地圈动力学的THMCB多元关联过程及其分析

地圈中广泛发育的动力学过程属于多元关联过程,它们是在岩土圈与水圈、大气圈、生物圈相互作用中进行的。它们的活动可以概括为热力学、流体力学、固体力学、化学和生物学等基本物质运动的作用及系统的演化。由于它们之间有着互动影响和制约,以及由此引发的能量的转换和参数的变异,因而密切相关。本文建议确立THMCB多元关联过程的概念,开展多元关联过程的研究和分析,以期对地圈动力学过程进行系统有效的综合评价和预测。     

大气非线性与湍流过程中动力学复杂性的研究与进展

通过实验数学方法、元胞自动机模型（并行算法与实际过程的模拟）、大型转盘模拟实验以及计算机数值模拟（用串行算法模拟时间演化的长期行为）来研究大气系统非线性过程与湍流过程中出现的混沌随时间演化的宏观特性、气溶胶粒子凝聚增长机制,湍流的拟序结构,系统状态在临界点的突变和多重平衡态以及台风的孤立子拓扑性质,促进学科新概念新方法的相互交叉与渗透,从分析、综合上升到整体研究（ＩｎｔｅｇｒａｔｉｖｅＳｔｕｄｙ）,在非线性动力学层次上认识大气系统复杂性的本质,这些都是大气科学领域中当前迅速发展的前沿课题,具有重要的科学意义和实际应用价值。      

关于加强针对国家重大装备的动力学与控制研究的建议

随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的发布和实施,一系列重大装备和工程建设计划将陆续启动,如:载人航天、大型运输飞机和客机、高档数控机床、集成电路制造装备、先进燃气轮机、高速轨道交通、深海钻井平台和大跨度桥梁等.上述重大装备和工程在设计建造和运行使用过程中的高效、可靠、安全对动力学与控制学科提出了迫切需求.本文以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中的战略需求为背景,结合国家自然科学基金委员会力学学科发展规划的要求,针对航空航天飞行器、先进制造装备与系统、先进动力装备、高速轨道交通、深海平台和大跨度桥梁中的若干关键动力学与控制问题,提出了动力学与控制学科"十一五"重点研究建议方向.     

蛋白质结构动力学研究进展

蛋白质是生物体赖以存在和生长的重要大分子有机化合物,由20种不同的氨基酸通过肽键连接成线性高分子链,具有特殊的三维空间结构. 蛋白质生物功能与结构动力学特征紧密相关,不同结构运动模式决定了蛋白质在生化过程中的不同生物功能.给定一种蛋白质的空间结构, 通过建立结构动力学模型,进而得到蛋白质结构的运动轨迹,或者将结构整体运动分解为不同频率振动模态的叠加,能够帮助进一步理解蛋白质生物活性点在配体结合、催化过程中的运动特征.阐述了蛋白质结构动力学研究的最新进展,分析了3种蛋白质结构动力学的物理模型和求解方法,详细讨论了谐波模型中的原子模态分析、弹性网络模型等动力学方法,并介绍了蛋白质结构动力学在生物研究领域的应用.蛋白质结构动力学方法的研究和发展表明,从物理原理和简化模型出发的理论分析方法,能够为生物学前沿研究提供有力帮助,是蛋白质折叠和结构预测中的一个重要研究方向.      

流体力学与国土安全

国土安全涉及到流体力学的广泛应用, 并为其研究发展提供了诸多机遇. 本 评论选择列举了流体力学在反恐领域的各类课题, 还建议了今后的研究方向. 课题范围从防 备、遏制策划中的恐怖袭击, 一直到探测、应对和恢复. 具体的内容则包括飞机加固, 爆炸 缓冲, 传感器取样, 爆炸物探测, 微流控和芯片实验室, 城市环境中化学羽流弥散以及建筑 物通风等. 此外, 本文还讨论了蒸气羽流与远距探测, 非致命武器, 疾病空气传播, 人员防 护装备以及污染移除问题. 涉及这类的应用, 要求流体力学家跨越传统领域的边界, 进行交 叉学科研究, 特别是要结合化学、生物学、气溶胶学与大气科学协同工作.     

