流水中重物运动过程的数学建模与分析

围绕与封堵溃口有关的重物落水后的运动问题,通过分析落水重物的受力,确定了影响其在水中运动的主要因素.建立了大实心方砖落水后竖直位移-时间、水平位移-时间的运动模型.在此基础上,通过建立包含形状因素的水流力系数模型,将各种形状试件折算为球体,建立了适应不同情况的描述重物水中运动过程的一般化模型,并对一般化模型进行合理性检验和误差分析.结合建立的模型,提出了"最有效位置触底"的猜想以及需要进行的验证试验.最后,结合相似性理论对模型进行了推广.     

细胞骨架与细胞外基质的力学建模与分析

细胞和生物组织需要适应人体内复杂的力学生物学环境,一方面要被动地承受外部环境中的机械力,另一方面在组织生长、修复等生理过程中,要积极主动地产生机械力调整自身的结构和形态.细胞和生物组织的力学性质主要由细胞骨架和细胞外基质决定,它们在微观上都是生物聚合物交联形成的复杂的、各向异性的三维网络结构.这方面早期的力学研究主要集中在通过各种网络模型,理解其普遍存在的非线性响应和硬化行为.近年来随着实验方法、理论建模和计算机模拟技术的大幅进步,这些生命介质的力学性质及其潜在的力学机理得到了更深入的理解.该文回顾了近些年细胞骨架和细胞外基质研究方面取得的部分进展,主要侧重动态交联属性、生物聚合物力学化学耦合赋予的主动材料属性、交联网络塑性和断裂,以及力学训练引发的自适应网络重构.发展细胞骨架与细胞外基质的力学模型与计算方法,分析该类生命介质的复杂力学行为,理解这些力学行为的潜在机制,可以加深人们对细胞和组织的力学生物学认识,并为人造生物材料和细胞组织工程提供基础和参考.     

电池系统建模中Butler-Volmer方程的同伦分析求解

Butler-Volmer方程是电化学系统中描述电极动力学过程的本构方程,具有强非线性．为了对这一方程(耦合两个Ohm方程)进行解析求解,在同伦分析方法的框架下,发展了满足简单条件的广义非线性算子的算法,以取代原同伦分析中的非线性算子．该广义非线性算子的构造保证了高阶形变方程的线性特征．这一方法的有效性通过一些算例得到了验证．最后通过同伦分析方法对Butler-Volmer方程进行了求解,结果显示过电位和电流密度的级数解析解与数值解吻合很好,并有很好的收敛效率．     

直线与二次曲线相关的一个命题

命题 设直线l：f（x,y）=0与二次曲线g（x,y）=0交于不同的两点A（x1,y1）,B（x2,y2）,由{f（x,y）=0 g（x,y）=0,分别消去y,x得v（x）=0,v（y）=0（使u（x）,v（y）的二次项系数相等）,则以线段AB为走私的圆的方程为：u（x）＋v（y）=0.     

分子束研究GaAs和InP与氯的激光化学反应动态学

本文采用CW超声分子束和时间分辨质谱技术,研究了在紫外和可见(355nm和560nm)脉冲激光辐照下GaAs(100)和InP(100)表面与氯的激光化学反应动态学。由质谱和飞行时间谱测得反应的主要产物为GaCl_x和InCl_x(x=1,2),研究了激光波长和能量密度对产物飞行时间谱的影响,首次发现提高入射Cl₂分子的平动能对上述激光诱导气-固相反应有明显的增强作用。     

钛合金插铣过程温度场的数学建模与有限元分析

从金属切削理论出发分析了钛合金插铣过程的切削热产生机理,推导出工件的热传导方程式,并在此基础上建立钛合金插铣的数学模型,应用Galerkin有限元方法对工件的热传导方程进行推导计算,随后利用Matlab进行数值模拟,最终得到工件稳定后温度分布图.通过数值计算结果与实验结果对比,验证了有限元模型具有可靠和高精度优点.对钛合金插铣过程加工参数的优化和刀具的设计提供了重要参考依据.     

带插值的自适应网格重构算法求解带移动热源的反应扩散方程的理论分析

本文研究一个带插值的网格重构算法求解一类带移动热源的反应扩散方程. 算法包括两步: 第一步是用旧时间网层上的计算解计算新时间层上的空间网格; 第二步是使用有限差分方法在新时间层 空间网格上离散方程, 并且将旧时间层上计算解的插值作为初始值. 对于时间, 我们获得了一阶收敛结果. 对于空间, 我们证明了使用线性插值算法的一阶收敛性和使用二次插值算法的二阶收敛性. 数值例子肯定了本文的理论结果.     

