简单。实验结果表明,与GAC模型和Chan-Vese模型相比,新模型的分割精度高于3%,分割速度快6倍以上。     

剖析选考情境问题 落实特征模型教学——以“生活实践情境专题复习”为例

分析了近几年浙江选考中的生活实践情境模型,根据模型特征分为质点模型、杆状模型、柱状模型、球状模型,通过类比演示,学生自编习题、设问并在课堂中进行小组互评的方式进行教学实践,提升情境建模能力,落实特征模型教学.     

最优速度模型与元胞自动机模型的比较研究

用解析分析与数值仿真的手段研究了一种典型的车辆跟驰模型(OV模型)与元胞自动机模型(NS模型)之间的区别与联系.首先通过对模型规则的分析,证明了确定NS模型是OV模型的一种离散形式.随后针对两模型更复杂的具体形式,通过数值仿真的手段进行了模型的密度-流量关系与模型在开放边界下的动态特性的研究.实验结果表明,从现象来看,OV模型与NS模型具有非常近似的性质,但两种模型的机制不相同,并且各自具有不能相互替代的优势.为交通流模型的使用和改进提供了参考.     

受限空间狭缝射流传热特性数值模拟研究

狭缝冲击射流是一种高效的换热形式,传统湍流模型无法准确预测其换热规律。采用常用的k-ε系列湍流模型和k-ω系列湍流模型,结合Kato-Launder模型、剪切流修正模型、间歇转捩模型和横流效应修正模型,对受限空间狭缝射流开展了数值模拟研究。结果表明,标准k-ω湍流模型结合Kato-Launder模型和剪切流修正模型可在两种典型冲击距离下都成功预测壁面传热特性,间歇转捩模型对SST k-ω剪切应力输运湍流模型预测能力的改善作用极其有限,而Kato-Launder模型可以极大改善SST k-ω湍流模型在较小冲击距离下的传热预测能力,但在较大冲击距离下,Kato-Launder模型会预测出更为显著的努塞尔数伪第二峰值。     

基于Si-cPLS的小麦种子发芽率近红外模型优化研究

为了提高近红外光谱技术快速测定小麦种子发芽率的准确度和稳健性,比较分析了基于全光谱的单一偏最小二乘(PLS)模型和多模型共识PLS模型(cPLS)性能,并提出了基于特征光谱的多模型共识PLS模型(Si-cPLS) 。实验收集84份小麦种子,通过SPXY法将样本集划分为训练集样本66个,预测集样本18个。从训练集中随机抽取50个样本作为校正集建立一系列PLS子模型,选取其中性能较好100个子模型作为成员模型建立cPLS模型,取成员模型预测结果的均值来分析未知样本。在此基础上,采用组合间隔偏最小二乘法(SiPLS)筛选特征谱区建立多模型共识PLS模型(Si-cPLS)。各模型均采用均值中心化预处理方法,PLS模型、cPLS模型以及Si-cPLS 模型对预测集的小麦种子发芽率进行50次重复预测的平均相关系数r分别为0.935,0.949和0.967,平均预测均方根误差RMSEP分别为13.735%,12.533%和10.273%,RMSEP 的标准偏差分别为1.144%,0.096%和0.08%。实验结果表明cPLS模型较单一PLS模型更加稳定可靠,而基于特征光谱的Si-cPLS模型则进一步提高了cPLS的稳定性与预测精度,为建立性能优秀的小麦种子发芽率近红外模型提供了新思路。     

应变率相关的橡胶本构模型研究

为研究橡胶在不同应变率下的响应特性,建立应变率相关的橡胶黏超弹性本构模型,分别采用超弹性本构模型和黏弹性本构模型表征其非线性弹性行为和应变率相关的弹性行为。首先,对于超弹性模型,基于最小二乘法,对比了Mooney-Rivlin模型、修正的Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型、修正的Yeoh模型、Ogden模型和Arruda-Boyce模型等超弹性本构模型的拟合能力。结果表明,经修正的Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的拟合优度与Ogden模型和Arruda-Boyce模型接近。在此基础上,基于一种参数较少且拟合效果良好的修正Mooney-Rivlin模型和应变率相关的Maxwell模型,建立了橡胶黏超弹性本构模型,考察了该黏超弹性本构模型在单轴拉伸和单轴压缩情况下中高应变率时的拟合能力。结果表明,对于这两种受力情况下的应变率相关的实验数据,该黏超弹性本构模型的拟合优度均在0.95以上。研究结果为大应变率范围内单轴拉伸和单轴压缩下橡胶的本构模型选择提供了参考。     

虚光场对光场与玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中光场压缩性质的影响

在压缩真空态光场和二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 采用非旋波近似, 研究了光场的压缩特性以及原子本征频率、原子-光场的耦合系数、光场初始压缩因子以及虚光场对系统光场压缩特性的影响. 研究表明, 光场的两个正交分量均被周期性压缩, 其压缩深度与光场初始压缩因子有关, 光场与原子的耦合系数决定了光场的量子崩塌-回复频率,虚光场效应使得光场的压缩深度增强.     

Rapid magnetization reversal in magnetic small particles induced by non-static bias field

Magnetization reversal processes by a switching field in single-domain nano-sized magnetic particles in the presence of a small transverse non-static bias field are studied. Applying an oscillating bias field instead of a static field, the reversal time becomes much shorter when the switching field is slightly stronger than the effective anisotropy field. A pulsed bias field of a suitably chosen duration in the nanosecond scale is found to induce a rapid switching, even when the switching field is smaller than the anisotropy field. The dependence of the reversal time on the frequency of an oscillating bias field and the duration of a pulsed bias field are studied. The present work thus complement the earlier studies on switching in the presence of a static bias field.     

