相变与临界观象(Ⅴ)——模型理论综述

本章对统计力学中的模型理论作些综合性论述,前两节概述标准Potts模型、矢量Potts模型和Ashkin-Teller模型。第三节讨论多分量自旋模型的对偶关系。最后几节讨论各种自旋模型与顶角模型的联系。     

现代植物生命科学研究中的物理模型及其意义

介绍了现代植物生命学研究中的本质部刚性导管模型，细胞壁圆筒模型，细胞膜双层电模型，植物热机模型以及气孔蒸腾速率振荡的ＲＬＣ电路模型等物理学模型，指出了这些模型的意义。     

受限空间狭缝射流传热特性数值模拟研究

狭缝冲击射流是一种高效的换热形式,传统湍流模型无法准确预测其换热规律。采用常用的k-ε系列湍流模型和k-ω系列湍流模型,结合Kato-Launder模型、剪切流修正模型、间歇转捩模型和横流效应修正模型,对受限空间狭缝射流开展了数值模拟研究。结果表明,标准k-ω湍流模型结合Kato-Launder模型和剪切流修正模型可在两种典型冲击距离下都成功预测壁面传热特性,间歇转捩模型对SST k-ω剪切应力输运湍流模型预测能力的改善作用极其有限,而Kato-Launder模型可以极大改善SST k-ω湍流模型在较小冲击距离下的传热预测能力,但在较大冲击距离下,Kato-Launder模型会预测出更为显著的努塞尔数伪第二峰值。     

物理学中模型的作用和特点

 模型在物理学研究中的作用是十分重要的。本文简要介绍模型的意义,重点论述物理学中模型的作用和特点。一、模型的意义所谓模型,就是人们为了某种特定的目的而对研究对象所作的一种简化的描述。各门科学中应用的模型,种类繁多。归纳起来可以分为物质模型和思想模型两大类。物质模型是以某种程度、形式相似的模型实体去再现原型。     

应变率相关的橡胶本构模型研究

为研究橡胶在不同应变率下的响应特性,建立应变率相关的橡胶黏超弹性本构模型,分别采用超弹性本构模型和黏弹性本构模型表征其非线性弹性行为和应变率相关的弹性行为。首先,对于超弹性模型,基于最小二乘法,对比了Mooney-Rivlin模型、修正的Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型、修正的Yeoh模型、Ogden模型和Arruda-Boyce模型等超弹性本构模型的拟合能力。结果表明,经修正的Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的拟合优度与Ogden模型和Arruda-Boyce模型接近。在此基础上,基于一种参数较少且拟合效果良好的修正Mooney-Rivlin模型和应变率相关的Maxwell模型,建立了橡胶黏超弹性本构模型,考察了该黏超弹性本构模型在单轴拉伸和单轴压缩情况下中高应变率时的拟合能力。结果表明,对于这两种受力情况下的应变率相关的实验数据,该黏超弹性本构模型的拟合优度均在0.95以上。研究结果为大应变率范围内单轴拉伸和单轴压缩下橡胶的本构模型选择提供了参考。     

利用区域信息的航拍图像分割

提出一种利用区域信息的航拍图像分割模型。针对GAC模型和Chan-Vese模型存在的不足,提出一种符号压力函数,该符号压力函数可以有效地增大模型的作用范围。与Chan-Vese模型相比,新模型不受初始条件的限制,进一步增大了模型的作用范围。新模型利用了图像的区域信息,可以同时将目标的内外边界分割出来。在新模型中,水平集函数不必初始化为符号距离函数,节省了计算开销。与传统的基于水平集方法的模型相比,新模型不含曲率项,实现简单。实验结果表明,与GAC模型和Chan-Vese模型相比,新模型的分割精度高于3%,分割速度快6倍以上。     

数据中心高架地板模型和湍流模型评估

为提高数据中心气流组织温度预测的准确性，对多孔介质模型、多孔阶跃模型、体积力模型三种穿孔面模型对机柜前后侧温度分布的预测性能进行研究，通过均方根误差对三种模型预测精度进行评估，体积力模型表现最佳。此外，对10种RANS湍流模型的准确性进行了研究，Spalart-Allmaras、LRN k-ε模型的准确性优于Standrad k-ε模型。     

