电子非广延分布的多离子磁化等离子体鞘层特性

等离子体磁化鞘层在半导体加工、材料表面改性、薄膜沉积等方面都发挥着重要作用.在等离子体实验和放电应用中,常存在由两种以上离子组成的多离子等离子体;对于长程相互作用的等离子体系统,非麦克斯韦分布的电子可通过Tsallis的非广延分布来描述.本文针对多离子等离子体鞘层建立一维空间坐标三维速度坐标的流体模型,假设鞘层中电子速度服从非广延分布,本底氦离子和不同种类的杂质离子在有一定倾斜角度的磁场中被磁化,通过数值模拟探究了非广延参量、杂质离子及斜磁场对多离子磁鞘中离子的数密度、速度、壁面电势和离子动能等物理量的影响.结果表明,在氦氢或氦氩混合等离子体鞘层中,随着非广延参量增大,离子沿垂直壁方向的速度减小,鞘层中离子、电子数密度均减小,鞘层厚度减小,壁面处离子动能减小;当杂质离子浓度增大时,壁面处离子动能与离子种类无关.随着磁场强度的增大,氦离子数密度和沿垂直壁方向的速度在鞘边出现起伏,且波动幅度随着非广延参量的减小而增大,而重离子则无明显的波动.此外,还分析了杂质离子种类和浓度对鞘层相关特性的影响.

复杂金属中电阻率的非广延统计模型

从非广延量子统计出发,建立了复杂金属中电阻率的电子散射模型。该模型中,电子跃迁几率具有各向同性,与散射电子声子散射角无关,与声子浓度成正比,且是电子能量的函数;在高温情况下,所有格波都被激发,散射角取所有可能的值,在低温情况下,仅有小角度散射出现,散射角平均值与声子平均动量成比例。在引入Tsallis修正后,得到了有物理含义的电阻率表达式。在高温区,电阻率与T2-ν成比例,其中的ν是非广延参数;在低温区,电阻率除了经典的T5项外,还有一个附加项,与T8成比例。数值模拟表明,电阻率敏感依赖于非广延参数ν的取值,会随着参数的减少而增加,它可能来源于晶格作用强度的增加。

非广延统计力学中的理查逊公式

目的探讨非广延统计力学框架下的理查逊(Richardson)公式。方法采用分解近似的方法。结果与结论发现经典理查逊公式中的e指数分布被q幂函数分布代替,并非广延指标q→1时,非广延统计力学中的理查逊公式就会回到经典的表达式。

基于非广延小波特征尺度熵和支持向量机的轴承状态识别

为了对轴承的运行状态进行有效的识别,以便进一步评估和预测轴承的寿命,提出了基于非广延小波特征尺度熵和Morlet小波核支持向量机(Morlet Wavelet Kernel Support Vector Machine,MWSVM)的轴承运行状态识别的新方法。对采集到的轴承振动信号进行小波分解,得到相应的小波分解系数,在此基础上结合非广延熵理论提出了沿尺度分布的非广延小波尺度熵特征提取方法。但是通过小波特征尺度熵分析后获得的特征信息存在维数较高,特征信息间冗余严重的问题,因此,引入了流形学维数约简算法(Locality Preserving Projection,LPP)进行敏感特征信息的提取,减少在特征信息提取过程中人为因素的干扰。以约简后的特征信息作为MWSVM的输入进行训练,建立轴承的状态识别模型,从而实现轴承状态的识别。通过对某轴承内圈正常状态和几种故障程度不同的状态进行识别,试验结果表明了方法的有效性。

电子的非广延分布对等离子体鞘层中二次电子发射的影响

采用一维流体模型研究了非广延分布电子对等离子体鞘层中二次电子发射的影响.通过数值模拟,研究了非广延分布电子对考虑二次电子发射的等离子体鞘层玻姆判据、器壁电势、器壁二次电子临界发射系数以及等离子体鞘层中二次电子密度分布的影响.研究结果发现,当电子分布偏离麦克斯韦分布(q = 1,广延分布)时,非广延参量q 的改变对器壁二次电子发射有着重要的影响.不论电子分布处于超广延(q < 1),还是处于亚广延状态(q > 1),随着非广延参量q 的增加,都会出现鞘边临界马赫数跟着减小,同时对于随着二次电子发射系数的增加,临界马赫数跟着增加.器壁电势随着参量q 的增加而增加.器壁二次电子临界发射系数则随着非广延参量的增加而减小,并且等离子体中所含的离子种类质量数越大,非广延参量的变化对器壁二次电子临界发射系数的值影响越小.此外,随着非广延参量的增加,鞘层厚度减小,鞘层中二次电子数密度增加.通过对数值模拟结果分析,发现电子分布处于超广延分布状态对等离子体鞘层中二次电子发射特性的影响要比电子处于亚广延分布状态要更明显.

