耦合振子系统中振幅包络同相同步向反相同步的转变

耦合振子系统的振幅包络同步行为反映了耦合振子系统幅度与相位的相互作用.在吸引耦合神经元振子系统中引入排斥耦合作用,耦合系统的振幅包络会随着排斥耦合作用的增加从同相同步向反相同步转变.对于给定的吸引耦合神经元振子,随着引入的排斥耦合强度增加,耦合神经元振子的振幅包络之间的相位差会先从0耦合系统中的同步是由于振子之间的相互作用而使整个动力学系统趋于相同的集群动力学现象.随着研究的不断深入,增加至π,然后又由π开始减小.同时,振幅包络的幅值会随排斥耦合强度的增加先减小后增加,存在一个使振幅包络的幅度达到最小值的排斥耦合强度.吸引与排斥耦合竞争引起的振幅包络从同相同步向反相同步转变过程也可以在引入时间尺度的耦合Stuart-Landau振子中产生,具有普适性.该研究不仅可以丰富振幅包络的相关动力学研究,还有助于理解脑信息处理和传递过程.

二维光晶格中旋转玻色-爱因斯坦凝聚基态中的涡旋分布

利用多重网格预条件共轭梯度法,研究了囚禁在二维光晶格与谐振势组成的复合势阱中的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋分布,探讨了光晶格深度、晶格常数和凝聚体旋转频率对旋转凝聚体中涡旋分布的影响.结果表明,由于光晶格势阱的引入,凝聚体中产生涡旋,且涡旋位于外部势阱极小值处.随着光晶格势阱深度的增加,凝聚体集聚在光晶格势阱的底部,形成格点状分布,其中的涡旋形成涡旋对,并融合形成更大的涡旋.在晶格常数较小时,凝聚体中涡旋分布形成类似Abrikosov涡旋晶格,随着晶格常数的增加,凝聚体中涡旋的分布形式出现多样化,出现了内中外三层结构.随着旋转频率的增加,凝聚体中涡旋数目也随之增加,涡旋分布也更加复杂和富于变化,凝聚体密度分布范围也随着旋转频率的增加而扩展.当凝聚体旋转频率接近外部谐振势阱的谐振频率,即凝聚体处于最低朗道能级近似时,其中的涡旋数量大幅度增加,且出现涡旋成对组合与融合现象,并形成了涡旋斑图花纹.

自组织临界性及其在散粒体研究中的应用

首先简述了自组织临界性理论的基本概念和在方法论方面的启示,然后介绍了三种发现散粒体自组织临界性与粒径的非均匀性有关的沙堆模型实验,进而提出假设:若系统的组构能对干扰传播形成足够的制约,限制其各部分敏感性递增的趋势,从而维持其整体的鲁棒性时,大尺度的系统也能呈现自组织临界现象。最后通过对野外观测资料的分析,提出了在稳定流条件下非均匀推移质输沙率将服从负幂率分布的观点,并对自组织临界现象的判据等问题进行了讨论。

基于元胞自动机的行人流疏散模拟研究

根据二维元胞自动机的Moore邻居确定行人运动规则,建立基于元胞自动机的行人流疏散模型,对房间内人员疏散过程进行模拟研究,得到了疏散时间与房间出口宽度、人员密度之间的变化关系。该模拟结果对紧急情况下的人员疏散具有一定的指导意义。

十字路口红绿灯的控制效应

建立开放边界条件下的十字交叉路口元胞自动机交通流模型,通过研究十字交叉路口红绿灯对交通流的影响,确定各种交通状况下的最佳红绿灯配时方案。

基于红外相机技术的赤麂活动模式分析

2012年8月—2013年10月在弄岗国家级自然保护区15hm2的森林动态永久监测样地(大样地)中布设35台红外相机,通过对红外相机所拍摄到的赤麂Muntiacus muntjak照片进行整理,利用3个动物活动模式指标(日活动差异指数α、昼行性指数β、季节性活动强度指数γ)对赤麂的活动模式进行分析。研究结果表明:赤麂日活动模式变化存在极显著差异(t=6.445,df=11,p<0.01),活动模式呈典型的双峰型,活动高峰出现在6:00-10:00和16:00-20:00。每月的昼行性指数β存在极显著差异(t=24.459,df=14,p<0.01),但β平均值为0.58,即β>13/24,表明赤麂主要营昼行性生活。每月α值间差异显著(t=13.278,df=14,p<0.01),雨季α值明显高于旱季。日活动模式的峰型(γ值)不存在显著的季节性(t=-0.265,df=22,p>0.05)和年度差异(t=0.043,df=22,p>0.05),但峰值出现的时间都存在季节性和年度差异。

