纯音信号的响度与响度差阈的关系

关于响度与响度差阈关系的己有假设总是不能很好地解释心理声学的实验结果，这些假设也不曾对响度的编码和判断的物理过程以及物理过程与心理反映间的联系作过明确的描述。本文基于信号检测理论和关于响度编码的两个假设：响度是一定时间Ｔ内的听神经电冲动的记数、稳态纯音激励的神经电冲动速率的时间分布是一个平稳的正态随机分布，得出纯音信号的响度差阈与响度的比与强度无关。这一关系很好地解释了纯音信号强度差阈测试的实验结果，尤其是以前难以解释的Ｗｅｂｅｒ比的中部突起、 ｎｅａｒ ｍｉｓｓ ｔｏ Ｗｅｂｅｒ’ｓ　ｌａｗ。     

非线性物理破解神经编码机制

信息在神经系统中以脉冲点序列的形式传输和处理，神经系统如何通过脉冲点序列对所表达的信息进行编码，一直是一个谜．人们曾普遍认为，神经可能通过发放率（单位时间发放脉冲出现的次数）对信息编码，也有人猜测，神经可通过脉冲点序列的时序编码．由于神经发放的随机性，这就使得任何编码机制都面临着被表达信息的确定性与表达该信息的信号的随机性的矛盾．通过神经非线性随机动力学模型，文章作者发现，神经点序列的发放率对点序列的时序信息传输的影响，揭示了神经点序列时序信息在神经非线性传输中的随机共振特征．由此预期，并进一步通过听觉心理物理实验观察到，在一定条件下噪声对听觉的增强作用．从而通过非线性物理揭示了听觉时序编码机制的存在以及在时序编码中随机性噪声的积极作用．     

稳态燃烧室进气过程的大涡模拟

为精确描述燃烧室进气过程中的流场动态特性,本文应用大涡模拟模型对燃烧室稳态进气过程进行三维瞬态数值模拟研究,着重考察了三种不同亚网格模型(SGS)的性能,这三种SGS模型是:代数Smagorinsky模型、动态Smagorinsky模型和单方程动态动能输运模型(LDKEM)。计算结果表明LEDKEM模型和动态Smagorinsky模型均能较好地反映流场的瞬变性和随机性,前者性能最佳;而代数Smagorinsky模型精度较差,且不能模拟流场的微结构。     

基于听觉模型的话者特征参数提取及其在噪声背景下的话者辨识

本文基于人耳听觉模型提出了一种鲁棒性的话者特征参数提取方法。该种方法中,首先由Gamma tone听觉滤波器组和Meddis内耳毛细胞发放模型获得表征听觉神经活动特性的听觉相关图。由听觉神经脉冲发放的锁相特性和双声抑制特性,我们将听觉相关图每个频带中的幅值最大频率分量作为表征当前频带特性的特征参量,于是所有频带的特征参量便构成了表征当前语音段特性的特征矢量;我们采用DCT交换进一步消除各个特征参量之间的相关性,压缩特征矢量的维数。有效性试验表明,该种特征矢量基本上反映了输入语音的谱包络特性;抗噪声性能实验表明,在高斯白噪声和汽车噪声干扰下,这种特征参数比LPCC和MFCC有较小的相对失真;基于矢量量化的文本无关话者辨识表明,对于三种类型的噪声干扰该种特征参数在低信噪比下都获得了较好的识别结果。     

惰性气体在固体中的扩散和释放理论

本文给出了一个描述在各种固体材料中离子注入的惰性气体的扩散和从表面释放的模型。在这个模型中,同时考虑了各种缺陷和辐照损伤与惰性气体原子的相互作用,根据这个模型,给出了一组描写惰性气体原子的扩散方程,并给出了这组方程的解析解。与实验测量比较表明,这个模型能很好地描写惰性气体从固体表面释放的特性。用最小二乘法将理论释放曲线拟合于实验释放曲线,从而给出一个确定各种陷阱中心的激活能和归一化浓度的方法。 关键词：     

多孔颗粒内气体传递反应双阶段描述

本文采用双阶段模型描述多孔颗粒与气体的传递反应。反应分为两个阶段:气体反应物在扩散进入颗粒内部同时与颗粒发生反应的第一阶段;形成产物层后,扩散和反应用双区域模型来描述的第二阶段。分析发现,蒂勒数是描述过程特性的重要参数,同时反映反应和扩散速度的影响,且与总阻力存在一定关系。利用TGA进行了脱硫反应实验,分析了反应温度、颗粒大小等对反应的影响,实验结果很好地证实了理论分析结论。     

