基于增强现实的物体运动仿真设计与实现

针对如何在增强现实(Augmented Reality, AR)的虚拟环境中体现物体运动仿真时运动学与动力学特性的问题, 设计了一套将AR技术与物体运动仿真集成, 通过模型建立、标记物注册、运动仿真交互控制、增强场景实时渲染等步骤设计物体AR运动仿真系统. 该系统由运动学仿真模块和动力学仿真模块组成. 运动学仿真模块的设计和实现以刚体绕定轴转动和平面四杆机构的几何运动为例, 通过移动标记物进行运动学仿真的交互控制. 动力学仿真模块的设计和实现以曲柄滑块机构惯性运动为例, 通过改变输入参数进行动力学仿真控制. 最后以机械类课程教学中平面四杆机构急回特性学习和曲柄滑块机构动力学方程求解为例进行实际应用. 结果表明, AR运动仿真系统提供了直观的高交互操作运动学与动力学仿真环境, 通过可视化能帮助学生理解相关的理论知识, 进而实现虚实融合的智慧化运动仿真教学.     

约化忠实度和冯·诺依曼熵分析J_1-J_2海森堡自旋链的相变问题

采用精确对角化方法,研究自旋1/2一维J1-J2海森堡自旋链模型的相变问题.通过计算激发态下自旋格点群的约化忠实度和冯·诺依曼熵,确定了该系统由自旋液体态到二聚态之间的K-T相变,并通过外推法,确定相变点位置L→∞,λc=0.241 14.研究结果表明,难以用传统序参量来刻画的K-T相变可以用自旋格点群(子系统)的约化忠实度和冯·诺依曼熵来反映.     

机器人机构建模的几何方法

讨论了经典力学系统中拉格朗日方程的黎曼几何表示(黎曼流形上的牛顿力学)和力学系统拓扑图表示之间的关系,作为应用,讨论了机器人系统的拓扑图表示和动力学模型计算等,与已有的机器人动力学分析办法相比,基于黎曼几何和拓扑图表示方法的动力学分析更加简便,更加适合机器人动力学机械化(自动)建模.     

宽带FRA中同时实现信号增益与噪声平坦的快速算法

首先优化了多波抽运拉曼光纤放大器的功率耦合方程,并利用小信号方法解决反向抽运的边值问题,其次采用遗传算法同时实现了信号增益谱和噪声谱的平坦.计算表明:双向抽运方式下系统噪声谱在C L波段(1.53~1.61μm)比反向抽运更为平坦;抽运光数目与增益平坦度呈非线性关系并存在下限值.通过多次测试,对于10波抽运,100信道的DWDM系统(带宽为80 nm),增益波动小于1 dB的优化时间可控制在400 s以内.     

二子系复合系统定域不变量的计算

利用su（N）代数生成元表示的二子系复合系统密度矩阵以及作者此前提出的密度矩阵谱分解的取迹方法导出了计算具有一般满秩密度矩阵的二子系复合系统的所有定域不变量的递推公式。计算结果表明。S．Albeverio等人提出的定域不变量可以简化。     

一个新的四维超混沌系统及其分析

为了产生更复杂的超混沌信号用于混沌保密通信,构造了一个新的四维超混沌系统.利用理论分析和数值仿真手段,详细地分析了该系统平衡点的性质、吸引子的相图、时间响应、功率谱、分岔图和Lyapunov指数谱等基本动力学特性.结果分析表明,新的四维系统随着典型参数的变化呈现周期、拟周期、混沌及超混沌动力学的行为.     

初态变化对四物种捕食模型演化行为的影响

采用Monte Carlo数值模拟方法对二维正方格子上的四物种循环捕食模型进行研究.相对于四物种等概率的初始条件,研究了四物种不等概率随机分布的初始条件对系统动力学相变行为的影响.研究表明:系统初态状态对体系的动力学演化过程和非平衡相变行为具有非常重要的影响.     

