Shooting method in singular perturbation problem of ordinary differential equations with boundary layers

By using the adaptive steplength integration scheme with a shooting technique, a rather difficult singular perturbation problem of ordinary differential equations with boundary layers can be calculated effectively. Computing examples are given in this paper which show the convergence within one iteration of the method in the case of a linear problem, the efficiency of the method for many boundary layers and turning points, especially the convenience in calculating multiple solutions. A comparison with traditional difference method is given at the end of this paper.     

非线性振动系统周期解的数值分析

用直接数值积分法求非线性振动系统的周期解,求解时对初始条件进行迭代,使它与终点条件相一致.积分时间区间(即周期)或运动方程中的某些参数,也可在迭代过程中随同变化,积分方法是变步长的. 用这种“打靶”法求周期解,所需计算工作量相对较少.其中误差主要来源于数值积分,故不难估计并控制它足够小.这种方法可处理各种类型的振动问题,如单自由度和多自由度系统的自由无阻尼振动、强迫振动、自激振动和参数振动等等;也能求得不稳定解和那些对参数变动十分敏感的解.解的稳定性根据相关的周期系数微分方程来研究.求共振曲线或其他振动特性曲线时,利用插值方法并自动调节步长来定出迭代始值. 为了阐明这种方法的通用性,计算了若干例子.非线性的描述可用解析函数或任何其他形式,例如分段线性函数.文中还就所得周期解指出了非线性振动的一些值得注意的性质.部分计算结果与已有的近似解或实验结果作了比较.     

圆柱振荡绕流中涡旋运动模式(pattern)的数值模拟

提出并发展的一种基于区域分解思想,综合了解N-S方程的有限差分法及涡法各自优点的新数值方法,计算了各种 Keulegan-Carpenter数下(Kc=2~24)振荡流绕圆柱的流动。系统地研究了振荡流中涡旋运动模式随Kc数变化的规律,模拟了不对称区、单对涡区(或模向区)、双对涡区(或对角区)和三对涡区四种不同的涡旋运动模式。将计算所得的阻力系数C_D、惯性系数C_M与国外近期发表的计算结果进行了比较。     

Gompertz分布顺序统计量的一些随机比较

考虑两组相互独立的来自非齐次总体Gompertz分布的样本,给出了最小顺序统计量的反向失效率序、散度序以及凸变换序之间的比较和最大顺序统计量的普通随机序的比较.     

用芯片光谱特征参数表征双荧光粉转换型白色LED结温

采用正向电压法测量不同衬底温度、不同电流驱动时,双荧光粉转换型白色LED的结温,同时采用光谱仪测量归一化光谱分布.选择芯片的蓝色光谱,计算其质心波长和半高全宽,得到质心波长、半高全宽、驱动电流和结温四者之间的变化规律图.然后根据实际点灯状态下芯片的光谱特征参数,结合规律图计算得到实际结温.研究表明:对于环境温度变化引起的结温变化,(B+Y+R)/B法与本文方法准确度相当,测量误差均为2℃左右,无统计性差异.对于电流变化引起的结温变化,本文方法误差仍然约为2℃,而(B+Y+R)/B法误差与电流正相关,变化率为0.048℃/mA.同时在点灯6周内,本文方法误差仅4℃.因此,本文方法不仅适合因环境温度和驱动电流变化引起的结温变化,且无需重新校准,能准确测量长时间点灯LED结温,具有明显的技术优势.     

