动力系统的复杂性刻划

本文扼要地综述了近年来提出的刻划动力系统复杂性的各种度量．着重点在于将复杂性同随机性区分开．由此对于过去为刻划混沌而提出的度量,其中包括Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数、拓扑熵、测度熵和Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ复杂性等,作了简单回顾．从自动机和信息论的观点对于包括ＡＣ、ＳＣ、ＥＭＣ在内的新提出的复杂性度量作了阐述．通过单峰映射和一维元胞自动机等例子对上述复杂性度量进行了比较,并较详细地介绍了利用形式语言和自动机来分析动力系统的方法．      

图论与复杂网络

近10年来迅猛发展起来的复杂网络理论为研究复杂性与复杂系统科学提供了一个重要支撑点,它高度概括了复杂系统的重要特征,无论是在理论还是在应用方面都具有很强的生命力,而且在各个方面都得到了很大发展.重点讨论图论在复杂网络中的应用,特别是代数图论在复杂网络同步问题中的应用.首先给出一些图的最小非零与最大特征值以及同步能力的估计,并且讨论了子图与图特征向量在同步能力估计中的作用.其次以两个简单图指出同步能力与网络结构参数的关系复杂,并给出补图与加边对同步研究的意义,然后给出图运算在复杂网络同步中的作用.最后从图论与控制理论角度展望了复杂网络领域未来可能的发展方向.      

复杂地形网格生成研究

在研究羽流扩散的过程中,根据实验中提供的复杂地形数据,采用一系列的格式转化,将其变为流体力学计算软件Fluent和其建模软件Gambit能够读取的数据,并生成相应的计算网格,为计算复杂地形上的羽流扩散创造了条件。     

捷联惯导的软件测试及可靠性分析

本文介绍了捷联式惯性导航系统的软件系统的测试方法及可靠性分析方法。该方法能高效、经济地对软件部分进行测试和给出软件的可靠性度量。主要讨论了基于实时仿真的软件测试方法和可靠性模型的选择及运用。     

基于SiPESC平台的弹塑性分析的软件框架

基于开放式结构有限元分析软件系统SiPESC.FEMS,针对弹塑性非线性有限元分析理论与流程,采用工厂模式和构造器模式等经典软件设计模式,提出了一种基于面向对象设计方法的通用小变形率无关弹塑性分析软件框架。该框架利用算法与数据模型分离的思想,通过抽象出数据模型类、算法类和算法参数类,支持各功能模块的动态替换和组装,具备开放性和可扩展性。同时,基于SiPESC平台工程数据库的数据管理能力,实现了弹塑性分析中产生的大量历史数据以统一的接口与管理方式进行存取,为大规模问题的求解提供了高效、稳定的支撑。通过多类型实体单元、多类本构模型和多种规模的计算实例,验证了该计算框架在弹塑性有限元程序开发中的通用性、有效性和灵活性。     

基于链式贝叶斯网络的结构可靠性分析

将贝叶斯网络与传统可靠性方法结合,建立结构系统的可靠性贝叶斯网络模型,通过改进的分支限界法确定结构主要失效模式,并将贝叶斯网络链式化来提升计算效率。根据可靠性方法计算条件概率表;使用概率网络估算法来考虑主要失效模式之间的相关性,计算系统可靠性;当有新信息出现时,利用贝叶斯网络推理,对结构系统可靠性进行评估。以一桁架结构为研究对象,计算结构系统的可靠性,并在新信息出现的情况下对系统可靠性进行了更新。     

FRACTAL DESCRIPTION OF ROCK FRACTURE BEHAVIOR

岩石可压裂性的定量评价是非常规油气资源开采中一个重要且复杂的问题,利用已有岩心实验数据,考虑岩石的岩性及压裂裂隙的分形特征,建立了岩石压裂裂隙的分维数、岩石抗压强度和裂隙面密度之间的定量关系,并根据所采岩心,利用自行开发的软件计算出其压裂后分形维数,验证了裂隙越复杂,分形维数越大. 提出采用压裂裂隙的分维数来表征岩石的可压裂性, 为定量分析和评价岩石可压裂性与储层开采价值提供了一个新的思路.     

滑动轴承非线性油膜力的神经网络模型

在已有的滑动轴承非线性油膜力数据库基础上 ,将轴承的位置和速度参数加以综合 ,利用变量状态空间变换将分段的油膜力数据转换成连续的数据空间 ,建立非线性油膜力连续型数据库和相应的网络模型 .以圆轴承 -转子系统为例 ,分别采用有限差分法、数据库法和 BP网络模型计算了轴承系统的非线性油膜力和轴心轨迹 .结果表明 ,网络模型计算结果与基于数值方法的结果较为吻合 ,可以显著地提高轴承系统的计算效率     

计算机辅助设计讲座(二)

CAD的软件系统可以分为三个层次:(1)核心内层的操作系统;(2)支撑软件;(3)外层的应用软件。通常也把操作系统和支撑软件合称为内层的基础软件。 操作系统是对计算机资源进行自动管理和控制的系统软件,使用户能够方便、灵活地使用计算机,它由计算机厂家提供并配置在计算机系统中。例如,UNIX,VMS,MS DOS等     

网络科学中统一混合理论模型的若干研究进展

复杂网络的理论模型研究一直是网络科学的最重要课题之一.首先概述网络科学理论发展史上的3个里程碑以及有权演化网络的发展概况.为了全面反映确定性与随机性混合的真实世界的统一性、多样性和复杂性,使网络理论模型更加接近实际网络的全面特性,着重评述近年来发展的统一混合网络理论模型的3部曲:和谐混合择优模型、统一混合网络模型和统一混合变速增长网络模型,总结和评述了混合理论模型3部曲的不同特点和相互联系,揭示了统一混合网络的复杂性与普适性及其错综复杂的转变关系.最后指出, 该理论在多层次高科技网络等实际网络中的应用前景.      

