太赫兹大规模MIMO中结合量子变分算法的预编码方案

针对太赫兹大规模MIMO系统,提出一种基于量子机器学习的预编码方案,该方案以系统可达和速率最大为目标,通过将通信系统中的优化问题建模为量子系统中的哈密顿量,将最优预编码的设计问题转化为获取量子系统哈密顿量的基态问题。进而利用变分量子本征求解器,结合经典机器学习的优化算法,通过训练获得最优的参数化量子线路,最后从量子线路中提取出基态,即对应于最优的预编码矩阵。经Google公司的tensorflow-quantum量子机器学习平台验证分析,提出的方案能获得指数级加速,性能也接近于经典的基于SVD的预编码方案。     

一种基于有限测点数据的地面目标瞬态温度场快速预测方法

传统的地面目标红外辐射特性研究方法有理论建模分析法和外场测试法。由于大部分的理论建模计算量庞大,无法满足实时计算;外场测试往往成本较高,无法获得任意时刻地面目标整体的红外辐射特性。典型部位温度可以实时获得,但如何布置传感器使其更好地反映和预测整体的温度分布需要开展研究。文中引入本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法对两种地面目标的温度场进行模态分析,建立两种地面目标的温度场降阶模型,利用降阶模型实现地面目标温度场的快速预测;将温度场的降阶模型与QR (orthogonal right triangular)分解算法结合,确定最佳传感器测量位置,实现对两种地面目标温度场的预测。研究结果表明,无论是POD温度场降阶模型还是通过QR分解算法得到的最佳传感器测量数据进行预测,二者的精度均较高,正方腔体的平均绝对误差均小于1.5 K,模型坦克的平均绝对误差均小于2.5 K。通过分解算法得到的最佳传感器测量数据进行预测效率更高,未来可利用该方法预测目标红外特性,从而支撑目标规避或伪装方案的制定。     

基于模块化交通流组合预测模型

短时交通流预测是智能交通系统的核心能力组件之一,为城市交通管理、交通控制和交通引导提供智能决策支撑。针对交通路网交通流呈现的非线性、动态性和时序相关性,提出一种基于模块化的交通流组合预测模型ICEEMDAN-ISSA-BiGRU。采用改进的基于完全自适应噪声集合经验模态分解(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,ICEEMDAN)方法对交通流非线性时间序列进行分解,获取本征模态分量(Intrinsic Mode Functions,IMF);利用双向门控循环单元(Bi-directional Gate Recurrent Unit,BiGRU)挖掘交通流量序列中的时序相关性特征;基于动态自适应t分布变异方法改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA),实现对BiGRU网络权值参数的迭代寻优,避免了短时预测结果陷入局部最优;基于公开PeMS数据集对短时交通流预测性能进行性能评估与验证。实验结果表明,所提组合模型的短时交通流预测性能优于10个传统模型,改进后的交通流量预测平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)指标接近10.98,平均绝对值百分误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)指标接近10.12%,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)指标接近12.42,且在不同数据集下所提模型具有较好的泛化性能。     

任意三维非共形椭球隐身斗篷的设计研究

目前,对于隐身斗篷的研究只局限于内外边界共形,基于线性坐标变换理论,提出任意三维非共形椭球隐身斗篷的设计方法,并得到非共形椭球斗篷的本构参数张量表达式,该斗篷的本构参数是非均匀各向异性的。根据推导出的本构参数张量,利用基于有限元分析的电磁仿真软件,对多种类型电磁波照射时的不同几何参量的非共形椭球斗篷进行三维仿真验证,三维电场分布图证实了所推导本构参数张量的正确性。三维任意非共形椭球斗篷在几何形状选择上更加灵活,更加贴合实际应用。提出的三维任意非共形椭球斗篷也为今后隐身斗篷的设计提供一种新的途径。     

具有负指数系数的微分算子的谱

本文研究了形如∑_n~k=o~((α_k)(e~((α_k)x))D~k(a_k≤0)及∑_k~n=o((-1)~k)α_(2k)D~ke~(α_(2k)x)D~k+i/2∑_k~n=o(α_(2k+1))(D~ke~((α_(2k+1))x)D~(k+1)+D~(k+1)e~((α_(2k+1)x)D~k)(α_k≤0)的算式的谱问题,分别得到了它们的本质谱或本质谱所在的范围.     

