基于投影纠缠对态算法优化的研究

二维强关联电子量子格点系统的投影纠缠对态(PEPS)算法是数值计算领域中研究二维强关联电子量子格点系统最为重要的张量网络算法.基于PEPS算法研究二维量子XYX模型与二维量子Ising模型,本文对PEPS算法进行了一些优化和改进研究,这些优化和改进主要体现在如何进行PEPS张量的更新与如何进行物理观测量的计算这两个方面,从而可以大大提高计算资源的利用.因而优化和改进后的PEPS算法可为研究热力学极限下的二维强关联电子量子格点系统的量子相变和量子临界现象提供一种更有效的强大的工具.     

二维纳米点阵列的Monte-Carlo模拟

介绍了一种利用标准单电子隧穿理论与Monte-Carlo 方法模拟二维量子点阵列的程序.数值计算结果表明,二维量子点阵在低温下有库仑充电行为,其量子功能作用使它显示出可喜的研究价值和应用前景. 关键词： Monte-Carlo 模拟 单电子 量子点阵     

二维自旋系统aging现象的数值模拟研究

应用动力学蒙特卡罗模拟方法，对二维Ising模型和二维XY模型的aging现象展开数值研究.系统在零外场条件下从高温无序相淬火到临界温度T_c时，通过测量自关联函数A(t,t′)，观察到二维Ising模型和二维XY模型的aging现象，获得更精确的动力学临界指数λ_c和z的值.特别是对二维XY模型，当初始态为完全无序态时，模拟结果证实存在关于标度行为的对数修正. 关键词： 蒙特卡罗模拟 相变和临界行为 aging现象     

自我质疑机制下公共物品博弈模型的相变特性

公共物品博弈是研究群体相互作用的经典模型,广泛用于解释自私个体间合作的涌现和保持.本文从理论分析和蒙特卡罗模拟两个方面研究了二维正方格子上一个有偿惩罚机制下随自我质疑更新规则演化的公共物品博弈模型的相变特性.理论分析方面,将公共物品博弈模型转化为一个外场不为零的铁磁Ising模型.通过有效能量发现:不存在惩罚时,个体间的耦合强度为零,体系只有外场作用;存在惩罚时,个体间包含最近邻、次近邻和第三近邻相互作用且外场不为零.蒙特卡罗模拟方面,首先验证了理论分析的正确性,然后对公共物品博弈模型相关的一级相变和二级相变进行了有限尺度标度分析.研究发现:1)蒙特卡罗模拟所得结果与类Ising模型分析结果完全吻合;2)相比二维Ising模型,公共物品博弈的二级相变临界指数发生了变化;3)公共物品博弈的一级相变与二维Ising模型相同.     

薄膜外延生长的计算机模拟

以Cu膜为例，用Monte-Carlo算法模拟了薄膜生长的随机过程，并提出了更加完善的模型.在合理选择原子间相互作用计算方法的基础上，考虑了原子的吸附、在生长表面的迁移及迁移所引起的近邻原子连带效应、从生长表面的脱附等过程.模拟计算了薄膜的早期成核情况以及表面粗糙度和相对密度.结果表明，随着衬底温度的升高或入射率的降低，沉积在衬底上的原子逐步由离散型分布向聚集状态过渡形成一些岛核，并且逐步由二维岛核向三维岛核过渡.在一定的原子入射率下，存在三个优化温度，成核率最高时的最大成核温度Tn、薄膜的表面粗糙度最低 关键词： Monte-Carlo算法 计算机模拟 薄膜生长     

不同插值算法在波前构建射线追踪中的应用与对比

针对波前构建法射线追踪中遇到的波前非网格节点处速度及速度导数的插值问题,对比分析目前在数字地形、数字导航中常用的几种插值算法(邻近域、双线性、分片线性、二维三次卷积)的插值误差.并结合波前构建法的特征,针对不同的插值算法,采取合理的程序设计思想,对同一模型应用不同的插值算法进行射线路径和计算效率的对比.通过对比分析可以得出,在波前构建法射线追踪中应用二维三次卷积插值,不但提高了射线路径的准确度,而且提高了射线追踪的效率,为下一步做偏移成像提供了精确的数据.     

