最优速度模型与元胞自动机模型的比较研究

用解析分析与数值仿真的手段研究了一种典型的车辆跟驰模型(OV模型)与元胞自动机模型(NS模型)之间的区别与联系.首先通过对模型规则的分析,证明了确定NS模型是OV模型的一种离散形式.随后针对两模型更复杂的具体形式,通过数值仿真的手段进行了模型的密度-流量关系与模型在开放边界下的动态特性的研究.实验结果表明,从现象来看,OV模型与NS模型具有非常近似的性质,但两种模型的机制不相同,并且各自具有不能相互替代的优势.为交通流模型的使用和改进提供了参考.     

Fractional differential models for anomalous diffusion

In this study, we investigate three kinds of fractional differential models (distributed-order model, variable-order model and random-order model) for characterization of anomalous diffusion. The characteristics, physical advantages and potential applications of each model are highlighted. The numerical simulations also validate our analytical and comparison results. Furthermore, a generalized distributed-variable-order model and a more generalized distributed-variable-random-order model are proposed to combine the advantages of distributed-order model, variable-order model and random-order model.     

用于脉冲等离子体推力器烧蚀过程仿真的新型机电模型

用于脉冲等离子体推力器(PPT)工作过程仿真的一维机电模型, 具有模型简单、计算周期短等优点, 在PPT设计过程中得到了广泛应用. 本文针对机电模型假设工质烧蚀质量为常数和不考虑烧蚀过程这一局限, 提出了一种采用Teflon一维烧蚀模型计算工质烧蚀质量的改进模型, 并以LES-6 PPT为研究对象进行了仿真. 通过与LES-6 PPT实验数据进行对比, 仿真结果与实验数据符合, 充分验证了模型的可靠性. 此模型能够对Teflon工质在PPT工作过程中的温度变化和烧蚀过程进行仿真, 弥补了机电模型忽略烧蚀过程对仿真结果所造成的影响, 同时, 此模型依然保持了机电模型简单易于实现的优点, 对于脉冲等离子体推力器的设计具有重要意义. 关键词： 脉冲等离子体推力器 机电模型 烧蚀模型 数值仿真     

An asymmetric full velocity difference car-following model

This paper presents a car-following model that considers the asymmetric characteristic of the velocity differences of the vehicles in a traffic stream. The problems of the prevalent general force (GF) model and the full velocity difference (FVD) model were solved. Furthermore, the optimal velocity (OV) model, the GF model, and the FVD model are proved to be the special cases of the proposed asymmetric full velocity difference (AFVD) model. The mathematical model is presented, followed by simulation analysis which demonstrates the properties of the AFVD model.     

Hadron Mass and the Properties of Nuclear Matter in the Quark Bag Models

The MIT bag model, chiral bag model and cloudy bag model are revisited. A typical work on the hadron mass calculation by chiral bag model and cloudy bag model is shown in more details with the quark-quark-pi vertex correction and quark self-energy being emphasized. More details are given to review the quark-meson coupling model and its application in nuclear matter. We put forth the Lagrangian of the quark-meson coupling model and studied the possibility of using the model to calculate the hadron mass.     

The phase diagram of the 2D Ising model with anisotropic next-nearest-neighbor and four-spin interactions

In the present paper, the two-dimensional Ising model with anisotropic nearest-neighbor, next-nearest-neighbor and four-spin interactions has been studied. The ground states and energy of the model have been obtained. The model is equivalent to an eight-vertex model on its dual lattice. In some special cases, the model can be solved exactly as a zero-field eight-vertex model or a free-fermion model. Explicit phase diagrams are obtained exactly.     

基于主模型的协同设计软件架构技术研究

基于统一数据源的协同设计理念,结合运载火箭总体设计与数据模型特点,通过定义基础信息模型、概念模型、参数模型、外部定义模型四种数据模型,提出了针对运载火箭产品的通用主模型构建方法,并搭建了基于主模型的协同设计软件系统整体架构,此架构包含主模型管理系统、主模型建模工具及应用客户端三部分,能实现多专业协同设计过程中数据与版本的统一管理、技术状态一致性分析、谱系追踪、数据展示与应用等功能,为运载火箭的总体协同设计提供工具支撑。     

结合人工神经网络的翅片管式冷凝器快速仿真模型

为了提高翅片管式冷凝器仿真精度和计算速度，提出了含基本数学模型与两个神经网络的复合冷凝器模型．基本数学模型采用分区集中参数模型，简化用神经网络用以反映分区集中参数模型与分布参数模型间的非线性关系，精度改进用神经网络通过分析比较模型与实验值的差别，提高复合模型的精度．实际应用表明，复合模型的计算速度比分布参数     