计算机透析成像技术在岩土工程中的应用

系统综述了计算机透析成像技术（CT）的基本原理及其在岩土工程中的应用现状,包括CT的图像重建理论、CT图像分析的进展、岩土材料损伤的探测方法、岩土材料结构变化的动态监测、岩土材料本构模型的建立等方面。     

PbWO4晶体电子结构的理论计算

采用相对论性的离散变分DV-Xα方法模拟计算了具有复杂晶体结构的PbWO₄晶体的本征能级结构,其价带顶主要由O 2p轨道组成,导带底主要由W 5d轨道构成;Pb 6s电子的绝大部分分布在距价带底～2eV处的窄带中,同时也有少量分布在价带;禁带宽度大约是4.4eV,计算结果与实验数据符合得较好. 关键词：     

DSRC系统中微波信号源相位噪声分析

在专用短程通信系统中采用M-PSK调制通信方式,以适应多种速率要求.给出了射频信道模型和微波数字锁相本振信号源的相位噪声模型,分析了微波本振信号源相位噪声的影响,仿真给出了相位噪声功率谱密度与系统误码率之间的关系.利用该结果,有助于无线通信系统的设计.     

土体的本构模型和超重力物理模拟

数值模拟和物理模拟是分析土体沉降和稳定性的主要手段. 本构模型作为描述土体应力应变关系的数学表达式, 是数值模拟的基础. 土体具有碎散性, 这一基本物理特性导致了其具有压硬性、摩擦性和剪胀性, 这是土的力学特性区别于金属的主要特征, 在土体的本构模型中必须反映这3个基本特性. 传统土力学将土体的变形和强度分离考虑, 分别采用弹性理论和基于刚塑性模型的极限平衡理论分析, 虽然应用广泛, 但由于不能全面地反映土的基本力学特性, 计算结果的精度常常难以满足定量分析的需要. 剑桥模型作为第一个全面反映压硬性、摩擦性和剪胀性的弹塑性本构模型, 实现了变形和强度的统一, 能较好地描述饱和正常固结黏土的应力应变关系, 被视为是现代土力学的开端; 统一硬化模型通过引入一个独特的硬化参数进一步发展了剑桥模型, 将适用范围扩大到超固结黏土. 作者认为, 未来岩土体本构模型研究的挑战是: 如何考虑岩土体在受力过程中土骨架相变与多场耦合, 以解决目前本构模型尚无法定量分析的能源、交通、环境和水利相关的重大岩土工程问题. 超重力物理模拟具有缩尺效应和缩时效应, 克服了常重力物理模拟中模型的应力水平低于原型的缺点, 特别适用于大尺度、长历时问题的模拟. 相较数值模拟, 超重力物理模拟的优势在于能够检验本构模型的合理性, 揭示本构模型无法描述的未知特性. 最后, 介绍了采用数值模拟和物理模拟联合分析大直径钢管桩水平受荷特性的工程案例.      

镁合金晶体塑性本构模型与非均匀孪生变形分析

微结构演化对镁合金材料力学性能有着显著的影响,为了揭示镁合金宏观塑性各向异性特性与非均匀孪生变形的关系,开展了不同路径下的单轴加载试验以及采用含滑移、孪生机制的晶体塑性本构模型对试验条件下的镁合金变形行为进行数值模拟研究.文中本构模型描述了滑移与孪生变形机制以及晶格转动的机制,同时研究采用三维微结构代表性有限元模型,其包含晶粒尺寸、晶向和晶界倾角等微结构参数.研究结果表明,轧制镁合金具有强烈的宏观塑性各向异性行为,并对这种镁合金塑性各向异性行为的模拟结果以及多晶织构的模拟演化结果与试验测量进行对比,结果都基本吻合.对孪生非均匀变形模拟分析表明,镁合金宏观塑性各向异性行为与滑移、孪生变形机制的不同启动组合紧密相关,同时多晶体内应力的非均匀分布受到孪生变形的严重影响.而不同晶粒尺寸的晶粒所发生的孪生变形有比较大的差异,造成孪晶变体在晶粒内的分布极不均匀.该研究可为通过微结构的合理配置来设计和控制材料的力学性能提供理论依据.