图像非广延高斯熵分割的阈值选取方法

图像分割是实现图像目标与背景分离的基础和关键,其中阈值化是最为流行和有效的技术之一。考虑到图像处理作业场景的复杂境况,实时有效的阈值分割方法的提出一直是研究和应用中的极大挑战。针对复杂的工业无损检测图像及红外图像目标分割问题,基于非广延高斯熵提出一种新的图像阈值分割方法。对于图像中像素灰度级不均衡、不规则的随机分布特点,提出方法体现了较好的处理能力。在与实践常用方法的比较实验中,实验结果表明了提出方法的较优异性能和推广应用前景。

基于多普勒谱非广延熵的海面目标检测方法

根据海杂波和目标多普勒谱的聚集性差异,可以用熵特征来检测海杂波背景下的小目标,然而常用的香农熵仅仅是统计学角度的宏观量值,并不能反映出海杂波的非线性特性。非广延熵是香农熵的推广,可以描述海杂波已被证实的多重分形特性。该文首先给出了非广延熵与分形维数的关系,然后结合有目标单元回波的多普勒谱较纯杂波单元回波的多普勒谱聚集性更强以及海杂波回波具有多重分形特性的特点,提出了基于多普勒谱非广延熵的海杂波背景下的小目标检测方法,最后通过实测数据进行实验比较,验证了该文算法的有效性,在观测时间较短的情况下,与现有的多重分形频域Hurst指数方法和基于香农熵的方法相比,该文算法具有更好的检测性能。

具有非广延分布电子的碰撞等离子体磁鞘的结构

很多关于等离子体鞘层的研究工作都是基于电子满足经典的麦克斯韦速度分布函数,而等离子体中的粒子具有长程电磁相互作用,使用Tsallis提出的非广延分布来描述电子更为恰当.本文建立一个具有非广延分布电子的碰撞等离子体磁鞘模型,理论推导出受非广延参数q影响的玻姆判据,离子马赫数的下限数值会随着参数q的增大而减小.经过数值模拟,发现与具有麦克斯韦分布(q=1)电子的碰撞等离子体磁鞘对比,具有超广延分布(q<1)和亚广延分布(q>1)电子的碰撞等离子体磁鞘的结构各有不同,包括空间电势分布、离子电子密度分布、空间电荷密度分布.模拟结果显示非广延分布的参数q对碰撞等离子体磁鞘的结构具有不可忽略的影响.希望这些结论对相关的天体物理、等离子体边界问题的研究有参考价值.

基于改进非广延熵特征提取的双随机森林实时入侵检测方法

在网络骨干链路的高速、大数据量环境下,相对于正常数据,攻击及异常数据相对较少,进行实时入侵检测难度大。针对此问题,提出了一种基于改进非广延熵特征提取和双随机森林的实时入侵检测方法。利用非广延熵,提取出流量属性取值分布的多维特征,通过对非广延熵的改进来降低特征间的相关性。使用完整的特征样本集建立第一个随机森林检测模型,使用包含攻击数据的特征样本子集建立第二个随机森林检测模型,通过双随机森林检测算法实现对少量异常的有效检测。实验结果表明,该方法能够在有限流量信息的基础上获得较高的检测精确率和召回率,其时间和空间复杂度适当,适合于对骨干链路的实时入侵检测。

非广延统计力学与完全开放系统的统计分布

简介了非广延统计力学的Tsallis统计,用其计算了理想气体;推导出了以含有非广延熵常数的Shannon熵为基础和以Tsallis熵为基础的非广延统计力学的完全开放系统的统计分布及计算热力学量的公式;讨论表明:Tsallis熵对应的统计分布及计算热力学量的公式在非广延参量q→1时,完全过渡到了Shannon熵对应的形式.

相对论性非广延分布等离子体自生磁场方程

磁场是等离子体中重要的非线性结构。有关等离子体中磁场的产生机制是等离子体物理学研究的重点课题,在激光等离子体及核聚变物理中有重要应用。近年研究结果表明,非广延分布函数在描述等离子体系统时更具优越性,现已成为国际研究热点。考虑波-波、波-粒相互作用,从弗拉索夫方程及麦克斯韦方程组出发,利用自生磁场理论,建立起相对论非广延分布等离子体中的低频磁场控制方程。

非广延统计下二维费米气体的热力学性质

目的在非广延统计物理框架下,探讨了二维费米气体在非广延参数q的影响下的热力学性质,计算出了总粒子数、总能量、自由能、热容量等热力学量。方法采用分解近似的方法。结果和结论在低温区域,q→1时,所有的结果可以回到传统的Fermi-Dirac分布,二维费米子气体的粒子数不受非广延参数q的影响。

电子的非广延分布对复杂多组分热等离子体中(1+1)维非线性离子声孤波的影响

通过约化摄动方法,研究了电子的非广延分布对多组分热等离子体中(1+1)维非线性离子声孤波.推导得到了用来描述非线性离子声波运动过程的KdV方程,并利用数值模拟的方法,发现复杂等离子体系统的各种参数对非线性离子声孤波的振幅、宽度和波形等存在重要影响.