系统动力学反馈环快速计算法研究

针对系统动力学传统枝向量行列式反馈环计算法存在计算时花费时间过长、计算结果容易出错且难以检验等问题,提出了系统动力学反馈环快速计算法。该方法借助Vensim软件Loops功能,以各流位变量为起点生成系统反馈回路集,再删除重复反馈环,可得到此系统所有非重复反馈环集合。以萍乡明鑫农场“基地+农户”供应链复杂系统为例,借助已构建的11棵强简化流率基本入树模型,分别用行列式计算法和该方法计算得出该系统所有反馈环。研究表明,两种方法最终计算结果相同,但反馈环快速计算法却能大大节省计算时间,并提高计算准确率。并可基于此深入分析系统结构,以期提出相对应的管理对策。     

分形子动力学及分形子对固体输运性质的影响

综述了逾渗系统的统计分形性质、逾渗网络的动力学、分形子概念的引入及其特殊的态密度 ,色散关系和超局域的性质、分形子存在的实验证据以及研究分形子的意义 .讨论了分形子 (振动分形子或磁分形子 )对金属玻璃中的类近藤效应 ,并对稀释磁体中电输运、半导体中激子弛豫动力学、分形结构超导体的转变温度、正常态电阻温度关系及分形子超局域化的实验证据等问题进行了研究 .     

CO:LiCl(001)-(1X1)表面电子激发态及其随时演化

采用多体摄动理论研究CO:LiCl(001)-(1X1)表面的激发态性质、CO分子激子态随时演化及其寿命. 首先用局域密度近似的密度泛函理论计算CO分子吸附在LiCl(001)-(1X1)表面的几何结构; 随后运用GW近似研究LiCl块体、LiCl(001)-(1X1)干净表面以及CO:LiCl(001)-(1X1)表面的准粒子能带结构, 引入电子-空穴相互作用, 求解二粒子格林函数的Bethe-Salpeter方程(BS方程), 并得出其电子-空穴激发态及光学吸收谱, 将计算得到的光吸收谱与实验数据进行比较; 最后基于吸附系统CO:LiCl(001)-(1X1)的BS方程的解, 求解含时薛定谔方程得出的分子激发态的随时演化. 因衬底和吸附分子之间的耦合作用, CO分子激子态在随时演化的初始阶段呈现非常快的衰减, 其寿命仅为0.75fs. CO分子激子态的空穴大幅度地向衬底转移, 而激子态的电子仍然滞留在CO分子上.     

苯胺分子结构和红外光谱的密度泛函研究

用Onsager模型和密度泛函BLYP方法在6-31G·基组水平上对苯胺分子的几何构型进行了全优化,计算了最优构型的红外光谱.将计算所得的苯胺红外光谱与其Sadtler标准谱进行了比较,用自然键轨道(NBO)方法讨论了氨基的结构,并对红外光谱进行了归属,确定了氨基在苯环上的结构.结果表明,该Onsager模型适于研究液态苯胺分子的结构和红外光谱.     

烷基链影响染料敏化太阳能电池中钌染料的理论研究

通过密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)和依时密度泛函理论(Time-Dependent Density Functional Theory,TD-DFT),研究了染料分子结构中烷基链对染料敏化太阳能电池短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)的影响.通过计算孤立染料的激发态电子注入TiO2导带的驱动力(ΔGinject)和光捕获效率(LHE),分析了烷基链对Jsc的影响.引入一个简单的TiO2吸附模型来模拟染料与TiO2之间的相互作用,并计算了影响Voc的垂直偶极矩和激发态时TiO2上的电荷转移量.结果表明,Jsc和Voc随烷基链的增长而增大(从1增大到13),而Voc在链长为13时开始减小.计算结果和实验结果相吻合,表明该计算模型可有效运用于钌系染料的理论分析,并可为设计高性能染料提供参考.     

U(1)自旋交换下的一维关联电子体系的相图

在弱耦合区域和电子浓度半满情况下,我们研究了一维U(1)自旋各向异性的t-U-J-V模型的基态特性.通过组合玻色化和重整化群分析的场论方法,我们获得了量子相图.基态中包含二个有自旋激发能隙的自旋密度波(SDW)和键序自旋密度波(BSDW)的绝缘相以及二个无自旋激发能隙的Mott绝缘体(MI)和Haldane绝缘体(HI).研究结果揭示了各向异性的相互作用对一维关联电子体系的低能物理有着重要的影响.     