Synchronization control of oscillator networks using symbolic regression

Networks of coupled dynamical systems provide a powerful way to model systems with enormously complex dynamics, such as the human brain. Control of synchronization in such networked systems has far-reaching applications in many domains, including engineering and medicine. In this paper, we formulate the synchronization control in dynamical systems as an optimization problem and present a multi-objective genetic programming-based approach to infer optimal control functions that drive the system from a synchronized to a non-synchronized state and vice versa. The genetic programming-based controller allows learning optimal control functions in an interpretable symbolic form. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated in controlling synchronization in coupled oscillator systems linked in networks of increasing order complexity, ranging from a simple coupled oscillator system to a hierarchical network of coupled oscillators. The results show that the proposed method can learn highly effective and interpretable control functions for such systems.     

SURVEY OF ASTRODYNAMICS SOFTWARE DEVELOPMENT

航天动力学软件是航天动力学理论与工程实践联通的桥梁,可以显著提高航天任务分析设计效率和水平.国际上已有一系列成熟的软件但多对我国禁运.近年来国内在航天动力学理论研究与工程应用方面均有长足发展,但成熟航天动力学软件方面几乎还是空白.本文从航天任务仿真分析和航天器轨迹优化两个方面综述国际上航天动力学软件的发展情况,着重介绍了典型的开源和商业软件,包括JAT,STK,Freeflyer,POST和ASTOS等.简单评述了国内航天动力学软件的发展情况.总结了各类航天动力学软件的技术特点,给出了对我国研制成熟航天动力学软件的启示和初步建议.     

复杂网络的随机刻画和演化规律

从4个方面来介绍复杂网络的随机刻画和演化规律: 经典模型和网络特性;实证研究和建模进展; 分析网络的理论方法; 网络社会中人类行为.着重说明好的网络模型如何反映实际网络的演化机理和网络各种性能测度如何刻画实际网络的特性.基于复杂网络演化的随机性和动态性特点, 讨论现有分析网络的理论方法,以及可能的发展趋势. 再根据近期的研究发现,评述网络社会中人类动力学的建模及其对网络特性的影响.      

复杂网络的同步: 理论、方法、应用与展望

复杂网络随处可见, 如互联网、电力网络、商业网络、生物神经网络、社会关系网等. 这些复杂网络与我们的生活息息相关, 对它们的深入研究不但会促进许多重要科学分支的发展而且可能引起人类社会生活方式的根本变革. 同步是自然界中广泛存在的一类非常重要的非线性现象, 复杂网络展示了丰富多彩的网络同步现象. 在过去10年里, 不同研究领域的学者从不同的角度广泛而深入地开展了复杂网络同步的研究. 本文简要的回顾国内外过去10年在复杂网络同步领域的主要研究进展, 包括理论、方法、应用与展望, 试图推进国内复杂网络同步的研究.      

A novel deterministic hybrid complex network model created by inner–outer iteration

Complex networks are ubiquitous in real-life systems. Most previous models of complex networks are stochastic. In order to decrease the randomness and make it more direct to gain a visual understanding on complex network evolving mechanism, we present a deterministic algorithm that generates a hybrid network model with the characteristics of small-world networks and random networks. In this model, the network growth is determined by triangle inner and outer node and edge iterations. We analyze the main topological properties by both theoretical predictions and numerical simulations. The results show that our growing model has a low average path length, a high clustering and an exponential degree distribution.     

Synchronization of networked multibody systems using fundamental equation of mechanics

From the analytical dynamics point of view, this paper develops an optimal control framework to synchronize networked multibody systems using the fundamental equation of mechanics. A novel robust control law derived from the framework is then used to achieve complete synchronization of networked identical or non-identical multibody systems formulated with Lagrangian dynamics. A distinctive feature of the developed control strategy is the introduction of network structures into the control requirement. The control law consists of two components, the first describing the architecture of the network and the second denoting an active feedback control strategy. A corresponding stability analysis is performed by the algebraic graph theory. A representative network composed of ten identical or non-identical gyroscopes is used as an illustrative example. Numerical simulation of the systems with three kinds of network structures, including global coupling, nearest-neighbour, and small-world networks, is given to demonstrate effectiveness of the proposed control methodology.     

复杂网络上的博弈

博弈理论在社会、经济、生物以及生态等系统中存在着广泛的应用,复杂网络理论则是研究复杂系统全新而有力的工具,因此将博弈理论与复杂网络理论相结合成为研究复杂系统一个新的热点.概述国内外当前关于复杂网络上博弈动力学的研究情况和发展动态,包括基本的博弈模型、主要关注的问题、以及网络结构和博弈动力学的相互作用等,最后探讨进一步的研究课题.      

复杂网络上集群行为与自旋模型

复杂系统中的集群行为(collective behavior)是复杂系统涌现性的重要表现之一, 它通过微观个体之间的相互作用, 在宏观上表现出一定的时空或功能有序结构．已有研究表明, 个体之间相互作用的网络结构对复杂系统的集群行为有重要影响．基于复杂网络上的自旋模型, 介绍了复杂网络上的集群行为的部分研究进展． 首先简要介绍了自旋模型的相变现象以及网络结构对相变行为的影响; 其次, 介绍了以自旋模型为基础应用到社会经济等领域中的工作, 包括舆论形成、羊群效应以及分隔现象(segregation)等, 尤其关注网络结构对集群行为的影响, 最后介绍了基于自旋模型的网络社团划分方法．对进一步的发展方向进行了初步的讨论．