Boltzmann方程分析在高新技术中的应用(英文)

若干高新技术出现许多不同形式的空间与时间特性 ,这些现象的典型分析是以Boltzmann方程为基础的 .提出几个例子阐明采用Boltzmann方程分析来描述所关心的现象是可以胜任的 .全文分为 5个部分 :1)Boltzmann方程分析对离子发动机的作用 ;2 )Boltzmann方程分析在气体激光器中的应用 ;3)采用格子 Boltzmann模型阐明扩散特性 ;4)运用离散Boltzmann方程研究非线性化学反应系统 ;5 )利用Boltzmann方程分析探索反物质的存在性 .

糖尿病专科护士核心能力影响因素的结构方程分析

目的通过相关性分析和结构方程模型阐明影响糖尿病专科护士核心能力的影响因素,以期为糖尿病专科护士的管理和培养提供理论依据。方法选取广东省护理学会2016年—2021年培养的糖尿病专科护士为研究对象。采用自制的核心能力相关因素问卷(包括糖尿病护理及教育相关行为、糖尿病护理科研相关行为、继续教育相关行为、工作环境相关支持共4个维度)、糖尿病专科护士核心能力问卷对研究对象进行调查。共计发放问卷213份,回收有效问卷213份,有效回收率100%。采用相关性分析和结构方程模型对糖尿病专科护士核心能力的影响因素进行分析。结果广东省糖尿病专科护士核心能力总体处于中等偏上水平,得分较低者为科研能力20.02±6.86分,得分最高者为健康教育能力70.25±9.45分。糖尿病护理及教育相关行为、糖尿病护理科研相关行为、继续教育相关行为、工作环境相关支持与糖尿病专科护士核心能力之间具有相关性(r=0.156~0.764,P<0.05);结构方程模型显示,护理及教育相关行为对核心能力的影响最大(0.25),其次为科研相关行为(0.23),继续教育相关行为(0.13),工作环境相关支持对核心能力的影响最小(0.07)。科研相关行为、继续教育相关行为、工作环境相关支持可通过护理及教育相关行为的中介作用间接影响糖尿病专科护士核心能力。结论护理管理者应该重视糖尿病专科护士护理及教育相关行为,促进其科研相关行为,鼓励继续教育相关行为并提供工作环境相关支持来提高糖尿病专科护士核心能力。

面向高等教育教师的数据素养分析框架开发和评估:结构方程建模方法

随着信息和通信技术的快速发展,教师数据素养已成为现代教育领域的一个重要趋势.该文基于高等教育教师数据素养的现状和需求,提出一种基于结构方程建模方法的教师数据素养分析框架,旨在探索一种可行的方法来提高教师数据素养水平.通过研究教师的技术整合自我效能感、技术知识水平、对技术的态度以及使用社交网络的目的与他们数据素养水平之间的关系,阐明和分析了数据素养水平与这些变量之间的关系.使用结构方程模型对来自415名教师的数据进行分析,查看变量之间的相关性,并确定哪些预测因素对教师数据素养能力影响最大.同时,通过对定量数据结果进行分析,验证和评估该文所提出的分析框架.采用关系筛选模型,在研究结果审查的模型中检测到教师的技术整合自我效能感是最重要的变量,对数据素养水平的预测具有重要影响.该文结果有助于指导并提升教师数据素养水平,达到提高教育教学质量和效果的目的.

易筋经特定动作“卧虎式”治疗非特异性腰背痛的结构方程建模及相关分析

目的从身体、行为、心理三方面进行多学科整体干预,阐释非特异性腰背痛(non-specific low back pain,NSLBP)的内在机制。方法收集易筋经特定动作“卧虎式”治疗NSLBP的相关表面肌电(surface electromyography,sEMG)信号、三维步态分析系统信号、心理量表结论等,将收集数据通过结构方程方法分析、建模,形成“多裂肌-运动功能-生活质量”特征模型,以期阐述易筋经“卧虎式”训练治疗NSLBP的作用机制。结果NSLBP患者腰部L5~S1多裂肌sEMG信号与治疗前相比显著增加(P<0.05)。患者治疗后步幅、步频、步速、髋屈曲最大角度、膝屈曲最大角度均显著增加(P<0.05);支撑相、摆动相、踝跖屈最大角度均显著降低(P<0.05)。“卧虎式”训练前后患者SF-36评分生理、心理、精神、情感差异均有统计学意义(P<0.05);结构方程模型(structural equation model,SEM)表明平均肌电(average electromyography,AEMG)、步长对于Roland-Morris评分、SF-36评分均产生0.001水平的显著影响;AEMG、步长对于Roland-Morris评分、SF-36评分产生正向的影响关系;标准化载荷系数均大于0.6,模型拟合效果良好。结论SEM模型拟合效果良好,模型结果可靠,能够多层面有效阐述易筋经特定动作“卧虎式”治疗NSLBP的作用原理。