V取代NiMn_2O_4温度依赖电子转移机制的密度泛函理论研究

本文采用密度泛函理论(DFT)和二维相关分析技术(2D-CA),计算了V取代NMO(NiMn2O_4)四面体Ni的温度依赖电子转移机制.计算结果表明:V-3d~3取代Ni-3d~8降低了价带顶的能态密度峰强度,这促使了原有Ni-O d-pσ杂化轨道改变为V-O d-pσ~*杂化轨道.随着温度升高,热增强促使O-2p~4轨道在-5 eV处劈裂,强化了Mn-O d-p杂化轨道强度,利于O-2p~4轨道捕获临近的Mn表面电子(Mn~(3+)→Mn~(3+)-Mn~(4+)).同时,价带内的V-3d~3能级向高能区域移动,增强长程V-O d-pσ~*轨道杂化强度.因此,V取代有效地提高了NMO基尖晶石的表面电子转移量(0.06→0.30 e).此方法可为新NMO基热敏电阻材料的设计提供理论参考.     

三分之一填充下的一维t-U-V-J模型的量子相图（英文）

我们在弱耦合区域研究了一维电子体系,其中电子浓度为三分之一,相互作用包括电子的在位作用、最近邻库仑作用和自旋交换作用.玻色化方法和重整化分析预测了量子相变的发生.通过计算关联函数我们确定了量子相态.基态相图由电荷密度波、自旋密度波、三重超导态和单重超导态组成.研究结果对一维扩展赫伯德模型有着更进一步的理解.     

频谱心电图预处理及其相干函数算法

频谱心电图(FCG)的预处理方法是决定FCG诊断结论的一个重要因素,本文提出选择窗函数、零均值化处理、去除基线漂移和噪声三者结合的改进的FCC预处理方法,并在此基础上修正了FCG相干函数,引入多段平均心电相干谱估计法.结果表明,改进的预处理方法能提高FCG函数的性能和临床诊断的准确性;多段平均心电相干谱具有临床价值,增加分段段数可提高相干谱估计的质量.     

AR(p)模型参数估计方法比较和实证分析

对时间序列AR(p)模型的参数估计YULE-WALKER法、最小二乘法、最大似然法三种估计方法进行分析和比较,从模型推导出最小二乘估计、最大似然估计实质上是同一种估计方法,应用MATLAB软件对我国CPI数据建立AR(2)模型并应用3种方法对其参数进行估计、模型检验、预测结果比较,得出的结论与理论推导相符,实证上说明AR(p)模型参数估计使用最小二乘法和最大似然法估计的结果是一样的。     

大型钢结构人行景观天桥的有限元分析

采用有限元方法对大型钢结构人行景观天桥进行了静力学、温度应力、动力学模态和初步的抗震能力分析,并就桥自重作用下的最大竖向位移和实际观测结果进行了比较,两者是一致的.计算结果表明:人行景观天桥在常规、温度极值改变和多遇地震荷载作用等多种工况下,现有的设计方案具有足够的强度、刚度和抗震能力.     

用时域有限差分法分析一氧化碳分子吸附在铂表面的CO-Pt振动光谱

根据CO分子吸附在Pt表面相互作用的类Rose势中的不同吸附能参量E0、振动参量α0和平衡间距γe,利用时域有限差分方法数值求解CO-Pt吸附体系的Schr(o)dinger方程,得到CO-Pt体系波函数的数值解.通过离散Fourier变换得到本征振动能量,并拟合成非谐性光谱项表达式.结果表明E0对CO-Pt体系的振动频率影响不大,而α0变小或γe变大时体系振动频率降低,导致谱线红移;同时表明CO-Pt体系的本征振动仍接近谐振动.     

新鲁棒超混沌系统及其离散化实现

提出一个具有三个平衡点的新四维超混沌系统,新系统包含3个系统参数和1个常数控制项,在典型参数下可呈现出一个两翼蝴蝶超混沌吸引子。相轨图、Lyapunov指数谱和分岔图等动力学分析结果表明,对于3个系统参数的改变,在一定范围内系统保持鲁棒超混沌状态,对于常数控制项的改变,系统存在周期1、周期3、准周期、混沌直至超混沌的复杂动力学演变过程。最后,采用四阶Runge-Kutta算法对系统进行了离散化实现,并基于微控制器完成了相应的实验验证。 更多还原