基于预训练VGG11模型的光刻坏点检测方法

模型性能表现和模型训练时间影响着基于迁移学习坏点检测方法的应用,而选用模型和迁移学习策略是模型性能表现和模型训练时间的重要影响因素。提出了一种基于预训练VGG11模型的坏点检测方法,通过微调基于ImageNet数据集预训练的VGG11模型获得坏点检测的待训练模型。采用保留预训练模型权重、冻结卷积层的策略进行模型训练,采用ICCAD 2012数据集进行模型训练和测试。与现有方法相比,所提方法的模型综合性能表现更好,所需的模型训练时间更少。所提方法有助于提高掩模版图的坏点检测效率,缩短集成电路生产的周期。     

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.     

海洋声学传播新模型

海洋声学模型将我们对海洋中传播的声音在物理上的理解转换为数学表示,进而利用计算机进行模拟计算。海洋声学模型主要包括环境模型、传播模型、噪声模型、混响模型和声纳性能模型。水平变化传播模型研究,包括二维(距离和深度)和三维(距离、深度和方位角)模型研究,是目前海洋声学的重要研究方向之一。     

风力机三维改进致动面模型的数值研究

改进致动面模型(IASM)是将致动模型与黏性无黏耦合模型结合提出的一种新型的风力机流场计算模型。为了进一步验证模型的准确性和适用性,以NREL Phase Ⅵ风力机为例在OpenFOAM平台上,对比分析了相同工况下ALM模型、IASM模型和CFD模型计算得到的三维流场信息,研究表明,IASM模型计算精度比之ALM模型有了明显的提高,能够较准确地预测叶片近壁区域的流场信息。在IASM模型基础上对不同入流工况下风力机尾流特性进行了分析,为风力机的设计以及风场数值模拟提供了参考。     

化学反应机理对激波与可燃氢气泡相互作用影响的数值研究

通过含化学源项的Navier-Stokes方程对激波与可燃界面相互作用（RSBI）进行数值研究,讨论三种氢氧化学反应机理对点火过程、燃烧效率和面积压缩率等物理化学特征的影响.三种化学反应分别为：Evans-Schexnayder反应模型（ES模型）,Jachimowski反应模型（J模型）及Ó Conaire反应模型（Ó模型）.研究表明：ES模型下的气泡点火延迟时间最大,平衡温度最低且点火位置异于J模型和Ó模型.采用无量纲面积来表征激波和燃烧作用气泡的形变特征,结果表明：燃烧释热阶段的气泡面积对化学反应模型的选择非常敏感,其中J模型的面积膨胀率最高.然而对于模拟长期发展的RSBI流场燃烧效率,不同化学反应模型之间的差异相对缩小.由于ES模型难以准确捕捉点火位置,J模型和Ó模型更适合模拟RSBI这类复杂流动的点火现象及燃烧流动耦合过程.     

蒸发和着火模型对甲醇射流火焰模拟的影响

为了提高甲醇射流火焰数值模拟的精度,本文首先通过实验得到了甲醇蒸发率与温度的关系曲线,形成新的两相传质关系;其次应用基于Frank-Kamentsky近似的液滴着火模型和新的蒸发模型对某甲醇空气射流火焰进行了数值模拟,将应用已有模型、仅应用蒸发模型、同时应用蒸发模型和着火模型(混合模型)的预报结果与实验结果对比检验。结果表明,应用蒸发模型的预报结果比已有模型的模拟结果更接近实验值,混合模型的预报结果最好。     

一种二次电子发射的复合唯象模型

二次电子发射模型的精度对二次电子倍增击穿阈值的模拟计算影响很大, 针对现有两种经典二次电子发射唯象模型的不足, 以修正Vaughan模型作为Furman模型中的真二次电子发射系数计算模型, 建立起一种二次电子发射的复合唯象模型. 该模型不仅适用于倍增击穿过程的数值模拟, 还很大程度上提高了与实验数据拟合的准确性. 通过对银和铝合金两种材料二次电子发射系数实验结果和模型拟合结果的对比发现, 在不同入射角情况下, 复合唯象模型的平均误差较原有两种模型降低了10%以上. 关键词： 二次电子发射 唯象模型 击穿阈值     

剖析选考情境问题 落实特征模型教学——以“生活实践情境专题复习”为例

分析了近几年浙江选考中的生活实践情境模型,根据模型特征分为质点模型、杆状模型、柱状模型、球状模型,通过类比演示,学生自编习题、设问并在课堂中进行小组互评的方式进行教学实践,提升情境建模能力,落实特征模型教学.     