两种气液两相流模型的应用和比较

本文应用MUSIG模型[1]和均一直径模型对某溶液堆台架模型堆芯内气液流动传热进行了数值模拟.在MUSIG模型中堆芯内离散相气泡被分为5组不同直径的气泡,用于分析堆芯内气泡的流动变化和大小分布,采用Luo and Svendsen[2]和Prince and Blanch[3]模型描述不同直径气泡组间的破裂和聚合.在均一直径模型中,堆芯内的气体被考虑为同一直径的组分,并且不考虑其破裂与聚合现象.计算得到采用两个模型的模拟结果并且对其进行了对比研究.结果显示应用MUSIG模型的计算结果与台架实验结果吻合更好.     

Cellular automaton model considering headway-distance effect

This paper presents a cellular automaton model for single-lane traffic flow. On the basis of the Nagel-Schreckenberg （NS） model, it further considers the effect of headway-distance between two successive cars on the randomization of the latter one. In numerical simulations, this model shows the following characteristics. （1） With a simple structure, this model succeeds in reproducing the hysteresis effect, which is absent in the NS model. （2） Compared with the slow-tostart models, this model exhibits a local fundamental diagram which is more consistent to empirical observations. （3） This model has much higher efficiency in dissolving congestions compared with the so-called NS model with velocitydependent randomization （VDR model）. （4） This model is more robust when facing traffic obstructions. It can resist much longer shock times and has much shorter relaxation times on the other hand. To summarize, compared with the existing models, this model is quite simple in structure, but has good characteristics.     

包含液相扩散方程简化的锂离子电池电化学模型

锂离子电池的电化学模型对于电池特性分析和电池管理具有重要意义,但是准二维(P2D)模型复杂度太高,为了在保证模型精度的基础上尽量降低复杂度,本文提出了一种包含液相简化的P2D (LSP2D)模型,该模型首先基于电化学平均动力学将电池端电压化简成为仅耦合固相Li+浓度c_s和液相Li+浓度c_e的方程,然后进一步对表达c_s和c_e演化规律的偏微分方程进行抛物线近似化简,使得最终的模型由多项式组成.COMSOL仿真表明在放电倍率为1C时该模型与单粒子(SP)模型的估算精度和速度相当,但在放电倍率为3C时,该模型的估算时间比P2D模型减少了99.73%,与SP模型相当,估算精度相比SP模型有大幅度提升.     

基于无导数优化方法的数值模式误差估计

初始场误差和模式误差是制约数值预报准确率的两个关键因素,本文主要考虑利用历史观测资料实现时空演变的模式误差的估计问题.通过把模式误差综合考虑成为准确模式中的未知项,把历史资料看作是带有未知项的准确模式的特解,构造了求解时空演变的模式误差项的反问题及其最优控制问题.给出了一个解决最优控制问题的无导数优化方法,该方法的优点是不需要建立原数值模式的切线性模式与伴随模式,它只需在增加一个外强迫项的基础上运行原数值模式即可实现模式误差项的最优估计.关于Burgers方程的算例表明,无论模式的初始状态是否准确已知,无导数优化方法都能有效解决时空演变的模式误差的最优估计问题,它为实际业务模式利用历史数据提取模式误差信息并显著地改进预报效果提供了一种方便可行的数值方法与理论依据.     

一种实用型粗糙面六参数双向反射分布函数模型

通过对五参数半经验双向反射分布函数(BRDF)模型进行修改,并吸收其它模型的优点,提出了一个六参数BRDF模型,该模型形式更简单,拟合效果更好,并且模型满足了能量守恒和互易性,使该模型更趋于实用化。利用模拟退火算法对多种不同样片的BRDF进行了拟合建模,获得了相应模型的参数值和偏差,结果证明了该模型的正确性,尤其适合对散射特性较弱样片BRDF的拟合建模。对于散射特性较弱的样片,与常用的五参数模型进行了比较,该模型的漫反射部分拟合效果更好,总体精度还略有提高。最后,为了更直观地表示目标样片的BRDF,分别给出了各个角度BRDF的三维拟合图。     

A modified NaSch model with density-dependent randomization for traffic flow

Based on the Nagel-Schreckenberg (NaSch) model of traffic flow, a modified cellular automaton (CA) traffic model with the density-dependent randomization (abbreviated as the DDR model) is proposed to simulate traffic flow. The fundamental diagram obtained by simulation shows the ability of this modified NaSch model to capture the essential features of traffic flow, e.g., synchronized flow, metastable state, hysteresis and phase separation at higher densities. Comparisons are made between this DDR model and the NaSch model, also between this DDR model and the VDR model. And the underlying mechanism is analyzed. All these results indicate that the presented model is reasonable and more realistic.     

