网络环境下的物理实验教学模式

目前网络环境下的物理实验教学新模式主要有物理实验专题网站、实验教学网络管理、实验类网络课程及远程控制物理实验.本文简要介绍了各个模式的特点及实施方法.     

近地背景下的机载红外探测系统弱小目标检测

机载红外探测系统在近地背景下检测目标时,地面将对弱小目标产生严重的干扰,导致传统检测方法对弱小目标的检测性能下降。针对该问题,利用生成对抗网络提出一种近地背景下的机载红外探测系统弱小目标检测方法。将深度自编码器作为生成对抗网络的网络框架,引入inception机制对视觉信息进行多尺度特征提取,并引入残差块来缓解梯度消失问题。在神经网络的对抗训练中,生成器考虑了移动损失与对抗损失两个损失函数,提高了生成器的训练效果。最终,在公开的无人机机载红外探测数据集上完成了实验,结果表明所提方法能在近地背景下成功检测出红外弱小目标,且检测的平均精度与速率均优于其它对比方法。     

基于鬼成像的手写字体分类方法

针对手写字体特征提取难、识别效率低甚至错误的问题,提出一种结合鬼成像原理和分类网络的思想用于手写字体的识别。首先,使用激光器、数字微镜阵列、单像素探测器等搭建鬼成像探测系统,利用系列哈达玛散斑场分别实现对17 239幅手写字体的照射;其次,利用单像素探测器对手写字体透射的总光强值进行采集,并将其转换为一维向量作为网络训练的输入;最后基于卷积神经网络在图像分类的优势搭建网络架构且为解决训练过程中的网络退化问题加入残差块。实验结果表明：对于手写数字来说,全连接神经网络与卷积神经网络的精密度、召回率、F1值分别提高86.50%/97.25%、86.40%/98.03%、86.31%/97.60%;对于手写字母来说,卷积神经网络在全采样下的精密度、召回率、F1值分别为91.87%、90%、90.23%。该方法利用鬼成像原理,仅通过手写字体透射的总光强值而无需对手写字体的特征进行提取与识别便可进行快速分类,大幅提升了手写字体的识别效率。     

基于Bi-LSTM的近岸水体深度反演

选取中国某近海水域为研究区,基于双向长短期记忆网络(Bi-LSTM),利用2017年8月20日Sentinel-2A影像数据及单波束实测水深数据,通过建模、优化来反演水深值,并与传统反演方法进行精度对比.结果 表明,本文提出模型的各项评价指标均最优,均方根误差(RMSE)仅为0.85 m,平均相对误差(MRE)为18....     

3M⊙ AGB星中26Al核合成的网络计算和反应率灵敏度分析

研究了3$M_{\odot}$AGB星中26Al核合成的网络计算和核反应率的灵敏度分析。结合最新的核反应率数据,建立了一个从碳到硅完整的核反应网络,计算了26Al的丰度。结果表明,26Al首先在AGB星中有效合成,随着核反应的进行,然后被一系列的核反应消耗。MgAl循环出现在26Al的网络中。我们将核反应网络中的主要核反应分为三类:(n, ${\rm{\gamma }}$),(p,${\rm{\gamma }}$)和($\alpha$, ${\rm{\gamma }}$),并对核反应率的灵敏度进行了详细的分析。已经确定了每一类中最有影响的核反应,它们是25Mg(n, ${\rm{\gamma }}$)26Mg,25Mg(p, ${\rm{\gamma }}$)26Al,26Mg(p, ${\rm{\gamma }}$)27Al,21Ne(p, ${\rm{\gamma }}$)22Na,18O($\alpha$, ${\rm{\gamma }}$)22Ne和22Ne($\alpha$,${\rm{\gamma }}$)26Mg。在目前网络所涉及的所有核反应中,25Mg(p, ${\rm{\gamma }}$)26Al是对26Al的产量有最大的影响,它值得核实验物理学家的关注。     

基于精确时间协议的HL-2M装置定时同步网络研究

基于HL-2M装置对时序精度的要求,参考ITER的设计方案,设计了基于精确时间协议(PTP)的HL-2M分布式时间通讯网络,使HL-2M装置的时钟同步和事件触发的精度从微秒级提高到亚微秒级,最终优于100ns.     

