带惩罚项与随机输入的BP神经网络在线梯度学习算法的收敛性

本文对三层BP神经网络中带有惩罚项的在线梯度学习算法的收敛性问题进行了研究,在网络训练每一轮开始执行之前,对训练样本随机进行重排,以使网络学习更容易跳出局部极小,文中给出了误差函数的单调性定理以及该算法的弱收敛和强收敛性定理。     

一类流行病数学模型解的研究

该文讨论了一类非线性抛物型方程组解的性质，利用微分方程上、下解方法证明了初值适当小时，方程存在整体解；初值适当大时，解在有限时间上爆破，推广了文献[1]的结果．     

固态金属中声子热传递的分子动力学模拟研究

固态金属中的热传递是声子和自由电子共同作用的结果。自由电子引起的热导率可以通过电导率,利用Wiedemann-Franz定律得到,声子引起的热导率目前仍然不能进行实验测量,只能借助其他方法来研究。本文采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,用镶嵌原子方法(EAM)势能模型,模拟计算了不同厚度(1.760-10.56nm)金属镍薄膜中由于声子-声子作用引起的热导率。然后根据纳米厚度金属薄膜的热导率借助关联式推到宏观尺度下由于声子-声子作用引起的热导率。结果表明,对于纳米厚度金属薄膜,由于声子-声子作用引起的热导率比块体金属镍的热导率小一个数量级;薄膜厚度越小,声子-声子作用引起的热导率越小;对于块体金属镍,由于声子-声子作用引起的热导率约占其总热导率的33.0%左右。     

基于MMD算法的HMM参数重估计的矩阵表示

本文提出的MMD算法用于提高模型区别错误信息和正确信息的能力．利用该算法在对模型的参数进行重估计时．涉及到复杂的目标函数的梯度运算．击运用矩阵运算使得梯度运算变得简单明了，因此本文给出了MMD算法下的HMM参数重估计的矩阵表示形式并给出了证明．     

对流扩散方程的一种新型差分格式

对流扩散方程可以描述众多的物理化学现象，因而对其寻求稳定的，实用的数值解法有着重要的现实意义。本文针对形式较一般的一维非定常对流扩散方程，构造了对角元严格占优的Crank-Nicholson差分格式，然后对其分别用分离变量的方法以及能量估计的方法作了稳定性的分析，最后给出了数值试验的结果，数值结果表明本文构造的格式能够较好的处理经典的Crank-Nicholson格式所不能处理的对流项系数较大的对流扩散方程，并具有较好的精度。     

高阶特征线性及其与semi-Lagrangian方法的比较

特征线性与semi-Lagrangian方法都是处理流体方程时间离散的两种有效的方法．它们比经典的半隐格式，如Backward-Euler／Adams-Bashforth方法有更好的稳定性．本提出一种基于高阶空间离散的特征线法，通过稳定性，精度和计算复杂性与semi-Lagrangian方法进行比较，分析了高阶特征线法的有效性和适用性，并从数值试验上对分析结果进行验证．     

应用自动微分的Newton-PCG算法

一类新的使用符号微分的Newton-PCG型算法在文献[1]和[2]被导出来了。本文建立和研究应用自动微分的相应的Newton-PCG算法，理论分析和数值实验结果显示应用自动微分之后，目标函数的维数或复杂性越大，Newton-PCG算法对Newton法的改进越显著。     

二维椭圆型方程反问题中优化算法的比较

近年来，决定椭圆型方程系数反问题在地磁、地球物理、冶金和生物等实际问题上有着广泛的应用．本文讨论了二维的决定椭圆型方程系数反问题的数值求解方法．由误差平方和最小原则，这个反问题可化为一个变分问题，并进一步离散化为一个最优化问题，其目标函数依赖于要决定的方程系数．本文着重考察非线性共轭梯度法在此最优化问题数值计算中的表现，并与拟牛顿法作为对比．为了提高算法的效率我们适当选择加快收敛速度的预处理矩阵．同时还考察了线搜索方法的不同对优化算法的影响．数值实验的结果表明，非线性共轭梯度法在这类大规模优化问题中相对于拟牛顿法更有效．     

Nano-tribological study on a super-hydrophobic film formed on rough aluminium substrates

A novel super-hydrophobic stearic acid (STA) film with a water contact angle of 166^o was prepared by chemical adsorption on aluminum wafer coated with polyethyleneimine (PEI) film. The micro-tribological behavior of the super-hydrophobic STA monolayer was compared with that of the polished and PEI-coated Al surfaces. The effect of relative humidity on the adhesion and friction was investigated as well. It was found that the STA monolayer showed decreased friction, while the adhesive force was greatly decreased by increasing the surface roughness of the Al wafer to reduce the contact area between the atomic force microscope (AFM) tip and the sample surface to be tested. Thus the friction and adhesion of the Al wafer was effectively decreased by generating the STA monolayer, which indicated that it could be feasible and rational to prepare a surface with good adhesion resistance and lubricity by properly controlling the surface morphology and the chemical composition. Both the adhesion and friction decreased as the relative humidity was lowered from 65% to 10%, though the decrease extent became insignificant for the STA monolayer. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (50375151, 50323007, 10225209) and the Chinese Academy of Sciences (KJCX-SW-L2)