激光辐照下PV型HgCdTe探测器反常响应机理

 利用PV型探测器开路电压的表达式,并考虑探测器的温度变化建立模型,对激光辐照下PV型HgCdTe探测器开路电压的变化进行了理论计算。当激光较弱时,计算结果与实验结果符合得很好。当激光较强时,对于辐照过程当中探测器输出变化的一般性趋势以及激光完全停照后的热弛豫过程,该模型也能给出较好的解释;但对于激光开始辐照时输出下跳和激光停止辐照时输出上跳的反常现象,该模型不能给出合理的解释。分析认为,该模型较好地描述了晶格温升对探测器输出的影响,但是它没有考虑热载流子效应;当激光较强时,热载流子效应不可忽略,特别是激光开始辐照和激光停止辐照时,载流子与晶格的温度差有比较明显的快速变化,从而导致了探测器的反常响应。     

158A GeV Pb+Pb反应中多粒子产生的双源统计模型分析

提出双源统计模型并用它研究了158A GeV Pb+Pb反应中多粒子产生.模型很好地描述了实验,同时给出一个合理清晰的物理图像.反应系统由一个热而小的内源和一个大而较凉的外源构成.外源具有类弹和类靶特征,内源具有反应中心区特征.在freeze-out时系统仍处于膨胀中.     

基于描述函数方法的神经群自激振荡特性分析

在无外界刺激时神经群表现为节律性自激振荡,自激振荡是非线性系统特有的一种运动形式.在非线性描述函数法理论框架下,对神经群模型自激振荡特性进行分析,并揭示其产生机理.神经群模型的sigmoid非线性函数(简称为S函数)是其自激振荡的根源.首先,求解S函数的描述函数;然后,基于S函数的描述函数得到神经群模型正反馈回路S函数和负反馈回路S函数的等效增益,在此基础上将神经群模型转化为可用描述函数法分析的典型结构形式;最后,应用描述函数法理论对神经群模型自激振荡特性进行理论分析,得到自激振荡特性的定量描述,并通过仿真分析对理论分析结果进行了验证.理论分析及仿真分析结果表明基于描述函数方法的神经群自激振荡特性分析方法是正确有效的.S函数是神经系统的典型非线性环节,S函数的处理方法及神经群自激振荡特性分析方法对于其他神经模型的自激振荡特性分析具有参考价值.     

基于力磁耦合效应的铁磁材料修正磁化模型

Jiles-Atherton (J-A)模型和Zheng Xiao-Jing-Liu Xing-En (Z-L)模型在分析应力对铁磁材料磁化的影响方面应用十分广泛.目前, J-A模型中的磁致伸缩应变与应力和磁化强度的关系式采用Jiles给出的经典拟合公式,该拟合公式中磁化强度的二次项和四次项系数与应力均为线性关系,不能准确描述铁磁材料磁致伸缩系数随应力、磁化强度的非线性变化规律; Z-L模型中磁致伸缩应变与应力和磁化强度的关系式采用了双曲正切函数tanh(x),更好地描述了铁磁材料磁致伸缩应变和磁化强度随应力的非线性变化规律,但Z-L模型却没有考虑Weiss分子场、钉扎效应的作用,且由于采用了基于弹性能的接近定理,只能描述弹性应力对磁化过程的影响.针对上述问题,本文结合Z-L模型中的非线性磁致伸缩应变关系式以及J-A模型中的磁滞理论,考虑弹性应力、塑性变形对模型参数的影响,建立了能够反映弹-塑性阶段应力与塑性变形对铁磁材料磁化曲线影响的修正磁化模型,分析了弹性拉、压应力及塑性拉、压变形对磁化曲线、矫顽力和剩余磁化强度的影响规律.通过与试验结果及原有模型的计算结果进行对比,发现修正模型能够更好地反映单次磁化、循环磁化过程中应力、塑性变形对磁化曲线的影响规律,理论预测结果与试验结果之间的相关系数均在0.98以上,可为分析力磁耦合效应对铁磁材料磁化影响规律提供更准确的理论模型.     