基于结构方程模型的高校大学生创新素养培养影响因素分析

随着我国对创新驱动发展和创新人才培养的重视,创新能力成为人才培养培育的重要目标,大学生创新素养培养也随之受到各方关注,但目前多数研究常基于定性而非定量的分析。文章通过因子分析确定了学校师资力量、学校培养机制、学生创新意识、学生创新自我效能感、国家政策五个影响因素,并通过结构方程模型的检验结果,认为国家政策、学校师资力量和学生创新自我效能感与学生创新素养之间存在着显著正相关关系,这种正向关系依次增强;国家政策和学校师资力量与学生创新意识、学校师资力量与学生自我效能感之间均存在正向相关关系;学校培养机制与学校师资力量之间存在显著正向关系。最后,文章提出了高校大学生创新素养培养的对策建议。

社交媒体过载、疲惫对用户不持续使用意愿的作用机制——基于元分析结构方程模型的分析

文章在整合相关实证文献的基础上,构建了过载视角下社交媒体用户不持续使用意愿整合模型,并基于元分析结构方程模型方法,揭示了社交媒体过载对用户不持续使用意愿的影响效应。元分析方法结果显示:疲惫对社交媒体用户不持续使用意愿平均效应最大;过载因素中,交流过载对不持续使用意愿相关系数均值最大,其次为信息过载、技术过载。结构方程模型方法分析结果显示:疲惫、交流过载对不持续使用意愿具有显著的正向直接影响;技术过载对信息过载、交流过载、疲惫均有正向显著影响;信息过载通过疲惫的中介作用间接影响不持续使用意愿;文化背景、社交媒体类型对信息过载、疲惫与不持续使用意愿的影响具有调节作用。

轴对称Boltzmann模型方程统一算法与空天飞行环境喷管流动模拟

拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管内流动,本文通过数学推导确立描述不同克努森数稀薄环境条件下的轴对称喷管内流动Boltzmann模型方程,初步建立适于该模型方程的数值格式与气体动理论统一算法。通过开展同轴圆筒间的定常/非定常旋转流动以及轴对称喷管内流动数值计算研究,发现统一算法计算流场与其他途径得到的结果吻合较好,验证了统一算法在全局克努森数喷管流动模拟的适应性和可靠性。通过与低密度风洞实验对比,喷管出口核心区羽流结构一致,羽流轴线压力分布一致,表明统一算法可以有效解决喷管入口压缩段到扩张段多流域混合,尤其是出口附近稀薄气体真空低压环境流动问题。

基于结构方程模型分析的明式家具图案感知偏好研究

明式家具图案的审美体验在现代产品设计中屡见不鲜,而理解消费者视觉加工中偏好与图案感知之间的关系,对传统图案在现代产品中的装饰应用至关重要,但至今尚无研究解释消费者视觉加工中审美偏好与明式家具图案感知之间的关系。因此采用结构方程模型分析方法,探讨明式家具图案感知和偏好的关系。采用问卷量表法收集数据,利用SPSS和AMOS软件进行路径系数分析、相关性分析和调节分析等。结果表明:在明式家具图案感知中,熟悉度、复杂度、美感度、抽象度和动态度等感知因素与偏好有显著的正相关关系,其中熟悉度是明式家具图案感知偏好的最佳衡量指标;所提出的模型在专业组和非专业组中具有差异性,但兴趣值的高低均对两组的感知偏好有显著的正向调节作用。上述结果为明式家具图案在现代产品装饰中的实际应用提供参考依据。