微喷射粒子团簇探测算法及其应用

在团簇多重标号技术基础上,提出了团簇探测的新算法,并以此作为大尺度二维和三维分子动力学模拟冲击加载金属材料微喷射粒子团簇分析的子程序.以二维为例描述了算法的逻辑结构,测试分析了算法的运行效率,并将其应用到二维分子动力学模拟冲击加载金属Cu和Al微喷射粒子的团簇统计分析中,对微喷射粒子团簇尺寸分布得到一些规律性认识.     

混合Krylov子空间算法及其应用

给出了一种适合二维三温辐射流体力学能量方程的大型稀疏线性代数方程组的混合迭代算法.计算结果显示,该算法解二维三温辐射流体力学能量方程的大型稀疏线性代数方程组比原有算法快4倍左右;原有算法不收敛时,该算法收敛;各物理量也符合得很好.     

基于蚁群算法的二维最大熵分割算法

由于二维最大熵分割法不仅考虑了像素的灰度信息,而且还充分利用了像素的空间邻域信息,因此能够取得较好的分割效果.但是,该方法的计算量巨大,不利于红外图像的快速处理.蚁群算法于20世纪90年代初提出,是受到蚁群集体行为的启发而提出的一种基于种群的模拟进化算法,属于随机搜索算法.该算法已经成功应用于旅行商等离散问题.将蚁群算法应用于二维最大熵法,提出了基于蚁群算法的二维最大熵分割算法.与传统的穷尽搜索法相比,求解速度提高了60倍左右.仿真实验表明,该方法快速、简单、有效.     

相变与临界现象(Ⅱ)——Ising模型

Ising模型是磁性系统的一个粗糙模拟。在正规晶格的每个格点位置上放一个“经典”的自旋,自旋方向可以向上或向下,习惯上我们用一个变量σ来表示自旋,σ可取±1。两个自旋σ_1和σ_2之间的相互作用能为-Jσ_1σ_2。当J>0时,所有自旋都指向同一方向的位形,在能量上最低,我们称这个系统为铁磁性的。一维模型是Ising于1925年解决的,二维模型首先是Onsager于1944年所解,而三维模型至今未解出。 为了说明问题的复杂性,我们先自一维系统着手,然后再推导二维模型的解。     

二维板声发射源定位实验的一种简易实现方法

对声发射技术中的二维平面定位问题提出一种新的简易实验方案.采用新三角时差算法实现二维板的声源定位和GPS模拟,同时利用简易实验方法,仅用两个超声波传感器完成实验,简化实验器材,降低实验成本,适合普及,计算过程简单,同时也利于物理问题深入地理解.     

三维Ising模型的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗(Monte Carlo)重点抽样法对三维Ising模型进行计算机模拟,测量无外磁场时三维Ising模型中自旋键链的能量、磁化强度、比热及磁化率的统计平均值与标准误差(不确定度).结果表明,三维Ising模型在无外磁场时存在自发磁化现象,铁磁→非铁磁相变临界点在J/(k_BT_C)=0.222 0,或居里温度T_C=4.500 0处.并研究存在外磁场时上述物理量随温度与外磁场的变化规律,给出物理解释.     

二维各向异性磁等离子体的无条件稳定ADE-CNAD-FDTD算法

针对二维各向异性磁等离子体提出一种有效的无条件稳定算法,新算法结合了辅助微分方程(ADE)方法与Crank-Nicolson approximate-decoupling(CNAD)时域有限差分算法仿真各向异性磁等离子体介质。传统的ADE-FDTD方法应用在一维各向异性色散介质具有较高的精度和效率,将提出的新算法ADE-CNAD-FDTD应用到二维各向异性磁等离子体介质中不仅解决了电磁波在具有各向异性和频率色散特性介质中传播的仿真难题,而且去除了CFL稳定性条件。该算法在保留了原有的精度情况下大幅度地提高了计算效率并成为无条件稳定的形式。给出一个算例证明该算法的有效性,通过模拟电磁波在磁等离子体中的传播,仿真结果与传统的ADE-FDTD算法对比,证实了该算法的高效率、无条件稳定性和高精度。     