水下激光距离选通成像与脉冲展宽的时序模型

基于距离选通原理,深入分析了水下脉冲传输和探测器选通接收间的时序关系,建立了较为完善的距离选通时序模型;基于搭建的水下脉冲激光距离选通实验平台,设计了专门的模型验证实验。实验与仿真结果的一致性表明:模型能较好地描述水下距离选通成像过程,预测成像对比度随延迟时间的变化,可用于实际选通系统的性能预测和优化设计。此外,还借助模型讨论了各参量对成像对比度的影响,并介绍了利用距离选通技术直接测量水下脉冲时间展宽的方法。     

从FeSe_(0.5)Te_(0.5)的V～I曲线论磁通动力学的诸模型(英文)

高温超导体的发现动摇了支配磁通动力学二十几年的Kim-Anderson模型.于是人们提出了新的涡旋玻璃态模型,集体钉扎模型和U～j对数关系模型来描述高温超导体的磁通动力学.其中,涡旋玻璃态模型已被人们广泛接受.Fe基超导体发现后,人们它行为十分类似于高温超导体.我们实验上仔细研究了FeSe0.5Te0.5单晶的V～I关系曲线,发现上述诸模型均不能很好的解释我们的实验结果,而张的反跳模型恰能很好的拟合实验结果.本文讨论了诸模型对高温超导体磁通动力学描述的适用性并给出合理的解释.     

从FeSe0.5Te0.5的V～I曲线论磁通动力学的诸模型（英文）

高温超导体的发现动摇了支配磁通动力学二十几年的Kim-Anderson模型.于是人们提出了新的涡旋玻璃态模型,集体钉扎模型和U～j对数关系模型来描述高温超导体的磁通动力学.其中,涡旋玻璃态模型已被人们广泛接受.Fe基超导体发现后,人们它行为十分类似于高温超导体.我们实验上仔细研究了FeSe0.5Te0.5单晶的V～I关系曲线,发现上述诸模型均不能很好的解释我们的实验结果,而张的反跳模型恰能很好的拟合实验结果.本文讨论了诸模型对高温超导体磁通动力学描述的适用性并给出合理的解释.     

高T_c超导π环的自发磁化

分析和计算了Tsuei三晶实验中有一个结是π结的三结π环的自发磁化 ,发现与单结π环明显不同 ,当 β =2πLIc 0 趋于零时 ,环中仍有自发磁化 .详细计算表明随温度下降 ,β值增大 ,自发磁化磁矩很快上升并趋于0 2 .很好地说明了Tsuei的自发磁化温度曲线 .     

视皮层V1区简单细胞的稀疏编码策略

哺乳动物纹状皮层简单细胞的空间感受野在电生理实验中被描述为局部、具有朝向和带通性质的信号编码检测器，它针对图象产生电发放的输出活动呈现稀疏分布的形式，从检测图象的物理过程入手建立了一个基于超定完备基的简单细胞集群稀疏编码的计算模型，并进行了自然图象的编码表达。     

超重核292-310122同位素链的α衰变和自发裂变的竞争

基于推广的液滴模型(GLDM) 理论框架,计算了292-310122 同位素链的 衰变和自发裂变的半衰期。计算时的基本输入量为两子核的质量数和电荷数以及反应Q 值。GLDM能很好地描述重核和超重核的 衰变和自发裂变过程。计算结果表明,A < 308 时在同位素链上N = 176~184 的区域α衰变为主要衰变模式。A > 308 时在同位素链上自发裂变为主要衰变模式。308122 是α衰变和自发裂变的分界点,暗示着N = 184 为中子幻数。Based on the framework of the Generalized Liquid Droplet Model (GLDM), alpha decay and spontaneous fission half-lives for 292-310122 isotopes are studied. The calculation of the basic inputs which only need the two fragmentmass numbers, charge numbers and the Q value. GLDM can describe alpha decay and spontaneous fission the nuclei. It is found that the alpha decay is the dominant mode of decay for isotopes with mass number A < 308, and for those with A > 308 spontaneous fission is dominant. The demarcation between alpha decay and spontaneous fission is at 308122, which shows the presence of a spherical neutron shell closure at N = 184.     