基于LAGRANGE方程的深水钻井隔水管–水下井口系统动力分析

为了探究大质量、大刚度防喷器组(blowout preventers,BOPs)对深水钻井隔水管系统动态相应预测精度的影响,根据细长钻井隔水管与刚性防喷器组的结构特点,提出两者刚柔耦合的概念,采用能量法推导隔水管–防喷器组–水下井口系统的动能和势能,采用LAGRANGE方法建立耦合系统动力学理论模型,采用科学计算软件和Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。以南海某深水钻井隔水管为例,开展基于耦合动力学模型的隔水管系统动态响应分析。结果表明,采用本文理论模型得到的隔水管不同位置的节点位移、单元弯矩、上部和下部挠性接头转角时程曲线、整体侧向位移包络线和弯矩包络线等与ABAQUS仿真结果均吻合良好,最大误差为8.8%。此方法可为深水钻井隔水管和水下井口系统动态分析提供参考。

基于结构方程模型的大兴安岭北部天然林林下草本物种多样性驱动力分析

林下草本层植物在森林群落结构稳定性的调节和生态功能的发挥上具有非常重要的作用,是森林生态系统不可或缺的组成部分。以大兴安岭北部天然林为研究对象,运用结构方程模型探究气候、土壤和林分空间结构等环境因子对林下草本物种多样性的相对重要性,并探讨影响因子之间存在的复杂关系对林下草本物种多样性的影响机理。结果表明,从整体上来看,气候、土壤和林分空间结构对林下草本物种多样性均有较强的影响作用,其中气候的影响强度最大,土壤次之,林分空间结构的影响作用最小。从中介效应上来看,气候变化会导致土壤和林分空间结构发生变化,进而影响林下草本物种多样性,除此之外,还发现林分空间结构的改变,也会导致土壤性质发生变化,进而影响林下草本物种多样性。从影响系数上来看,影响林下草本物种多样性的驱动因子因各影响因素的不同而存在差异,年均降水、有机碳含量、混交度是分别表征气候因子、土壤因子、林分空间结构影响林下草本物种多样性的主导因子。在大兴安岭林区开展林下草本物种多样性保护及修复工作时,可适当调整混交度,维持合理的林分结构,并综合考虑改善土壤养分的森林经营方案。

典型相关分析与结构方程模型方法的比较研究

典型相关分析(CCA)和结构方程模型(SEM)的应用日益广泛,但由于二者存在较大的相似性而常使研究者在使用过程中面临选择困难等问题,因而准确理解和区分二者之间的差异至关重要。文章基于SPSS和AMOS操作环境对典型相关分析和结构方程模型在函数式、基本图形、二阶因素、中介效应及使用条件等方面进行系统性比较,研究结果表明:(1)CCA可以进行线性组合计算,直接计算一个潜变量与另一组显变量的关系,能有效处理二阶因素计算问题。(2)SEM可以同时考虑多个潜变量之间的关系、计算和呈现误差方差和残差、准确地计算和展示中介效应、运用辅助性标准来判断模型适配度并通过调整变量之间的逻辑联系来修正模型,其输出结果全面而精确。(3)CCA适用于含有两个潜变量的简单模型,而SEM适用于含有多个潜变量的复杂模型。在特定条件下,可以结合使用CCA和SEM,或用CCA代替SEM。

基于VLW状态方程的氢氟爆轰参数理论分析及数值模拟研究

氟气是具有强氧化性的气体,与氢气会发生剧烈的化学反应,为了得到氢氟爆轰的爆轰参数,基于VLW状态方程与爆轰理论对氟气与氢气在标准状况预混条件下爆轰性能进行了理论计算,当氢气与氟气的摩尔比为1∶1时,计算得到爆压为15.31 MPa,爆温为6 479 K。利用materials studio与CP/2K分子动力学模拟计算了氢与氟的反应,对现有氢氟反应机理进行了完善。最后通过FLUENT流体动力学仿真软件对摩尔比为1∶1时的氢氟爆轰进行了仿真计算,因爆轰波在管道内多次叠加,所以计算出超压可达46 MPa,高于理论爆压值的15.31 MPa;管道内计算出的温度可达6 800 K,与理论爆温值相差4.6%,对研究氢氟爆轰条件与能量释放规律具有一定借鉴意义。