重力场和强磁场中费米气体的热力学性质

基于半经典近似,研究重力场和强磁场共存下费米气体的热力学性质,通过理论解析和数值模拟分析强磁场背景下重力场对系统热力学性质的影响.研究表明:与单纯强磁场相比,重力场的引入使能量及化学势都降低.随温度的上升,重力场对化学势的影响逐渐放大;对热容的影响有极大值.重力场使系统的热容随磁场的振荡几乎不变、使化学势的振荡中心下移.     

稀释晶场对spin-1和spin-1/2混合自旋纳米管中 Blume-Capel模型磁化强度的研究

利用有效场理论研究了纳米管上稀释晶场中混合自旋Blume-Capel模型格点的磁化强度,得到了系统格点的磁化强度与稀释晶场取值概率、外磁场和晶场的关系.结果表明:取值概率、外磁场、交换相互作用和晶场强度等诸多因素相互竞争,使系统表现出比恒定晶场作用的Blume-Capel模型更为丰富的磁学特性;外磁场能够增大系统格点的磁化强度,导致系统的二级相变消失;负晶场的作用使系统发生一级相变;稀释晶场会抑制系统的磁化强度,导致其基态饱和值小于1.     

Kerr效应对非线性Jaynes-Cummings模型场熵和缠结的影响

Phoenix和Knight提出的量子熵理论,用量子熵作为缠结程度的量度,研究了附加克尔介质依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型场熵演化的动力学特性和原子-场的缠结特性,详细地讨论了克尔效应及初始相干光场的强弱对场熵演化特性和原子-场缠结特性的影响,并与原子反转特性相比较.结果表明:在初始相干光场较弱时(n=10),克尔介质的非线性相互作用破坏了场熵演化的周期性,原子-场不再周期消缠结.但在初始相干光场较强时(n=50),克尔介质非线性相互作用只是使场熵演化的周期性减弱,场熵的演化仍近似地有周期性,原子-场仍周期消缠结,克尔效应越强,周期越小.当克尔介质与光场强耦合相互作用时(χ/g=5),原子-场持续消缠结.     

感生电场与动生电场的等效性探究

本文认为在感生电场的情况下,磁场的强弱变化可以引起磁场自身的横向运动,使得线圈中电子相对于磁场发生运动,从而等效为一个动生电场,受到洛伦兹力的作用.借助磁感线模拟磁场的运动方式,得到圆形回路中任意一点与磁场相对运动速度的表达式,进而推得该＂等效动生电场＂中的洛伦兹力.以螺线管为例,验证该方法可以解释感生电场所满足的规律.将感生电场与动生电场的产生原因统一为导体中电子与磁场的相对运动,相应电动势的非静电力统一为洛伦兹力.     

Influence of Partial Coherent Light on the Transmission Spectrum and Goos-Hänchen Shift in Rydberg Atomic Medium

A cold atomic medium(Rydberg medium) with cascade configuration under the blockade mechanism is considered. A partial coherent light(PCL) beam is incident on the medium, which makes an angle θ with z-axis. We study the influence of PCL field on the transmission spectrum and find high transmission of probe field for PCL field.Conversely, it is investigated that the transparency of probe field decrease for coherent light field. The transmission of probe field is also studied via beam width of PCL field and investigated high transmission of probe field for small beam width and vice versa. Interestingly, the Goos-H?nchen shift(GHS) in the transmitted light(TL) is studied for PCL field. Large negative and positive GHS in the TL are investigated for PCL field and small beam width of PCL field.     

Regular Electric Field in Electromagnetic Coupled to a Scalar Field

In the framework of an electromagnetic field coupled nonminimally with a scalar field in flat spacetime, the existence of a non-singular electric field is proved for a point electric charge or electric monopole. In analogy with the Maxwell-dilaton system introduced by Gibbons and Wells, first, a Maxwell-anti-dilaton system is constructed where the radial electric field of a static electric monopole is coupled to an anti-dilaton. The field equations are solved analytically for the electric and dilaton fields and observe the nonsingular electric field. Also, the self-energy of the electric monopole is found to be finite. Furthermore, the formalism to a Maxwell-scalar field is generalized where a mechanism is introduced upon which the coupled regular-electric field and scalar field is obtained. The formalism shows that for a given regular electric field there are two supersymmetric coupling functions corresponding to a scalar and a phantom field.     

微波磁场和斜入射对介质表面次级电子倍增的影响

分别研究了微波磁场和斜入射微波电场对介质表面次级电子倍增的影响.利用particle-in-cell/Monte Carlo方法,获得了微波磁场和斜入射微波电场条件下电子数量、介质表面直流场、电子平均能量和介质表面吸收功率的时间变化图像.模拟结果表明,斜入射和微波磁场虽然会显著影响电子的平均能量,但对电子数量和介质表面吸收功率的影响并不大,因此不会对微波介质表面击穿产生太大作用.     

高速飞行器磁控阻力特性

采用低磁雷诺数磁流体数学模型,对外加磁场下的高超声速半球体流场进行数值模拟.选取三种简单理想磁场(轴向、径向、周向均布磁场),分析了不同磁场类型对流场结构、气动阻力与洛伦兹阻力的影响及作用机理.研究发现,轴向磁场径向"挤压"效应使得激波外形凸出,且壁面静压存在"饱和现象";径向磁场存在轴向"外推"效应,较大的磁场强度会导致肩部形成高温区;周向磁场下感应电场的存在导致增阻效果很差.进而对比了两种相同驻点磁感应强度特殊分布磁场(偶极子磁场、螺线管磁场)下的流场,发现了不同于理想磁场的径向"扩张"效应.按增阻效果从大到小依次为径向磁场、螺线管磁场、轴向磁场、偶极子磁场、周向磁场.