采取多样化观察方式积累实践经验,提升教师观察能力

顾春华在《上海托幼》2024年第3期撰文指出,要成为一名优秀的观察者,教师可根据需要采取多样化观察方式,不断积累实践经验,逐渐形成自己的观察风格。一是随机式观察,捕捉幼儿的闪光点。教师要以开放的心态面对幼儿,以积极的、发展性的视角看待幼儿所有即时发生的活动,把关注点放在幼儿能够做什么和正在做什么上,关注他们在哪些方面取得成功、能够独立完成哪些事及在他人帮助下能够完成哪些事。

考虑参数空间变异性的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法

提出了考虑土体参数空间变异性的边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法。采用Karhunen-Loeve级数展开方法表征土体抗剪强度参数空间变异性,其中通过wavelet-Galerkin技术求解Fredholm积分方程得到相关函数的特征解。基于有限元滑面应力法计算边坡安全系数,采用随机多项式展开将隐式函数表达的安全系数替换为显式函数表达的安全系数,并编写了计算程序NISFEM。研究了所提方法在考虑土体参数空间变异性的边坡稳定可靠度分析中的应用。结果表明:提出的非侵入式随机有限元法极大地提高了考虑土体参数空间变异性的边坡可靠度分析的计算效率,为解决复杂边坡稳定可靠度问题提供了一条有效的途径。考虑抗剪强度参数空间变异性的边坡可靠度分析存在临界变异系数,其随边坡安全系数的增加而增大。当抗剪强度参数的变异系数小于临界变异系数时,忽略土体参数空间变异性将会高估边坡失效概率。当边坡安全系数小于1时,边坡失效概率并不总是随着抗剪强度变异系数的增加而增大。此外,土体黏聚力和内摩擦角随机场间相关性对边坡失效概率具有十分明显的影响。

基于非侵入式随机有限元法的地下洞室可靠度分析

提出了地下洞室变形可靠度分析的非侵入式随机有限元法。介绍了随机多项式展开的基本原理,采用GEOSLOPE的SIGMA/W模块进行确定性有限元分析。提出了随机多项式展开与SIGMA/W模块接口方法及其流程图,从而实现了确定性有限元分析和随机分析一体化。最后研究了非侵入式随机有限元法在地下洞室变形可靠度分析中的应用。结果表明:非侵入式随机有限元法使得随机分析与确定性有限元分析互不耦合,其计算效率是传统的蒙特卡罗模拟方法无可比拟的,它是地下洞室变形可靠度问题分析一种有效的方法。采用二次衬砌支护是提高地下洞室可靠度有效的方法。此外,岩体变形模量的变异性对地下洞室变形可靠度有非常明显的影响,而岩体重度的变异性对可靠度基本上没有影响。因此,在地质勘查中要尽可能准确地确定岩体的变形模量,从而有效地提高地下洞室变形可靠度。

随机参数链式结构系统的动力特性分析

以随机参数链式结构系统为研究对象,根据链式扭振系统的传递矩阵法建立了求解系统固有频率的方程,对系统的转动惯量和扭转刚度具有随机性时的系统动力特性进行了分析,利用代数综合法推导出系统特征值随机变量数字特征的计算表达式,并提出基于概率的结构动力特性求解方法。通过算例验证了所建模型的合理性和所提方法的正确性、有效性,并考察了系统物理参数的随机性对其动力特性的影响。

边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法

提出基于非侵入式随机有限元法的边坡可靠度分析方法,并编写计算程序NISFEM。采用有限元滑面应力法计算边坡安全系数,将Hermite随机多项式展开与SIGMA/W和SLOPE/W模块有机结合实现边坡可靠度非侵入式随机分析。根据随机多项式展开系数,给出边坡安全系数前4阶统计矩(均值、标准差、偏度和峰度)和Sobol指标解析表达式,并采用Sobol指标进行边坡可靠度参数敏感性分析。最后,以均质土坡可靠度问题为例,证明该方法在边坡可靠度分析中的有效性。结果表明,边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法能够有效地考虑边坡变形对边坡可靠度的影响,计算效率远远高于蒙特卡罗模拟方法(MCS),是解决复杂边坡可靠度问题一种有效地分析手段;黏聚力和内摩擦角变异性对边坡安全系数前四阶统计矩具有明显的影响,重度变异性对安全系数前4阶统计矩几乎没有影响;抗剪强度参数间负相关性对边坡安全系数均值几乎没有影响,但对安全系数标准差、偏度和峰度均有明显的影响。此外,随着抗剪强度参数间负相关性的增加,边坡安全系数由近似正态分布逐渐变为明显的非正态分布。