脉冲涡流检测瞬态涡流场的时域解析模型

应用Laplace反变换技术建立脉冲涡流检测瞬态涡流场的时域解析模型.首先,基于电磁波的反射与透射理论,应用截断区域特征函数展开式法建立瞬态涡流场的复频域模型,然后通过求解模型极点及其留数应用部分分式展开法求解复频域模型的Laplace反变换,从而建立阶跃型和指数型电流激励下瞬态涡流场的时域解析模型.所建模型具有实现简单、效率高、模型精度不受吉布斯效应影响等优点.最后应用基于Fourier反变换的探头瞬态感应电压模型对本文所建模型,实验结果验证了本文所建模型的正确性.     

翅片管换热器仿真模型的研究

翅片管换热器模拟研究中仿真模型的建立会对模拟的计算精度产生影响。总结了对翅片管换热器流动换热性能研究的集中参数模型、分区模型、分布参数模型和分区集中参数模型这四种传统模型,且重点介绍了基于响应面法的多元非线性回归模型和基于人工神经网络的预测模型,并对这六种模型的优缺点与适用场合进行了详细分析。     

稠油油藏试井理论研究

分析研究国内外稠油热采模型文献资料,总结归纳了9种稠油热采模型,主要包括非牛顿流体均质地层模型、二区复合模型、三区复合模型、多区复合模型、考虑重力超覆的数学模型以及干扰分析等,并对部分压力变化曲线及压力导数变化曲线做了简要的分析.比较各模型的优缺点,并指出目前的模型存在的问题以及稠油试井的发展趋势.     

基于Si-cPLS的小麦种子发芽率近红外模型优化研究

为了提高近红外光谱技术快速测定小麦种子发芽率的准确度和稳健性,比较分析了基于全光谱的单一偏最小二乘(PLS)模型和多模型共识PLS模型(cPLS)性能,并提出了基于特征光谱的多模型共识PLS模型(Si-cPLS) 。实验收集84份小麦种子,通过SPXY法将样本集划分为训练集样本66个,预测集样本18个。从训练集中随机抽取50个样本作为校正集建立一系列PLS子模型,选取其中性能较好100个子模型作为成员模型建立cPLS模型,取成员模型预测结果的均值来分析未知样本。在此基础上,采用组合间隔偏最小二乘法(SiPLS)筛选特征谱区建立多模型共识PLS模型(Si-cPLS)。各模型均采用均值中心化预处理方法,PLS模型、cPLS模型以及Si-cPLS 模型对预测集的小麦种子发芽率进行50次重复预测的平均相关系数r分别为0.935,0.949和0.967,平均预测均方根误差RMSEP分别为13.735%,12.533%和10.273%,RMSEP 的标准偏差分别为1.144%,0.096%和0.08%。实验结果表明cPLS模型较单一PLS模型更加稳定可靠,而基于特征光谱的Si-cPLS模型则进一步提高了cPLS的稳定性与预测精度,为建立性能优秀的小麦种子发芽率近红外模型提供了新思路。     

一个高效的离散Boltzmann爆轰模型

构建一个适用于爆轰过程模拟的离散Boltzmann模型.该模型由一个离散Boltzmann方程和一个唯象反应率方程构成;在物理建模上,它等效于一个传统Navier-Stokes模型外加一个关于热动非平衡行为的粗粒化模型.与传统流体模型相比,它能够提供更多的动力学和动理学信息.该模型采用16个离散速度,相比于使用33个离散速度的模型具有更高的运算效率,模型中引入了额外自由度,通过调节额外自由度的数目,可以模拟各种不同比热比的爆轰.采用爆轰问题中的一些经典算例对所建立的模型进行数值验证.结果表明：该模型不仅对传统流体模型所能模拟的爆轰问题有效,而且能够用于一些传统流体模型不能描述的非平衡过程,有利于对爆轰问题的深入研究.