基于模拟退火算法的SALM系泊系统的数学建模与设计

此问题来源于2016年全国数模竞赛A题.单锚腿系泊系统是系泊系统的一种,是近浅海观测网的重要组成环节,具有十分重要的研究价值.本文主要针对单锚腿系泊系统进行数学建模与设计.通过力学平衡分析、悬链线方程思想及逐步搜索法建立单锚腿系泊系统状态确定模型,采用模拟退火算法进行多目标规划,以获得最优的单锚腿系泊系统设计方案,最终实现该系统参数设计的自动化.     

一类增长网络模型的度分布

将主方程方法和马氏链首达概率方法应用于一个去边机制与时间相关的网络模型,得到这个模型度分布的精确表达式,并严格证明了度分布的存在性.     

奖惩系统的数学建模与稳态分析

奖惩系统(Bonus- Malus Systems)是世界各国机动车辆险中广泛采用的一种经验费率厘定机制.本文在最一般的框架下,以有限齐次马尔科夫链对奖惩系统建模,证明了任一奖惩系统皆存在唯一的平稳分布,此外,给出了求解这一平稳分布的一般算法,并揭示了此平稳分布的结构.特别地,针对两种具有特定转移法则的奖惩系统,还给出了它们平稳分布的简明显式表示.     

关于二项分布、Poisson分布和几何分布的高阶矩的递推公式

给出了二项分布、Poisson分布和几何分布高阶矩的递推公式,避免了其它计算方法上的不便与误差.     

几何分布和负二项分布高阶矩的递推公式

给出几何分布、负二项分布高阶矩的递推公式.     

浅析几类双输入排队系统模型

从矩阵几何解的角度出发,分析了七种类型的Geom/Geom/(Geom/Geom)/H 双输入排队系统.对这几个模型进行了描述,使用拟生灭过程探讨了各类模型的矩阵结构,并给出了其状态转移概率矩阵.     

构造和评价奖惩系统的新方法

当知道一个奖惩系统的等级和保费水平时,利用信息熵提出并得到奖惩系统的理想概率分布．在保单中考虑人身伤亡索赔次数的二元模型,将奖惩系统的平稳概率分布与理想概率分布的差异,通过卡方值与多余度分别表现出来,将其作为评价奖惩系统的一个新工具．     

负二项分布两种参数估计及其比较

负二项分布在昆虫空间分布中有重要应用,其参数常用矩法或零频率法来估计。本文讨论两种估计的性质,得到大样本情形下,零频率较大时,零频率估计较矩估计有更高精度的结论;通过计算机模拟,验证结论。     

Generalized binomial and negative binomial distributions of order<Emphasis Type="Italic">k</Emphasis> by the<Emphasis Type="Italic">l</Emphasis>-overlapping enumeration scheme

In this paper, we investigate the exact distribution of the waiting time for ther-th ℓ-overlapping occurrence of success-runs of a specified length in a sequence of two state Markov dependent trials. The probability generating functions are derived explicitly, and as asymptotic results, relationships of a negative binomial distribution of orderk and an extended Poisson distribution of orderk are discussed. We provide further insights into the run-related problems from the viewpoint of the ℓ-overlapping enumeration scheme. We also study the exact distribution of the number of ℓ-overlapping occurrences of success-runs in a fixed number of trials and derive the probability generating functions. The present work extends several properties of distributions of orderk and leads us a new type of geneses of the discrete distributions.     

Interconnections and Initial Conditions of Linear Systems With First-Order Representations

This paper considers the initial value problem of an interconnection composed of linear systems described by the first-order differential/algebraic equations (DAEs). An initial condition of the system variable for which the DAE has a solution is called admissible. For the interconnected system, we formulate the invariance of the admissible initial condition sets (AICSs) of the sub-systems under interconnection. Namely, the AICSs are said to be invariant if they remain unchanged even when additional constraints due to interconnection are imposed on the system variables. It is shown that the feedback and regular feedback structures of the interconnection guarantee the invariance of the AICSs in the senses of impulsive-smooth distributions and smooth distributions, respectively. The results in this paper justify the use of a feedback controller in the control system design.