可压缩各向同性衰减湍流直接数值模拟研究

采用五阶有限差分WENO格式直接模拟了高初始湍流Mach数的可压缩均匀各向同性湍流,主要分析了湍流的统计特性 和压缩性的影响,包括能谱特征、激波串、耗散率、标度律等. 研究表明,湍动能主要来自于速度场螺旋分量的贡献;各向同性湍流的小尺度脉动对压缩性更为敏感,并且压缩性的增强加快了湍流大 尺度脉动向小尺度脉动的湍动能输运;随着湍流Mach数的升高,胀量(压缩)耗散率所占比率也显著增长. 标度律分析表明,强可压缩湍流的横向速度结构函数仍然具有扩展自相似性;当阶数较高(p ≥ 5)时,纵向速度结构函数的扩展自相似性则不再成立. 对于压缩性较弱的湍流,与不可压缩湍流一致,横向湍流脉动的间歇性要强于纵向湍流脉动;而对于强可压缩湍流,纵向湍流脉动的 间歇性要强于横向湍流脉动.     

）IRECT NUMERICAL SIMULATION OF DECAYING COMPRESSIBLE ISOTROPIC TURBULENCE

采用五阶有限差分WENO格式直接模拟了高初始湍流Mach数的可压缩均匀各向同性湍流,主要分析了湍流的统计特性和压缩性的影响,包括能谱特征、激波串、耗散率、标度律等.研究表明,湍动能主要来自于速度场螺旋分量的贡献;各向同性湍流的小尺度脉动对压缩性更为敏感,并且压缩性的增强加快了湍流大尺度脉动向小尺度脉动的湍动能输运;随着湍流Mach数的升高,胀量（压缩）耗散率所占比率也显著增长.标度律分析表明,强可压缩湍流的横向速度结构函数仍然具有扩展自相似性;当阶数较高（p≥5）时,纵向速度结构函数的扩展自相似性则不再成立.对于压缩性较弱的湍流,与不可压缩湍流一致,横向湍流脉动的间歇性要强于纵向湍流脉动;而对于强可压缩湍流,纵向湍流脉动的间歇性要强于横向湍流脉动.     

任意阶标度分形格分抗与非正则格型标度方程

Carlson分形格电路是分抗的理想逼近情形,但仅具有负半阶运算性能,逼近效益随着电路节次数的增加逐渐降低.虽然可嵌套得到-1/2~n阶(n为大于或等于2的整数)分抗逼近电路,但结构复杂,无法实现任意分数阶运算.通过类比拓展Carlson分形格电路,获得具有高逼近效益的任意实数阶微积算子的分抗逼近电路——标度分形格分抗,并用非正则格型标度方程进行数学描述.分别探讨非正则格型标度方程的近似求解和真实解.通过调节电阻递进比α与电容递进比β的取值,可构造出具有任意运算阶的标度分形格分抗逼近电路.标度拓展极大地提高了标度分形格分抗电路的逼近效益.随着标度因子的增加,负半阶标度分形格分抗的逼近效益逐渐增大并明显高于Carlson分形格分抗.设计了基于五节Carlson分形格分抗与负半阶标度分形格分抗的半阶微分运算电路,并对周期三角波和周期方波信号进行半阶微分运算,实验测试结果与理论分析一致.     

原子核单粒子共振态的研究进展

共振是自然界普遍存在的有趣现象。在核物理领域,存在许多奇特现象,共振在其中扮演着重要角色。介绍了近期发展的RMF-CSM、RMF-CGF和RMF-CMR方法及其对原子核单粒子共振态的研究。给出了120Sn,31Ne等核的单粒子共振态的能量和宽度及其随质量数、形变的变化规律,分析了19C,31Ne和39Mg等核的晕形成的物理机制和在N=20附近能级反转的原因。特别是新发展的RMF-CMR方法,在描述稳定核和奇特核方面都取得了成功,支持Zr同位素存在巨晕的预言。Resonance is an interesting phenomenon in nature. In nuclear physics, resonance plays an important role in the formation of many exotic phenomena. This paper introduces the recently developed RMF-CSM, RMFCGF, and RMF-CMR methods and their researches on nuclear single-particle resonances. The energies and widths of the single-particle resonant states in 120Sn and 31Ne and their evolution to mass number and deformation are given. In addition, the physical mechanism of the halo formation in 19C, 31Ne and 39Mg and the cause of energy level inversion near N=20 are analyzed. In particular, the newly developed RMF-CMR approach has been successful in describing stable and exotic nuclei and supports the prediction that Zr isotopes exist in a giant halo.     