地圈动力学——地质环境、灾害与工程研究基础

从可持续发展理念出发 ,探讨工程地质学的学科使命和发展问题。作者指出 ,地圈系统的相互作用和动力过程直接决定着人类生存和活动所依赖的环境、所承受的灾害及工程建设的问题和条件 ,地圈动力学研究应是工程地质作用评价、过程预测的基础。作者建议对工程地圈系统的相互作用和动力过程进行深入系统的研究。这将有利于工程地质学科的整体发展和提高。     

纳米颗粒多相流体动力学研究及应用

纳米颗粒多相流研究是目前多相流研究中新的研究方向及重点发展领域.为探索纳米尺度多相流相间作用机理及内部存在机制,采用理论分析及数值计算手段,对一般动力学方程的封闭处理、颗粒碰撞率宏观模型的有效构建、颗粒凝并系统动力学演变特性的机理分析、非稀相问题碰撞率的求取、双变量问题求解方法的建立以及一些实际应用进行了系统研究,提出了新的针对纳米尺度颗粒动力学演变的一般动力学方程求解方法,并将其应用于实际工业过程问题的研究.该文对上述研究工作进行了综述.     

航天器轨道动力学之“动”在何处?

正1何谓轨道动力学?航天器轨道动力学是航天领域的一门基础学科,是天体力学在航天领域的具体应用,主要研究在万有引力及其他外力作用下航天器的运动特性及控制规律~([1]).这门学科涉及大量数学和经典力学方面的内容,但一般不涉及相对论和量子力学,因此就其抽象程度而言并不特别复杂.然而这并不意味着航天器轨道动力学是容易学习的,尤其是它里面包含了很多与我们直觉相悖的内容.举个最简单的例子.假如在围绕地球的同一条     

载荷诱导骨生长的力学细胞生物学机制

骨骼的结构和功能在很大程度上依赖于其所处的力学环境,这一观点已被广为接受．自从Ｗｏｌｆｆ提出其著名的骨转换定律以来,骨生长与载荷间的关系一直是生物力学中一个重要的问题．大量的动物实验均证明二者之间存在明确的关联．然而,载荷诱导骨生长的力学细胞生物学（ｍｅｃｈａｎｏｃｙ－ｔｏｂｉｏｌｏｇｙ）机制仍很不清楚．十余年来体外培养骨骼细胞加载的研究为应力（应变）诱导骨生长提供了一个微观理论框架．目前认为,载荷诱导骨生长的过程可分为四个环节,即：力学耦联、生物化学耦联、胞间信号转导和效应细胞反应．详细阐述了这几个环节,并就今后的研究方向作一讨论．     

第二届国际动力学、振动与控制学术会议(ICDVC-2006)介绍

动力学、振动与控制是力学理论和应用的重要分支,也是现代科学技术十分活跃的前沿研究领域.从经典定义的角度来看,动力学与控制学科主要研究牛顿力学的一般原理和一切宏观离散系统的动力学现象.由于连续介质力学问题可以经过离散化而变成有限自由度系统的问题来处理,并且现代动力学理论可以推广到连续系统,因而动力学与控制理论中的原理和方法也同样适用于连续介质力学.     

应用数学的拓展——用一篇关于蛋白质分子的结构和功能的动理论发展的论文来说明

近来,人们喜欢从历史的角度来探讨数学在生物学中的应用问题.这种趋势似乎可以看作是应用数学范围逐渐拓展的一种自然现象.但它所用到的数学概念和方法与以往应用数学所用的概念和方法并无本质区别.例如,我们在本文中简单描述了如何将耗散系统中的动理学原理用于研究蛋白质分子的结构和功能.在这些研究中,传统统计物理学的概念和方法可以用来成功地建立与经验数据相对应的假设及理论.      

存在相关约束Euler-Lagrange 方程解的存在唯一性

 Euler-Lagrange方程是多体系统动力学的重要数学模型之一. 对存 在诸如包含平行机构的多体系统，采用绝对坐标建模时，系统动力学约束 方程往往是一组相关约束方程. 本文讨论了存在相关约束的Euler-Lagrange 方程解的存在唯一性条件，给出了一个解的存在唯一性定理. 定理中不再 要求满秩，但针对常秩的情形, 对于变秩的情形，通过注释的形式给出了 定理的使用方式.     

Experimental Investigation of Plant Root Growth Through Granular Substrates

It is well known that granular materials are not homogeneous, i.e. the forces between grains are localized in force chains. However, previous work on plant root growth has neglected this variability in granular soils and reported bulk characteristics or used homogeneous media, such as agar, to grow plant roots. In this paper we report the results of pinto bean root growth through a granular system where photoelastic grains are used to visualize and quantify the local forces in the system. Two issues are addressed: how plant roots respond to different levels of force between grains, and how the growing roots alter the force distribution in a granular system. We find that pinto bean roots are less likely to grow between grains as the force between those grains increases and that roots can exert, on average, 110 mN of force on the granular system. However, both of these observations are time-dependent. Both the inter-grain forces as the roots grow and the forces that the roots impart to the system increase in time without observable concomitant geometric changes in root cross-section.     