非胶结含水合物沉积物修正等效介质速度模型及其地震波场特征研究

通过数值分析,发现对应于悬浮模式、颗粒接触模式的等效介质模型A,B预测的含水合物沉积物纵波速度、横波速度及泊松比存在物理认识上的缺陷,单独考虑水合物微观模式为悬浮模式或颗粒接触模式并不合理.认为非胶结水合物的微观模式与其饱和度存在关联,并运用拉格朗日插值方法建立了新的非胶结含水合物沉积物修正等效介质速度模型.该模型体现了水合物饱和度对于水合物微观模式的影响,数值分析结果表明新模型预测结果更合理.基于新模型对非胶结含水合物沉积物的地震波场进行了数值模拟,探讨了似海底反射及空白带的形成机理,对实际水合物地震勘 关键词： 水合物 等效介质模型 似海底反射 空白带     

The Odd Eight-Vertex Model

We consider a vertex model on the simple-quartic lattice defined by line graphs on the lattice for which there is always an odd number of lines incident at a vertex. This is the odd 8-vertex model which has eight possible vertex configurations. We establish that the odd 8-vertex model is equivalent to a staggered8-vertex model. Using this equivalence we deduce the solution of the odd8-vertex model when the weights satisfy a free-fermion condition. It is found that the free-fermion model exhibits no phase transitions in the regime of positive vertex weights. We also establish the complete equivalence of the free-fermion odd 8-vertex model with the free-fermion 8-vertex model solved by Fan and Wu. Our analysis leads to several Ising model representations of thefree-fermion model with pure 2-spin interactions.     

Ta及Nanbu库仑碰撞模型数值对比研究

深入研究库仑碰撞,对两种库仑碰撞模型-Ta模型与Nanbu模型在理论上进行了对比分析,详细阐述了两种模型中散射角大小的区别.在已有的采用Ta模型的全三维粒子模拟/蒙特长罗(PIC/MCC)算法基础上,采用Nanbu模型对电子间库仑碰撞计算模块重新进行了算法设计.分别应用Ta模型、Nanbu模型和无库仑碰撞的全三维PIC/MCC算法对国外热门负氢离子源JAEA 10A中的电子能量沉积进行了模拟分析.模拟结果与实验结果的对比分析发现:1)库仑碰撞使电子能量分布更接近于麦克斯韦分布;2)相对于传统的Ta模型,Nanbu模型的散射角考虑了多体碰撞的累加效果从而具有更高的期望值,按其模拟得到的电子温度具有更高的精度.这些为国内外学者设计相关算法指明了方向.     

边界层转捩区声辐射的预报方法研究

对Lighthill剪切应力脉动模型和Liepmann位移厚度脉动模型进行了讨论,在此基础上,本文提出利用Krane偶极子声源模型对Liepmann单极子声源模型进行改进。数值计算结果表明:作为偶极子声源的Lighthill理论剪切应力脉动模型,预报的噪声级偏低;而作为单极子声源的Liepmann模型,预报的噪声级又偏高;本文提出的两种改进模型预报的噪声级则与Lauchle实验值的一致性较好。     

二分量玻色-爱因斯坦凝聚中的二超流体模型

4He超流体在一定温度下可用二流体模型描述,包括常规流体和超流体两种成分.用这种二流体模型来描述二分量玻色爱因斯坦凝聚时叫做二超流体模型,是从耦合Gross-Pitaevskii方程出发推导得到的.二超流体模型与4He超流体中的二流体模型非常相近.在特定条件下,二超流体中的两个波模行为非常接近4He超流体中二流体模型中...     

考虑碳粒表面还原反应的移动火焰锋面(MFF)模型

在原始移动火焰锋面(MFF)模型的基础上,提出一种考虑碳粒表面还原反应的改进MFF模型。该模型给出了包括表面还原反应和 CO容积反应在内的碳粒燃烧反应速率的显式表达式,便于分析和讨论各种工况下碳粒的燃烧状态和影响因素。与原始的 MFF模型和单膜模型相比,所计算的颗粒温度和燃烧速率更符合严格的连续膜模型的预报结果,而计算时间只为连续膜模型的数十万分之一。研究结果表明,改进的 MFF模型是一种简单可行、适于工程应用的碳粒燃烧理论模型。