工程陶瓷崩碎损伤的声发射逾渗特征

为研究工程陶瓷崩碎损伤演化过程中的逾渗行为,揭示其损伤机理,以氧化铝陶瓷为研究对象,构建了工程陶瓷崩碎损伤实验系统,建立了基于声发射的逾渗理论模型。通过对崩碎损伤过程中声发射信号分析可得:声发射计数率/能量释放率能实时反映陶瓷崩碎损伤过程中裂纹激活率的逾渗行为;基于声发射累积计数/累积能量的破坏比率反映了损伤累积对材料内部性能的影响,可从损伤积累的角度描述陶瓷崩碎损伤过程中的逾渗行为;声发射持续时间反映了陶瓷崩碎过程中逾渗行为的团簇变化规律。研究结果表明:基于声发射的逾渗理论模型可较好的描述陶瓷崩碎损伤演化过程的逾渗特征。      

基于孔道突变的钙库控制钙离子通道的门控机制研究

钙释放激活的钙通道(CRAC)是非兴奋性细胞中钙离子内流的主要途径. 然而,CRAC激活过程受到多种因素的调控,研究的主要困难在于该通道蛋白的孔结构Orai及其激活蛋白STIM复合体的结构复杂,难以在原子尺度上通过实验观察到完整的激活及失活过程. 电生理和生化实验表明,与野生型Orai孔道的开启需要STIM蛋白激活不同,Orai蛋白上某些氨基酸的突变会导致其变成自发开启的状态. 因此,研究者普遍使用处于自发开启状态的通道突变体,通过研究突变体的结构和电生理性质,推测野生型孔道在生理条件下可能的激活机制,并提出了不同的调控机制模型(Biopolymers 111,e23392 (2020)). 然而,突变体是否可以真实地反映CRAC通道的激活机理还存在一些不确定性. 本文采用微秒级分子动力学模拟,结合自由能计算和基于电扩散连续模型的有限元分析,系统性地探索了三种处于激活状态的dOrai突变体(G170P、H206A和P288A)的结构及动态变化、离子通过自由能及电流电压曲线,并与以往工作中对于其它突变体(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110,17332 (2013);J. Phys. Chem. B 118,9668 (2014))以及野生型处于开启状态的一种可能的结构模型(iScience 16,356 (2019))进行比较. 计算结果表明,三种突变体的孔道结构均呈现出扩张的趋势,孔道内水分子的有序排布程度降低,从而显著降低了阳离子在孔道内扩散的自由能. 但不同的dOrai突变体采用了不同的模式来保持其通道处于激活状态. 具体的说,G170P突变体通过引入脯氨酸使直接形成孔道的跨膜螺旋TM1发生显著弯曲,从而有效增大孔径. H206A和P288A突变体都是通过别构效应间接地改变孔道结构：其中H206A 通过在TM1外侧的跨膜螺旋TM2上引入侧链较小的丙氨酸而破坏同一条链上TM1和TM2间的堆积作用,引起TM1的扩张;而P288A的突变位点处于孔道蛋白最外侧的跨膜螺旋TM4上,减小TM4的弯曲程度,并进一步将构象变化传递到孔道中心的TM1,从而使得孔径增大而激活通道. 因此,虽然三个突变体均可以导致Orai孔道的自发激活,但突变位点各不相同,导致构象变化的分子机制也各有差异. 此外,与野生型dOrai通道处于激活状态的结构模型相比,上述突变体的孔道结构、整流性质和阳离子选择性都有明显差异. 因此,对于突变体的研究可以为理解Orai 通道的激活机制提供信息,但并不能真实地反映生理条件下由激活蛋白STIM调控的Orai通道的门控过程.     

环自发磁化的几个物理问题的研究

本文总结了我们对π环自发磁化的几个相关物理问题的研究结果.首先分析计算了有一个结是π结的三结π环的自发磁化,发现与单结π环明显不同,当β=2πLIc/φ0趋于零时,环中仍有自发磁化.详细计算表明随温度下降,β增大,自发磁化磁矩很快上升并趋于φ0/2,能和实验很好的符合.继而运用Runge-Kutta四步积分法分析了一个双结π环电路在输入脉冲电流触发下自发磁化电流的翻转过程.并在此基础上计算了电感系数,输入脉冲电流的峰值和峰宽等因素对翻转过程的影响,获得了自发磁化电流在电触发下翻转的一般规律.最后分析和计算了耦合双π环的自由能,结果表明当两个π环自发磁化方向相反时系统的能量较低,还证明了互感为0时的反向自发磁化是来自量子效应.     

PEM燃料电池气-液两相流水传递新模型

当饱和空气中的部分氧气在电池催化层中由于化学反应被消耗时,现有的模型不能准确描述电池内部水质量平衡的特性。基于现有模型,本文建立的新模型可以更准确地描述电池内部气-液两相之间水的转换,水的质量平衡特性得到了较大改善;同时,本文利用新模型对电池的局部和平均极化特性进行了计算并与现有模型的计算结果进行了对比。结果表明,电池的局部和平均极化特性在大电流密度条件时与现有模型的计算结果有明显差别。