教室内布局对人员疏散影响的研究

考虑教室内桌椅对人员运动速度的影响,建立了存在座位区域和过道区域的人员疏散元胞自动机模型,并分析人员密度、出口位置及课桌布局对人员疏散时间的影响。数值模拟结果表明,当出口设在侧面时,出口不应正对课桌和座位,紧靠出口墙壁侧留有纵向过道对疏散有利;纵向过道的数目和宽度对疏散都有影响,设计布局时,应使人员能较快离开座位区域,而在出口又不形成致密拥堵,以便达到最佳疏散效率。

车辆长度和速度对单车道混合交通流的影响

以NaSch模型为基础,采用开放性边界条件,建立由两种长度不一样、最大行驶速度不同的车辆构成的单车道混合交通流模型。通过计算机模拟,研究了车辆的长度和速度对混合交通流的影响。

低温胁迫对埃及尼罗罗非鱼肝、脾和鳃细胞形态的影响

选取平均体质量(150±2)g的埃及尼罗罗非鱼135尾,随机分为25℃、15℃和12℃共3个试验组,每组设3个重复组,每重复15尾,采用人工室内降温和电镜技术,探讨温度水平对埃及尼罗罗非鱼肝、脾和鳃细胞的影响。结果显示,埃及尼罗罗非鱼在15℃第16天时出现昏迷,在12℃第72小时时出现昏迷和死亡,埃及尼罗罗非鱼肝、脾和鳃细胞的损伤程度均随水温降低而增强,以12℃损伤最严重。与25℃相比,15℃时,埃及尼罗罗非鱼肝脏细胞边缘不清晰,形成小碎粒,脾脏组织边缘出现轻微溶解,鳃小片部分断裂,毛细血管轻微充血;12℃时,肝细胞线粒体数量减少,结构破碎化严重,内质网结构也呈现出破碎化的状态,脾脏组织边缘出现溶解,脾细胞出现与肝细胞类似的变化,鳃小片断裂严重,毛细血管充血严重。

基于CA模型的海港城市空间形态演化模式研究——以天津滨海新区外生情景模拟为例

本文通过研究具有典型特征的天津滨海新区城市形态的快速演化过程,探索海港城市空间形态演变的过程—格局—机理,以期丰富相关基础理论,为城市规划建设布局提供科学依据。基于改进logistic-CA模型嵌入复合灰色预测方法,模拟分析1998-2014年城市空间形态历史演化,预测外生情景下2014-2030年城市形态演化。结果表明:改进模型具有很好的适应性,模拟结果显示2014-2030年5个组团将转变为两大轴带扩展,最后实现区域用地全部城市化。进而得出结论:海港城市形态演化经历4个阶段,即单核生长,组团扩展,轴带扩张,区域填充;海港城市空间形态空间演化中,表现出逐渐摆脱外部,实现独立自身发展;在外生发展模式下,城市形态易走向分散化,出现跳跃式与填充式扩展的交替。

耗散结构理论及其科学思想

简要分析了长期困惑科学界的“19世纪演化悖论”,并简介了耗散结构理论。通过几种自组织现象实例,叙述了系统如何从无序转变为有序,揭示了耗散结构理论及形成的条件。最后阐明耗散结构理论的科学思想。