噪声图象中提取边界的随机启发式搜索方法

在噪声图象中如何有效地提取边界是图象分析领域中的难点 .启发式搜索的方法常常用于提取边界 ,但是 ,这种方法由于采用固定的起始点、固定的引导度量以及对图象仅进行一次性搜索 ,对噪声往往很敏感 ,为此提出了一种随机启发式搜索算法 ,该方法随机地选取起始点 ,并依照引导度量的概率反复地进行随机搜索获得各种可能的边界轨迹 ,然后进行各搜索轨迹的积累自增强 ,最后根据自增强积累统计结果获得边界 .大量的实验结果证明 ,在噪声图象中 。

基于拉丁超立方抽样的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法

提出了基于拉丁超立方抽样的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法。采用有限元滑面应力法计算边坡稳定安全系数,通过Hermite随机多项式展开拟合边坡安全系数与输入随机变量间隐式函数关系,采用拉丁超立方抽样技术产生配点计算随机多项式展开系数。研究了该方法在锦屏I级水电站左岸边坡稳定可靠度分析中的应用。结果表明:基于拉丁超立方抽样的非侵入式随机有限元法实现了边坡可靠度分析和边坡稳定有限元分析过程不耦合,该方法计算精度高,为复杂高陡边坡可靠度问题求解提供了一条有效的途径。基于拉丁超立方抽样技术计算随机多项式展开系数,所需样本点数目约等于待定系数数目,其计算效率高于常用的概率配点方法。锦屏I级左岸边坡断层f42-9的内摩擦角敏感性程度最大,它对边坡稳定性具有重要的影响,其次为III2类岩体的内摩擦角,其余变量对边坡稳定性影响不明显。表征输入参数敏感性的Sobol指标为边坡加固方案的制定提供了参考依据。

随机参数链式机械系统动力特性分析

对求解结构固有频率的传递矩阵进行扩阶,推导了链式机械系统振动分析的扩阶传递矩阵算式.利用扩阶的传递矩阵和系统的边界条件建立了求解系统固有频率的高次代数方程,并应用数值方法求解.建立了随机性结构参数的链式机械系统动力特性分析模型,利用Monte Carlo数值模拟方法获得系统的特征值随机变量的数字特征.两个算例验证了这种模型的合理性和求解方法的正确性,计算出随机参数机械系统固有频率的均值和方差,分析了结构参数的随机性对系统动力特性的影响.

磁阻式随机存取存储器研究

研究了MRAM存取技术的基本原理,比较分析了1T1MTJ架构和XPC架构下MRAM的存取机制,探讨了MRAM作为下一代新型存储器的应用前景.

不确定水声场随机多项式系数解法

基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基于非嵌入式随机多项式展开法获得每段的随机多项式,继而得到整个输入变量区间对应的传播损失表达式.结果表明,数值积分法仅适合于计算随单个不确定海洋环境参数不剧烈变化的传播损失,分段概率配点法可高精度计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失.

基于显式随机模型预测控制的功率分流式混合动力车辆能量管理策略

混合动力车辆的能量管理策略对提高燃油经济性十分重要.为了提高功率分流式混合动力车辆的燃油经济性以及能量管理策略的实时性,设计了基于显式随机模型预测控制的能量管理策略.首先利用马尔科夫链预测车速,通过简化控制模型,把非线性的能量管理问题转化为线性二次优化问题,建立了以预测域内能量消耗最小为目标的随机模型预测策略(SMPC);然后通过参数化求解得到显式随机模型预测控制策略,该策略既保持了随机模型预测控制方法的优势,又提高了计算速度;最后在多个工况下进行仿真,对提出的能量管理策略的有效性进行验证.仿真结果表明:与基于规则的控制策略相比燃油经济性最高可提高28.64%,同时该策略在仿真中的平均计算时间为3.1ms,具有实时运算潜力.

随机参数链式结构系统动力特性数值模拟分析

对随机参数链式结构系统基于概率的动力特性建模和分析方法进行了研究。首先根据结构振动的传递矩阵法建立了在各种边界条件下求解系统固有频率的随机高次代数方程 ,提出了MonteCarlo模拟法与非线性方程数值解法相结合的求解策略 ,利用点估计获得了系统各阶固有频率随机变量的数字特征。通过算例表明文中模型的合理性和方法的有效性 。

随机波动率的美式期权定价(英文)

本文利用随机波动率状态有限 Markov链 ,通过有限差分方法计算美式期权的价值 .这种方法既避免了建立复杂的随机波动率模型 ,又较大程度地改进了常数波动率的计算结果 ,获得与真实结果比较接近数值解 。

Stratonovich型随机微分方程的三阶隐式型随机Runge-Kutta算法

构造求解Stratonovich型随机微分方程的强1阶收敛的三阶隐式型Runge-Kutta算法——IMRK算法,证明了该算法与现有算法相比,具有更广的稳定区间和更高的精度。