利用 GeoGebra 和Phyphox软件进行高效物理远程教育的探索——以拍现象的物理教学为例

以拍现象的物理教学为例,利用GeoGebra软件不仅演示了拍现象,而且能让学生通过网址链接进行方便的自我探索,接着又给出了手机软件Phyphox在家做实验探究拍现象的方法,并通过分析实验结果进行计算,得到的待测波频率的精确度可达到整数位.     

复杂网络上的意见动力学对谣言传播的影响

通过在SIR(susceptible-infected-recovered)模型中引入抑制者对谣言的辟谣机制研究了在线社交网络上的意见动力学对谣言传播的影响.在这一模型中,节点可以与自身的邻居组成1个群,传播者可以通过该群传播信息,抑制者也可以在此群中对信息发表意见进行辟谣.辟谣机制在降低未知者对于谣言的接受概率的同时也可以促使传播者向抑制者转变.本文采用ER(Erd?s-Rényi)随机网络、无标度网络以及真实的社交网络研究了抑制者的沉默概率对于谣言传播范围的影响.首先发现,谣言传播的过程以传播者的峰值为界可以分为两个阶段,即谣言自由传播的前期以及抑制者和传播者互相制衡的后期;其次,谣言的传播会随着抑制者的沉默概率的增大而突然暴发.在谣言暴发阈值之下,沉默概率的增大不会导致谣言传播范围显著增大,这是由于未知者在感知到谣言并转变为传播者后又迅速转变为抑制者;而当沉默概率达到谣言暴发阈值时,抑制者将不能控制传播者对谣言的传播从而导致抑制者的降低和谣言的暴发;最后,无标度上的谣言自由传播的前期阶段比随机网络持续的时间更短,从而使无标度上的谣言更难以暴发.本文的模型综合考虑了意见动力学和谣言传播的相互作用,更加真实地模拟了真实世界社交网络中的谣言传播过程.为谣言传播的控制和干预提供了一些有用的思路和见解.     

两相流有限穿越可视图演化动力学研究

针对小管径两相流流动特性, 全新优化设计弧形对壁式电导传感器. 通过动态实验在获取传感器测量信号的基础上, 采用有限穿越可视图理论构建对应于不同流型的两相流复杂网络. 通过分析发现, 有限穿越可视图网络异速生长指数和网络平均度值的联合分布可实现对小管径两相流的流型辨识; 有限穿越可视图度分布曲线峰值可有效刻画与泡径大小分布相关的流动物理结构细节特征; 网络平均度值可表征流动结构的宏观特性; 网络异速生长指数对流体动力学复杂性十分敏感, 可揭示不同流型演化过程中的细节演化动力学特性. 两相流测量信号的有限穿越可视图分析为揭示两相流流型的形成及演化动力学机理提供了新途径. 关键词： 两相流 复杂网络 有限穿越可视图 网络异速生长指数     

磁刺激穴位复杂脑功能网络构建与分析

本文采用互信息方法对磁刺激内关穴过程中的脑电信 号进行了两两通道间非线性时域关联特性分析, 构建了不同频率刺激前、刺激中、刺激后的脑功能网络, 并基于复杂网络理论对脑功能网络的特征进行了深入研究. 结果表明, 磁刺激频率为3 Hz 时, 大脑功能网络的平均度、平均聚类系数和全局效率与刺激前相比均有显著升高, 平均路径长度显著降低, 并且相应脑功能网络的"小世界"属性有所增强, 信息在大脑各区域间的传递更加高效. 本研究首次开展了磁刺激穴位复杂脑功能网络的构建与分析, 为探索磁刺激穴位对大脑神经调节的作用和机理提供新思路和新方法. 关键词： 复杂网络 磁刺激 脑功能网络 互信息