筛分强度对桂东北喀斯特典型人工林土壤团聚体的稳定性影响

为了研究桂东北地区的典型人工林覆盖土壤团聚体在不同筛分强度作用下的结构稳定性,采用AS200筛仪机械筛分的方法,分析4种喀斯特典型植被（毛竹林、杉木林、桉树林、马尾松林）土壤的团聚体颗粒在1.5mm、2.5mm振幅筛分强度的分级特征。通过对平均质量直径（MWD）、不同筛分强度下土壤团聚体颗粒分级特征及其有机碳分布进行分析,结果显示,桉树林和杉木林土壤MWD无显著差异,但均显著大于马尾松林和毛竹林的。在0.5-1mm、0.25-0.5mm和〈0.25mm粒径范围内,桉树林、马尾松林土壤1.5mm与2.5mm振幅筛分团聚体含量之差为负值,杉木林、毛竹林土壤团聚体含量之差为正值。桉树林、马尾松林和杉木林土壤有机碳含量随团聚体减小而增大。从团聚体聚合角度来看,毛竹林土壤结构机械稳定性最强,马尾松林土壤结构稳定性最差。不同桂东北喀斯特地区典型人工林土壤团聚体颗粒分级差异较大,且筛分强度直接影响团聚体分级结果。

行人与机动车相互干扰的元胞自动机模拟研究

基于VDR模型,建立了行人与机动车相互干扰的元胞自动机模型。在开放边界条件下,研究了车辆产生概率、消失概率和绿信比对车流量及过街人数的影响。数值模拟表明车辆产生概率、车辆消失概率只在一定范围内影响车流量,有红绿灯设置时存在绿信比最佳取值范围。

一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型

本文建立一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型,研究了产生概率、消失概率及能见度对交通流的影响。计算机模拟结果表明,产生概率和消失概率均只在一定范围内影响系统流量的变化;能见度影响的路段为系统的瓶颈,为避免其上游路段出现严重堵塞,应根据能见度大小,对产生概率和消失概率进行合理调节;当能见度很低时,瓶颈路段及其上游路段出现严重堵塞。

自组织临界性与大规模森林火灾的防治

对经典的自组织临界性森林火灾模型进行了数值模拟,在此基础上,重点对我国1960,1970,1980和1987年前后,以及日本1995年前后的森林火灾发生情况进行了比较,分析了大规模森林火灾的发生频率与中小型森林火灾之间的联系。结果表明森林火灾模型可以描述森林火灾系统的自组织临界性,并与真实的森林火灾数据符合得较好。森林火灾系统的自组织临界性对火灾防治有一定的指导作用。

转向概率对平面环行交叉路口交通流的影响

从道路结构出发,建立了具有内、外环道的平面环形交叉路口元胞自动机模型,研究了转向概率对平面环行交叉路口交通流的影响。计算机模拟结果表明,各车道的交通流在转向概率影响下呈现出不同的特点,转向概率均在一定的系统密度区域内对车道的交通流存在影响。

Lévy噪声与周期力共同驱动下的螺旋波动力学

研究加性Lévy噪声与周期外力对FitzHugh-Nagumo可激系统中螺旋波动力学行为的影响.螺旋波波头的运动随外力周期在一定范围内呈规则变化,该规则变化可用相应的傅立叶谱理解,维持该规则变化的是锁频行为.Lévy噪声序列中包含着小概率的大尺度噪声,螺旋波波头运动改变主要来自于它们的影响,本文指出Lévy噪声对波头运动的影响也依赖于外力周期的取值.在适当的参数取值下,Lévy噪声的存在也能导致螺旋波的消失,这为螺旋波的控制、消除提供了一种方法.分析了系统周期与外力周期的锁定行为,给出了不同噪声强度下的Arnold舌,指出随机共振行为的存在.

开放边界条件下一种数据传输元胞自动机模型

根据互联网数据传输特点,建立一个开放边界条件下数据传输元胞自动机模型,研究输入概率、输出概率和最大输入速率对路由节点队列长度、发送速率和数据包逗留时间的影响。计算机模拟结果表明,输入概率和输出概率均只在一定范围内影响系统平均发送速率的变化,系统存在自由相和拥塞相。根据数值模拟结果作出系统相图,并对相图进行分析,为实际数据传输管理提供参考。

断层采动型突水自组织临界特性研究

利用重整化群方法研究了断层单元体破裂的随机性和关联性。在此基础上 ,对断层导水裂隙的扩展规律进行了分析。

大学—产业—政府技术创新系统耗散结构形成机理分析

大学—产业—政府技术创新系统是多主体、集成化的技术创新场域。本文在分析这一系统开放性、远离平衡态、非线性、涨落等特征的基础上,提出了大学—产业—政府技术创新系统形成耗散结构的四个机制:熵减机制、资源互补机制、耦合机制和涨落机制。