基于三维元胞模型的刻蚀工艺表面演化方法

为了更好地理解和认识刻蚀机理, 并为制造工艺提供优化指导, 采用三维元胞模型研究了刻蚀工艺的表面演化过程, 并着重探讨了离子对表面演化过程的影响.针对刻蚀离子入射角度的求解问题, 提出了一种降维分量拟合方法, 将一个三维曲面拟合问题转化为两个二维曲线拟合进行求解, 对入射点的表面法向量计算实现了快速求解, 与采用最小二乘多项式曲面拟合求解离子入射角度相比, 其计算精度和效率都有较大的提高; 对用于拟合计算的表面元胞的选取方法进行了改进, 提高了拟合的准确度.将这种方法应用到硅刻蚀工艺三维仿真中, 其模拟结果与相关实验结果对比, 验证了该方法对刻蚀工艺描述的有效性. 关键词： 刻蚀 三维元胞模型 表面演化算法 降维分量拟合     

基于LLE与Gold-SA-SVM的海藻三维荧光光谱门类识别

针对海藻三维荧光光谱线性降维方法不理想、模型识别准确率低的问题,提出通过局部线性嵌入(LLE)算法进行降维、通过黄金正弦算法(Gold-SA)对支持向量机(SVM)进行优化来构建分类模型的方法.将LLE算法降维后的海藻三维荧光光谱数据作为SVM的输入,并与其他两种降维方法进行对比.结果 显示:LLE算法的降维效果最好,...     

二维Otsu图像分割的人工鱼群算法

阈值分割是图像分割中广泛采用的一种简单有效的方法.将群智能中的人工鱼群算法应用到阈值分割算法中,提出了二维Otsu阈值分割的人工鱼群算法.通过大量实验表明,该算法能够准确的找到最佳阈值.同时将基于人工鱼群算法的二维Otsu算法与基于基本遗传算法及最优保存策略遗传算法的二维Otsu算法进行比较,分别独立运行10次,对10次得到的阈值以及均值、方差进行了比较,并将收敛曲线作为算法复杂度的评价指标.统计结果显示,该算法不仅能够对图像进行更准确的分割,而且收敛的速度更快.     

二维三温耦合差分方程组的解法

针对二维三温耦合热传导差分议程组的特点,给出并比较了块G－S算法与ICCG算法,数值结果表明,ICCG算法的收敛速度比块G－S算法的收敛速度可以快数千倍,并且,在二维激光黑腔靶耦合的数值计算中,如果能够实现向量化计算,使用ICCG方法将会大大提高数值模拟的计算效率。     

基于无限纠缠投影对态(iPEPS)算法的二维XYX模型的量子相变

运用无限纠缠投影对态(iPEPS)表示的张量网络(TN)算法,任意选取初态对二维无限正方格子XYX量子模型进行数值模拟演化,从而得到两个不同的具有简并对称破缺的基态波函数。在二维XYX量子模型中,既可以运用普适序参量的性质,又可以运用约化密度矩阵保真度的分叉行为,来确定这个系统由自发对称性破缺引起的量子相变的临界点及量子相变的类型。即基于iPEPS算法,从普适序参量和约化密度矩阵保真度的角度,来刻画二维XYX量子多体系统的相变,其为典型的Ising普适类的二级相变。因而,运用iPEPS算法通过普适序参量和约化密度矩阵保真度,可以确定一个量子系统经历的量子相变,这为研究热力学极限下的强关联电子量子系统的量子相变和量子临界现象提供了一种更有效的强大的工具。     

激光与二维多势阱系统相互作用下的谐波发射

采用二维渐近边界条件和辛算法数值求解激光与多势阱系统相互作用的二维含时Schr(o|¨)dinge方程的无穷空间初值问题.计算二维多势阱系统分别在线偏振激光和圆偏振激光作用下的谐波发射,得到不同模型发射谐波谱的特点,说明多势阱环境有利于高次谐波的发射.     

评价奇怪吸引子分形特征的Grassberger-Procaccia算法

基于Lorenz,Rssler和H啨ｎｏｎ三种典型的奇怪吸引子,全面分析了GrassbergerProcaccia(缩写GP)算法,详细讨论了采样数据量、延迟时间、重构相空间维数和线性区长度等参数对计算关联维数和Kolmogorov熵的影响,结果表明这些关键参数是相互关联的.通过分析关联积分谱的变化趋势,发现延迟时间与重构相空间维数对连续动力系统和离散动力系统的作用效果是不同的,且选择最佳延迟时间对计算关联维数的意义不大.指出了实际中应用GP算法应注意的问题 关键词： 奇怪吸引子 GrassbergerProcaccia算法 关联维数 Kolmogorov熵