滑动移除小波分析法在动力学结构突变检验中的应用

标度指数计算的即时性与准确性对相关时间序列的动力学结构突变分析至关重要,然而现有方法在即时性与准确性上一直无法兼顾.将小波分析方法与滑动移除窗口技术相融合,提出一种新的动力学结构突变检测方法——滑动移除小波分析法.通过选取不同的滑动移除窗口,分别对构建的线性、非线性理想时间序列进行动力学结构突变分析,结果表明不论是线性时间序列还是非线性时间序列,滑动移除小波分析能够准确地检测到序列的动力学结构突变点及突变区间,对于滑动移除窗口长度依赖性较小,具有很强的稳定性,而且在计算速度上明显优于滑动移除重标极差和滑动移除方差分析方法,将在大数据处理中具有一定的优势.同时分别对线性、非线性理想时间序列添加高斯白噪声,结果表明滑动移除小波分析具有很强的抗噪能力,能够准确地检测到加噪后序列的突变点.对佛坪站日最高温度实测资料的动力学结构突变的准确检测进一步验证了该方法的有效性.滑动移除小波分析法可为具有相关性的系统动力学结构突变的快速、准确检测提供一种途径.     

半掺杂钙钛矿Pr0.5Sr0.5CoO3中磁熵变的标度律研究

对半掺杂氧化钴Pr0.5Sr0.5CoO3在居里温度附近的磁熵变进行了研究。研究表明,磁熵变的最大值依赖于外磁场强度;半高宽也与磁场强度有关;相对制冷能力与磁场强度几乎呈线性关系。另外,在不同的温度和磁场强度下测得的磁熵变能够重新标度为一条普适的曲线。依据该唯象的普适曲线,能够较准确的计算出在不同温度和磁场强度下磁熵变的大小。     

连续旋转的光纤陀螺全温标度因数快速建模补偿方法

在全温范围内应用的光纤陀螺,标度因数误差是其主要的误差之一。特别是在大角速率或者高精度应用时,光纤陀螺的标度因数误差甚至超过零偏漂移误差。在实际使用中,需对陀螺标度因数在全温范围内进行建模和补偿。对光纤陀螺标度因数误差机理进行详细分析后,提出了一种连续旋转的光纤陀螺全温标度因数快速建模补偿方法。基于单轴速率转台的连续旋转,可以自动快速完成标度因数全温建模且工程实现简单易行。更重要的是该方法可以有效识别标度因数在全温范围内的变化拐点,提高建模和补偿的精度。对比试验结果表明,采用此方法后能精确测得某型光纤陀螺全温工作的标度因数真实拐点为48℃,全温标度因数补偿精度优于15′10~(-6),较按照GJB2426-2004进行的多点测试后补偿提高10%左右。     

基于多重分形去趋势波动分析法的交通流多重分形无标度区间自动识别方法

无标度区间是时间序列在统计意义上存在分形自相似性的尺度范围,是交通流多重分形特征研究中的重要组成部分.为解决交通流多重分形研究中多重分形去趋势波动分析法(multi-fractal detrended fluctuation analysis,MF-DFA)缺乏有效识别无标度区间方法的问题,本文在分析算法过程中交通流波动函数对数曲线突变点性质的基础上,结合传统无标度区间识别方法的构建思想,建立基于MF-DFA算法的无标度区间自动识别方法.以北京市二环快速路外环方向的部分道路为例开展实例研究,通过与传统无标度区间识别方法的结果对比,验证新方法的有效性.研究结果表明:本文方法能自动识别交通流多重分形无标度区间,且稳定性好;案例研究可知交通流短时间内波动较小、自相似性较强,随着研究时间段变长、交通流波动逐渐变大,自相似性逐渐消失,进一步解释了交通流无标度区间的有限性.     

非均齐超网络中标度律的涌现—–富者愈富导致幂律分布吗?

建立非线性择优连接非均齐超网络演化模型,研究非均齐超网络演化机制和拓扑性质.使用Poisson过程理论和连续化方法对模型进行分析,给出超网络超度的特征方程.利用超度特征方程不仅证明网络稳态平均超度分布存在,而且获得超度分布的解析表达式.分析表明这个网络具有"富者愈富"现象.仿真实验和理论分析相符合.随着网络规模的增大,这个动态演化的非均齐超网络的超度分布表现出拉直指数分布的特征,而不一定是幂律分布.结果表明"富者愈富"不一定导致幂律分布.     

3标度层次分析法下盘锦人口预测方法的优选

基于目前我国人口数量预测方法繁多,优缺点不一的现状,以盘锦市1978～2008年人口数据为基础,分别采用曲线回归、GM(1,1)与等维递补灰色模型、BP神经网络与RBF神经网络、马尔萨斯模型与费尔哈斯模型、宋健模型与Leslie矩阵方法分别对盘锦市2030、2050、2070、2090年人口进行预测,并根据预测结果设置了盘锦市人口预测方法的多目标定量优选体系,并采用Matla,b2009b软件运用3标度层次分析法方法进行了预测方法的优选.优选结果显示在盘锦市人口预测中,径向基网络(RBF)为最优方案.