Pollen tube growth: Getting a grip on cell biology through modeling

Cellular growth in plant, fungal and bacterial cells is based on the mechanical deformation of the cellular envelope by the hydrostatic turgor pressure. Shape generation is therefore a mechanical problem whose biological control is poorly understood. The pollen tube is an attractive model system for the investigation of the growth process in walled cells. The geometry, mechanics and kinetics of the growth process represent intriguing features that are well investigated experimentally. In particular, the presence of regular pulsations in the growth rate, an indicator of non-linear feedback regulation, has attracted the attention of modelers from the engineering, mathematical and physical communities. Here, we summarize important hallmarks characterizing pollen tube growth, and we illustrate how modeling and mathematical analysis have become an integral part of the research programs targeting this cell type.     

岩土材料塑性应变增量方向的确定

通过与金属材料的类比，分析了岩土材料的特征面(SMP面)的特性，提出了SMP面上的应力 决定岩土材料塑性应变增量流动方向的观点，并由此推导出计算公式. 通过增加一个材料参 数，还可以考虑存在黏聚力时的情况. 由该公式计算的塑性应变增量方向得到了 试验结果的验证. 该公式也在用变换应力修正的剑桥模型中得到应用，模型预测结果能够合理反映试验数据.     

Group classification of one-dimensional equations of fluids with internal energy depending on the density and the gradient of the density

Group analysis provides a regular procedure for mathematical modeling by classifying differential equations with respect to arbitrary elements. This article presents the group classification of one-dimensional equations of fluids, where the internal energy is a function of the density and the gradient of the density. The equivalence Lie group and the admitted Lie group are provided. The group classification separates all models into 21 different classes according to the admitted Lie group. Invariant solutions of one particular model are obtained.      

数学规划加权残值法在非线性微分方程中的应用

本文研究数学规划加权残值法在非线性微分方程求解中的应用,利用数学规划加权残值法和ＬＰ模理论,把非线性微分方程边值问题转化为一个可微分的无约束非线性优化问题,从而运用成熟稳定的寻优方法求得问题的解。文中数字计算例子表明本文方法可以快速有效地求解非线性微分方程。     

Theoretical models of vegetable drying by convection

The results of experiments are often used to model empirical phenomena. However, the term model is applied in various meanings. A model is usually treated as an abstract formal structure that can replace a material system considered as original, in respect to the aim of modeling. Certain formal structures may be treated as theoretical models of empirical phenomena. On the other hand, a material system can also be referred to as a model of an abstract system, e.g., a set of equations or a hypothesis. Such a material system, if it is a distinct empirical interpretation of the language of a given theory, is then called a real model. Both kinds of models are applied in drying technology, but the second one is more inventive. The mathematical structures are treated as empirical formulae or as theoretical models properly derived from true or legitimated promises of a given theory. The advantages of some mathematical theoretical models of drying processes versus empirical formulae are discussed. The creation of new mathematical theoretical models of convection drying kinetics of some shrinking solids is presented and analyzed. One of the above models was also hypothetically suggested for modeling the drying of cut vegetables in a fluidized-bed. Despite its initial acceptance due to peer empirical justification on cut carrots and celery, it still requires further theoretical analysis. Other models indicated here are theoretical models of vegetable drying in a tunnel drier. These models are created by deduction from laws of heat and mass transfer theory and its basic equations. XI Polish Drying Symposium, Poznań, Poland, 13–16 September 2005.     

Nonlocal modeling of a randomly distributed and aligned long-fiber composite material

The work under study is about the variational and stochastic modeling of randomly distributed and aligned long-fiber composites. Its objective is to derive a homogenized behavior that exhibits the nonlocal phenomenon of this type of material at the macroscopic scale. Several methods of applied mathematics are used in order to keep the maximum information about the nonlocal behavior after homogenization.     

相同子结构串的本征对问题及展开解法

本文讲述了串连式子结构的分析计算方法,它相当于结构分析中按横截面展开的方法。文中讲述了移位不变法以及初参数与传递矩阵法两个方面,并指明了两种方法的联合运用及相互关系,截面上本征值问题的计算以及按本征向量展开等问题。