海杂波的非广延分布模型

传统上常使用统计模型为海杂波建模,发现虽然统计模型可以很好地拟合实际海杂波的幅度分布,但是由于它不能很好反映出海杂波的物理特性,因此获得的分布参数不能用来检测弱小目标。针对上述缺点,采用Tsallis分布模型对海杂波数据进行建模,发现Tsallis分布不仅能够很好地拟合实际海杂波数据,而且获得的分布参数可以有效检测海杂波背景下的弱小目标。最后通过对Tsallis分布中的非广延参数q进行分析,发现海杂波具有介于随机模型与混沌模型之间的幂率敏感性。

变系数模型CVaR约束下最优投资组合选择——基于非广延统计理论

考虑到经济变量随时间的变化而变化,设想资产的收益和协方差矩阵为时间的函数是合理的.一些实证结果表明,风险资产的收益分布呈现出厚尾特征.因此,应用Tsallis分布来驱动风险资产收益的变化,可以更好地捕捉厚尾这一特征.基于非广延统计理论,在CVaR约束下,提出了连续时间最优投资组合选择问题.针对模型中的时变系数,采用局部常数拟合的方法.首先,在非广延统计理论下,构造了风险资产的价格过程.然后,利用随机动态规划方法得到了HJB方程.在对数效用函数下,利用拉格朗日乘子法,得到了对数效用函数下具有CVaR约束的最优投资组合策略,并通过实证分析展示了所得结论的拟合效果.

(q,r)变形熵及其非广延统计力学

借助于(q,r)导数引入了(q,r)变形熵的概念,并在此基础上使非广延统计力学公式化。进而用(q,r)变形熵讨论了在弱变形的情况下谐振子系统分布的一级关联。

非广延统计下爱因斯坦系数的计算

在广义黑体辐射分布函数的基础上得到了非广延统计中爱因斯坦自发辐射系数Amk、受激发射系数Bmk和吸收系数Bkm的关系。结果表明,受激发射系数Bmk和吸收系数Bkm之比不仅依赖于能级∈k和∈m、频率νmk、温度T,还与非广延参数q有关。在q=1时,广义形式回到经典形式。

非广延分布等离子体中横振荡色散关系

研究无磁化、无碰撞、各向同性非相对论等离子体中非广延分布情况下横振荡色散关系。通过理论推导得到了与非广延参数q有关的色散方程,从该色散方程出发得到了高频横振荡色散关系解析解。为了得到完整的色散关系,对色散方程进行了数值计算,数值结果在高频段与解析结果完全吻合。研究发现非广延统计下横振荡色散关系与非广延参数q有关,当q=1时则渐进到经典统计下的结果。

非广延熵:一种新的Internet拓扑度量

随着Internet规模的不断扩大,Internet拓扑模型已成为网络领域的研究热点。从最初的Waxman随机模型到基于幂律[1]特征提出的BA模型、GLP模型、PFP模型,都试图去发现和解析Internet拓扑演化的规律。节点度、聚簇系数、介数等拓扑度量分别被提出,用于刻画拓扑特征。引入统计物理学上非广延熵[2]作为一个新的拓扑度量,从概率分布的均匀程度上刻画拓扑模型的节点度分布的特征。为了定量地分析非广延熵在不同模型上的差异,通过从CAIDA获得最新的真实拓扑数据,比较BA模型和Waxman模型与真实拓扑数据在非广延熵上是否具有一致性,来验证非广延熵作为拓扑度量的合理性。最后指出BA模型的非广延熵接近真实的Internet拓扑,从而也说明非广延熵作为一种新的拓扑度量的可行性。

非广延热力学中的焦耳-汤姆逊系数

研究了非广延热力学中的焦耳-汤姆逊系数,得到了非广延焦耳-汤姆逊系数的2种表达式,分别与非广延气体的热容量和膨胀系数相联系,并且讨论了反转曲线的相关问题.通过已经得到的一些相关物理量的表达式进行计算,可以得到这些非广延热力学公式与传统热力学中的公式具有不完全一样的形式,而且强烈依赖于非广延参数q,因此可以应用于研究具有幂律分布复杂系统中非广延气体的节流膨胀过程,可以解决传统统计力学的节流过程中一些不能解决的问题.