基于元学习的气体放电等离子体电子Boltzmann方程数值求解

在气体放电等离子体中,电子的输运行为可由Boltzmann方程精确描述,该方程的解是许多等离子体仿真模型的基础。物理信息神经网络作为一种求解Boltzmann方程的新型方法,虽克服了传统数值方法网格剖分和方程离散的缺陷,但其参数空间规模大,在求解多任务时训练效率较低。为此,该文构建了一种基于元学习的双循环物理信息神经网络,在内循环中对多个Boltzmann方程求解任务进行优化训练,得到各任务优化后的元损失函数,用于在外循环中进行网络参数更新,从而提高网络在求解新任务时的计算效率。计算结果表明,基于元学习的双循环物理信息神经网络在求解新的Boltzmann方程时,网络损失函数值和L2误差值的下降速度均显著快于普通的物理信息神经网络。此外,该文还研究了网络容量和内循环迭代次数对Boltzmann方程多任务求解效率的影响,结果显示计算效率并不随网络容量的增大而提高,且受内循环迭代次数影响较小。

初中生几何思维水平结构方程模型的构建与分析

从Van Hiele几何思维理论可知,学生几何思维的良好发展有利于其认知、空间想象及逻辑推理等能力的培养.在Van Hiele几何思维水平的理论基础上,构建初中生几何思维水平结构方程模型,利用测试数据分析所建模型的合理性并修正模型.在模型检验合理的情况下,进行模型参数拟合并探讨各几何思维水平间的影响关系以及各几何思维水平下的具体表现.所得研究结果不仅可为几何思维水平的理论研究提供新视角,还可拓宽结构方程模型的应用领域.

分数阶Navier-Stokes方程的格子Boltzmann方法

对于分数阶Navier-Stokes方程的数值求解问题,首先将该方程进行离散化处理,然后构造D1Q3格子Boltzmann模型,并采用Taylor展开和Chapman-Enskog多尺度展开等技术恢复宏观方程,同时推导出该模型平衡态分布函数的表达式。最后根据一维的两个数值算例对方程进行数值模拟以及误差分析,并将得到的数值解与精确解进行比较,从而验证格子Boltzmann方法的准确性与有效性。

KdV方程的格子Boltzmann模型求解

浅水波模型被广泛地用于模拟水波传播的动力学行为。很多问题,如强非线性问题、非平衡问题、实际应用中发生的问题等,使得传统的理论研究手段通常无能为力。文章首先给出了格子Boltzmann方法(LBM)的基本理论,然后利用经典的一维五速度(D1Q5)的离散速度模型,给出Korteweg-de Vries(KdV)方程中含有修正项的格子Boltzmann(LB)模型推导公式,最后进行数值模拟,将KdV方程的精确解和模拟解进行比较,然后验证修正模型的精确性。实验结果表明,用格子Boltzmann方法对KdV方程进行求解,其模拟解和精确解吻合度较高。

四阶线性方程极弱局部间断Galerkin法傅里叶分析

主要研究了四阶线性方程极弱局部间断Galerkin方法的傅里叶误差分析问题。首先,给出四阶线性方程的极弱局部间断Galerkin空间离散格式,并在周期边界条件及一致网格的条件下将离散格式表示为差分形式,然后,在k=2的情况下,利用傅里叶分析方法分析其稳定性及其误差估计问题,最后,利用数值实验,分别对得到的结果进行验证。

非线性薛定谔方程解的同伦分析

同伦分析法是一种求解非线性演化方程的有效方法,本文研究了非线性薛定谔方程的同伦分析解。通过将方程化为耦合的方程组,给出了具有高次非线性和高阶色散的非线性薛定谔方程的孤子解和周期解,研究可给类似问题的求解提供有益思路。

显式与隐式方法求解含时薛定谔方程及误差分析

含时薛定谔方程是量子力学最重要的方程之一,它可以给出不同相互作用势下体系波函数的演化。相互作用势的复杂形式使得薛定谔方程一般没有解析解。如何较准确地数值求解含时薛定谔方程,对许多物理问题有着重要意义。本文采用显式与隐式的方法求解薛定谔方程。从结果可以发现,隐式的方法得到的波函数精度远高于显式方法,且误差具有收敛性。为了进一步探索隐式格式的可行性,本文还采用有限温度下的屏蔽势,利用隐式方法具体求解粲夸克偶素的波函数演化。

非线性BBMB方程能量稳定有限元方法高精度分析

文章主要研究非线性Benjamin-Bona-Mahony-Burgers(BBMB)方程的能量稳定全离散有限元格式的高精度分析。首先,证明了后向Euler全离散格式的能量稳定性,得到了H1模意义下有限元解的有界性。其次,利用上述有界性和Brouwer不动点定理证明了离散问题解的存在唯一性。再次,利用协调双线性元的特殊性质,得到了相应的超逼近和整体超收敛结果。最后,通过数值试验验证了理论分析的有效性。