考虑材料参数空间变异性的堆石坝非侵入式随机有限元研究

为提高面板堆石坝(CFRD)沉降值的计算准确度,引入随机有限元方法(SFEM),以考虑E-B本构模型参数的空间变异性,建立基于Cholesky分解的面板堆石坝非侵入式随机有限元方法(NSFEM)。首先,基于Cholesky分解进行堆石料材料参数的随机场模拟;其次,基于现有商业有限元软件MSC.Marc进行子程序的二次开发,通过UltraEdit在DOS环境下直接调用Marc,对每个单元赋予不同的材料参数,实现“非侵入式”随机有限元计算;随后,结合公伯峡坝体沉降计算,分析了筑坝材料参数的变异系数对沉降的影响规律。计算表明:考虑材料参数空间变异性对堆石坝变形计算结果影响明显,最大沉降值明显大于常规有限元计算值,更接近实测值,更符合工程实际情况。结论:坝体沉降值对材料参数按照敏感性从大到小排序为φ0、K、K b,对3BII区材料参数的变异性敏感性较3C区更大;采用NSFEM,考虑筑坝材料参数的空间变异性对准确把握CFRD沉降,确保工程安全具有重要意义。

基于隐式随机梯度下降优化的联邦学习

联邦学习是一种分布式机器学习范式,中央服务器通过协作大量远程设备训练一个最优的全局模型。目前联邦学习主要存在系统异构性和数据异构性这两个关键挑战。本文主要针对异构性导致的全局模型收敛慢甚至无法收敛的问题,提出基于隐式随机梯度下降优化的联邦学习算法。与传统联邦学习更新方式不同,本文利用本地上传的模型参数近似求出平均全局梯度,同时避免求解一阶导数,通过梯度下降来更新全局模型参数,使全局模型能够在较少的通信轮数下达到更快更稳定的收敛结果。在实验中,模拟了不同等级的异构环境,本文提出的算法比FedProx和FedAvg均表现出更快更稳定的收敛结果。在相同收敛结果的前提下,本文的方法在高度异构的合成数据集上比FedProx通信轮数减少近50%,显著提升了联邦学习的稳定性和鲁棒性。

一种新型高速嵌入式动态随机存储器

基于二维器件模拟工具,研究了一种采用栅控二极管作为写操作单元的新型平面无电容动态随机存储器。该器件由一个n型浮栅MOSFET和一个栅控二极管组成。MOSFET的p型掺杂多晶硅浮栅作为栅控二极管的p型掺杂区,同时也是电荷存储单元。写"0"操作通过正向偏置二极管实现,而写"1"操作通过反向偏置二极管,同时在控制栅上加负电压使栅控二极管工作为隧穿场效应晶体管(Tunneling FET)来实现。由于正向偏置二极管和隧穿晶体管开启时接近1μA/μm的电流密度,实现了高速写操作过程,而且该器件的制造工艺与闪烁存储器和逻辑器件的制造兼容,因此适合在片上系统(SOC)中作为嵌入式动态随机存储器使用。

磁阻式随机存储器研究现状

介绍了磁阻式随机存储器(MRAM)的基本原理、单元电路结构及其主要功能和特点,并对其发展前景作了展望。

桥机主梁的切比雪夫非嵌入式随机有限元可靠性分析

考虑中、高非线性复杂结构的参数不确定性,提出基于切比雪夫随机展开的非嵌入式随机有限元法,实现了结构有限元分析和可靠性分析的不耦合。以拉丁超立方随机有限元配点技术产生适量样本,拟合切比雪夫正交多项式随机展开模型,避免法方程在高阶展开时的病态现象,实现复杂结构隐式功能函数的显式化。全面考虑单梁桥机箱型主梁的可靠性因素,建立四种极限工况的有限元模型;利用灵敏度分析筛选随机变量,探索了配点样本数目对计算可靠度的影响,并提出取配点样本数目约为两倍拟合模型待定系数的假定。结果表明:3阶LHS-CPSE模型计算可靠度精度稍高于2阶LHS-CPSE模型,且两者均满足要求;文中方法兼顾计算精度和效率,为复杂结构的可靠性分析提供了一条可行思路,具有较好的工程适用性。

时隙式随机多址系统在无线传感器网络中的设计与实现

简要介绍分析了时隙式随机多址协议,并利用Matlab软件对时隙式随机多址协议进行了分析和仿真,软件仿真结果与理论结果一致。为了在无线传感器网络中实现时隙随机多址协议,在设计过程中选择CC2530作为硬件平台,修改Zstack协议栈,并使用计算机保存数据包发送和接收的状态,结合python分析处理所测的数据。使用吞吐量作为评价系统的重要指标,与理论值相比,实际硬件仿真的实验结果与理论结果基本相符合,与matlab仿真结果基本一致,为在无线传感器网络中其他更复杂的随机多址协议实现奠定了基础。