Validation of EMMS-based drag model using lattice Boltzmann simulations on GPUs

Interphase momentum transport in heterogeneous gas–solid systems with multi-scale structure is of great importance in process engineering. In this article, lattice Boltzmann simulations are performed on graphics processing units (GPUs), the computational power of which exceeds that of CPUs by more than one order of magnitude, to investigate incompressible Newtonian flow in idealized multi-scale particle–fluid systems. The structure consists of a periodic array of clusters, each constructed by a bundle of cylinders. Fixed pressure boundary condition is implemented by applying a constant body force to the flow through the medium. The bounce-back scheme is adopted on the fluid–solid interfaces, which ensures the no-slip boundary condition. The structure is studied under a wide range of particle diameters and packing fractions, and the drag coefficient of the structure is found to be a function of voidages and fractions of the clusters, besides the traditional Reynolds number and the solid volume fractions. Parameters reflecting multi-scale characters are, therefore, demonstrated to be necessary in quantifying the drag force of heterogeneous gas–solid system. The numerical results in the range 0.1 ≤ Re ≤ 10 and 0 < ? < 0.25 are compared with Wen and Yu's correlation, Gibilaro equation, EMMS-based drag model, the Beetstra correlation and the Benyahia correlation, and good agreement is found between the simulations and the EMMS-based drag model for heterogeneous systems.     

Nonlinear study of the dynamic behavior of a string-beam coupled system under combined excitations

In this paper,the nonlinear dynamic behavior of a string-beam coupled system subjected to external,parametric and tuned excitations is presented.The governing equations of motion are obtained for the nonlinear transverse vibrations of the string-beam coupled system which are described by a set of ordinary differential equations with two degrees of freedom.The case of 1:1 internal resonance between the modes of the beam and string,and the primary and combined resonance for the beam is considered.The method of multiple scales is utilized to analyze the nonlinear responses of the string-beam coupled system and obtain approximate solutions up to and including the second-order approximations.All resonance cases are extracted and investigated.Stability of the system is studied using frequency response equations and the phase-plane method.Numerical solutions are carried out and the results are presented graphically and discussed.The effects of the different parameters on both response and stability of the system are investigated.The reported results are compared to the available published work.     

一类完全重构滤波器的精度条件

本文研究了如何构造满足精度条件的小波滤波器.利用频域分析方法,给出了关于尺度函数精度条件的新结果以及满足精度条件的几个例子.     

在线协同写作的人类动力学分析

对人类在线行为模式的探讨是近年来人类动力学研究的热点.基于维基百科数据,文章针对一类重要且普遍的在线行为--在线协同写作,进行时间统计特性分析和内容更新统计分析.实证显示在线协同写作时间间隔分布呈多尺度特征,1 min到30 min和30 min到24 h两个时间段上时间间隔分别服从指数为1.62和1.16的幂律分布,而大于24 h的时间间隔服从形如F(τ)∝τ^{－b－alog(τ)}的累积分布.分析表明 关键词： 在线协同写作 人类动力学 多尺度特征 维基百科     

基于M2因子测量的大气湍流参数的确定方法

基于广义惠更斯-菲涅尔原理以及大气湍流理论,推导出部分相干光束在大气湍流中传输的光束传输M ^{2因子的解析表达式.定量分析了表征大气湍流参数的折射率结构常数 C2_n}和涡旋内尺度 l _{0对 M ^{2因子的影响,并由此提出了一种通过实验测量大气湍流中光束的 M 2因子,进而确定出大气湍流参数的新方法.研究结果表明,由于大气湍流对相干性好的光束影响更为明显,在测量中可采用具有高相干性的基模高斯光束作为测量光源,而测量装 关键词： 2因子')" href="#">光束传输 M 2因子 大气湍流参数 湍流折射率结构常数 湍流涡旋内尺度}}     

基于Shape Context和尺度不变特征变换的多模图像自动配准方法

提出了基于修正的尺度不变特征变换（SIFT）特征提取和Shape Context特征描述算子相结合的多模图像自动配准算法,该算法利用修正的SIFT算法提取多模图像中的特征点,然后采用Shape Context算子描述特征点,利用特征点周围区域边缘点的梯度方向形成特征向量。采用欧氏距离作为匹配标准对多模图像中特征点进行初始匹配,然后通过RANSAC算法消除误匹配的特征点对,并采用最小二乘法计算仿射变换参数,最后通过仿射变换和双线性插值实现图像配准。对红外图像和可见光图像的配准实验结果表明了本算法的有效性和稳定性。     

基于色调恒定的MSR图像增强算法

由于多尺度Retinex算法增强后图像存在细节信息减弱和颜色失真等不足,本文提出了一种色调恒定的图像增强算法.在原图像中去掉用多尺度高斯函数估计的光照分量,结合参量自适应的非线性函数调整亮度,依据色调恒定的理论保持增强后图像的颜色.与多尺度Retinex比较的实验结果表明,本文算法更有效,增强后的图像不仅细节清晰,而且...     

微纳尺度俄歇电子能谱新技术开发及其应用进展

随着纳米结构材料的广泛应用,新型微纳尺度表征技术成为纳米科学技术发展的重要途径。本文基于局域电子信息全面性的思想,从俄歇电子能谱的原理出发,理论推导出俄歇价电子能谱的简明表述方式,确定俄歇价电子能谱与微观电子结构信息的内在联系和物理意义,建立了俄歇电子能谱探测微区一系列宏观参量的新技术。其中应力测量技术的空间分辨率可优于20nm,为微纳尺度力学测量的发展提供了重要的方法;非接触性的局域电学性质测量技术,超越了传统电学测量方法的思想框架,实现了无外场驱动的电荷密度分布、电场分布等本征电学性质表征、以及半导体异质结构整个空间区域的能带构造;结构相的测定技术,使纳米微区材料的晶体结构相识别成为可能;半导体微区导电类型测定技术,延续了非接触性电学测量的优点,并且能够灵活地探测分析复杂光电器件结构中不同区域的导电类型分布。通过实际应用于侧向外延GaN不同区域、AlxGa1-xN/GaN超晶格量子阱结构、ZnO纳米颗粒等纳米尺度复杂体系的微区宏观性质探测,获得应力/应变、电荷密度/电场、结构相以及导电类型及其分布等结果,验证了所建立的测量技术的有效性和可靠性。     

流体中纳米物体的静电俘获

俘获一个物体(无论是单个的原子还是一个宏观的实体)的能力影响到诸如量子光学、软凝聚态物理、生物物理和临床医学等众多学科.人们已研究开发出许多精密的方法来记录溶液中布朗运动的随机效应.但是,稳定地俘获纳米尺度     

固体微/纳米尺度传热理论研究进展

随着半导体技术的飞速发展,器件的尺寸已进入到微/纳米尺度。由于量子效应、表面及界面效应,使得微尺度下的热物性与宏观尺度下有了明显的区别。人们针对微观传热领域的特点,发展了声子玻尔兹曼传输方程、分子动力学等方法,取得了一定的成果,但仍存在不少问题。一些基础概念问题,特别是非平衡态下的局域温度的定义,有待澄清。本文主要回顾近年来微/纳米尺度传热在理论和数值模拟方面的进展,以及目前所面临的挑战和问题。