基于模型的发动机仿真与优化

利用Matlab软件中的MBC(model-based calibration)工具箱和仿真软件Ricardo Wave对汽油发动机的动力性进行了基于模型的标定和优化;在标定流程中,首先利用Wave建立了发动机仿真模型,并通过验证;接着,运用实验设计(DoE)方法确定了发动机的运行工况点,并用仿真模型计算出发动机在这些工况点处的参数和性能(扭矩、油耗、功率和缸内最高压力等);最后,建立发动机数学统计模型和标定优化;得到了发动机点火提前角、空燃比MAP图和优化后转矩的三维图;研究结果表明,该方法结合现代DoE试验设计理论和自动标定技术,不仅使发动机的扭矩从198 Nm提升到215 Nm,还能减少试验时间,提高标定效率。     

太赫兹波段石墨烯等离子体的增益特性

基于麦克斯韦方程组和物质本构方程对石墨烯表面等离子体进行了研究.从理论上探索了石墨烯表面等离子体激元在太赫兹波段的增益特性曲线,并且讨论了石墨烯表面等离子体增益与石墨烯中载流子浓度、石墨烯所处温度以及载流子动量弛豫时间的关系.研究结果表明:在太赫兹波段增益峰值随着石墨烯载流子浓度的增加而发生蓝移,并且在所讨论的温度范围内,由于增益峰所对应的频率都大于1 THz,因此温度的变化对增益峰值以及相应频率的影响不大,即在不同的温度下,相同载流子浓度所对应的增益曲线上峰值的位置和强度几乎相同;增益与石墨烯载流子动量弛豫时间相关,随着载流子动量弛豫时间的增加,使得激发态激励的电子增加,从而导致石墨烯表面等离子体增益变得更大,但这种动量弛豫时间的增加却因弛豫时间对受激辐射频率影响较小而并未对增益峰值位置产生影响.     

反射式飞行时间质谱仪结合纳升电喷雾电离源研究金属簇合物

An experiment facility has been set up for the study of metal cluster compounds in our laboratory, which consists of a nano-electrospray ionization source, an ion transmission and focus system, and a reflectron time-of-flight mass spectrometer. Taking advantage of the nano-electrospray ionization source, polyvalent ions are usually produced in the “ionization” process and the obtained mass resolution of the equipment is over 8000. The molecular ion peaks of metal cluster compounds [Au₂₀(PPhpy₂)₁₀Cl₂](SbF₆)₄, where PPhpy₂=bis(2-pyridyl)phenylphosphine, and [Au₆Ag₂(C)L₆](BF₄)₄, where L=2-(diphenylphosphino)-5-methylpyridine, are distinguished in the respective mass spectrum, accompanied by some fragment ion peaks. In addition, the mass-to-charge ratios of the parent ions are determi-nated. Preliminary results suggest that the device is a powerful tool for the study of metal cluster compounds. It turns out that the information obtained by the instrumentation serves as an essential supplement to single crystal X-ray diffraction for structure characterization of metal cluster compounds.     

分子组装调控人工模拟放氧催化剂的O―O键形成机制

正光合作用是绿色植物(包括藻类)利用太阳光将二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程,是地球上最大规模的能量和物质转换基础~(1,2)。光合作用起始于光捕获体系中叶绿素分子对光子的吸收,光合系统II利用吸收光子产生的空穴将水氧化     

基于VMD-ELM的农产品期货价格分解集成预测模型

为了捕捉农产品市场期货价格波动的复杂特征,进一步提高其预测精度,基于分解集成的思想,构建包含变分模态分解(VMD)和极限学习机(ELM)的分解集成预测模型。首先,利用VMD分解的自适应性和非递归性,选择VMD将复杂时间序列分解成多个模态分量(IMF)。其次,针对VMD分解关键参数模态数K的选取难题,提出基于最小模糊熵准则寻找最优K值的方法,有效避免模态混淆和端点效应问题,从而提升VMD的分解能力。最后,利用ELM强大的学习能力和泛化能力,对VMD分解得到的不同尺度子序列进行预测,集成得到最终预测结果。以CBOT交易所稻谷、小麦、豆粕期货价格作为研究对象,实证结果表明,该分解集成预测模型在预测精度和方向性指标上,显著优于单预测模型和其它分解集成预测模型,为农产品期货价格预测提供了一种新途径。