Neutral Pion Electromagnetic Form Factor as a Bound System of 3 + 1 Dimensional QCD

We investigate a neutral pion electromagnetic form factor in momentum space and obtain Gaussian-like function for it. The characteristic form of our neutral pion electromagnetic form factor is consistent with the results published by Jefferson Lab Hall A Collaboration. .

基于等效电路模型和数据驱动模型融合的SOC和SOH联合估计方法

针对电池SOC与SOH估计结果相互影响,单独估计准确度不高的问题,该文提出了一种基于等效电路模型和数据驱动模型融合的SOC和SOH联合估计方法。通过构建考虑老化和SOC的电池二阶RC等效电路模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法,在不同SOC和SOH的情况下,对电池的参数进行在线辨识,实现电池参数在线辨识与电池SOC和SOH估计的耦合。以锂离子电池自SOC=20%到恒流充电阶段结束所需时间为输入,电池SOH值为输出,训练GPR模型,实现电池SOH估计。将输出的SOH估计值与电池的额定容量相乘,得到电池的实际容量,更新二阶RC状态空间方程,采用扩展卡尔曼滤波算法对电池进行SOC估计,实现电池SOH估计和SOC估计之间的联合。采用牛津大学电池退化数据集和NASA随机使用电池数据集进行算法验证,结果表明,所提联合估计方法能够在电池的生命周期内较准确地跟随锂离子电池SOC和SOH的真实值。

Propagation of Gaussian Schell-Model Array Beams through a Jet Engine Exhaust

Here a Gaussian Shell Model Array (GSMA) beam is used to investigate the propagation characteristics in the jet engine exhaust region. It has great significance to improve various optical systems for wide application in trapping cold atoms, creating gratings, and atmospheric optical communication. We calculate analytical formulas for the spectral density (SD) and the propagation factors Mx2 and My2 of a GSMA beam. The influence of inner scale of turbulence in the jet engine exhaust region on its power spectrum has been also analyzed. According to these results, the influence of turbulence in a jet engine exhaust on a GSMA beam has been reduced by changing the parameters of light source and turbulence. For example, it is an excellent tool for mitigation of the jet engine exhaust-induced anisotropy of turbulence to increase the source coherence length, the root-mean-squared (rms) beam width, the wavelength or reduce the outer scale of turbulence.

光的分支流现象散开角度的研究

光支流现象是激光在肥皂膜介质中传播而产生的一种特殊的光散射现象.肥皂膜作为可以产生光支流现象的介质未来有望成为新型实验平台,因此,研究光支流现象与肥皂膜之间的关系具有重要的科学意义.系统研究不同条件下的光支流散开角度的统计分布规律,结果表明光支流的散开角度呈高斯分布.实验中,通过改变激光入射角度,发现光支流的形态和散开角度与液膜的厚度分布、变化幅度的大小等因素有关.此外,光支流的散开角度还与皂液中蔗糖质量浓度成正相关.该研究结果将为光支流现象在医学诊断、液膜检测等方面的应用提供了更多可能性.

改进蚁群算法的无人机航迹规划

航迹规划技术是保证无人机成功完成任务的关键,针对传统蚁群算法存在的容易陷入局部最优、收敛性差等问题,提出一种用于无人机航迹规划的改进蚁群算法。首先,对初始信息素浓度进行不均衡分配,利用A~*算法规划出一条较优路径,使该条路径上的信息素浓度高于其他路径,避免初期搜索的盲目性;其次,引入一种启发式因子来优化状态转移规则,提高了算法的收敛速度;最后,利用高斯函数的特性平滑信息素挥发因子的变化,信息素挥发系数可以通过当前状态和目标之间的距离进行动态调整,避免算法陷入局部最优。仿真结果表明,在相同的环境下,所提算法相较于传统蚁群算法,生成的航迹长度更短,且收敛速度更快。

模糊随机环境下的单因子Gaussian Copula模型

现有的对单因子Gaussian Copula模型中相关系数的各种改进,究其本质在于公司资产间相互关系的不可观测性和所获信息的不完全性——人们无法得到关于资产间相互关系大小的精确估计值,对于这一关键信息各人有着不同的模糊性,即现实中的不确定性既包含随机性又包含模糊性。因此,将随机性和模糊性相结合,用于研究诸如违约相关等问题有着现实需要。提出了一种新的带有模糊性分析的单因子Gaussian Copula模型,给出了带有模糊信息的联合违约概率和违约损失率,并用于综合CDO的定价。利用模糊数和随机性分析,不仅可以考虑更多的违约相关过程中不确定性源泉,更能包含投资者对金融市场中各种模糊性的主观判断信度,拓宽了可能的信用利差的范围。

基于各向异性Gaussian改进模型的卫星材料BRDF计算

对目标表面双向反射分布函数(BRDF)进行研究,在各向异性Gaussian模型的基础上引入波长因子,提出了改进的BRDF各向异性Gaussian计算模型。运用该模型对卫星太阳能板及包裹多层隔热材料进行了BRDF计算,结果表明该模型参数物理意义明确、简洁高效,能够有效地计算物体表面材料BRDF数值。

大气环流因子对黄河流域长预见期农业干旱预测性能的影响

准确的干旱预测对于减轻或规避干旱对区域粮食生产和水资源配置的不利影响至关重要。大气环流因子可能会通过遥相关影响农业干旱的发生、发展和传递过程,在干旱预测模型中引入大气环流因子是否会改善农业干旱的预测性能尚不明晰。该研究以农业干旱、高温和大气环流因子为预测因子,在不同预见期(1、12、24、36、48个月)下采用Meta-Gaussian(MG)模型预测黄河流域典型年份的农业干旱事件,通过纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)探究在MG模型中引入大气环流因子对农业干旱预测性能的影响。结果表明:大气环流因子中12个月时间尺度的标准化西太平洋副高强度指数(standardized western Pacific subtropical high intensity index,SWPSHI)与农业干旱相关性最为显著;以典型年2014年8月份为例发现MG模型预测值受预见期长度、预测因子影响较大;相比于单因子预测,引入大气环流因子的MG模型的评价指标NSE和RMSE改善网格占比最高达46%,空间上在内蒙古、宁夏、甘肃、陕西等省区1 a以上预见期明显改善,而考虑大气环流因子和高温的MG模型进一步提升了模型的预测性能,扩大了网格占比。因此在上述省区干旱预测时需考虑大气环流因子的影响。

高斯混合模型在水系沉积物地球化学异常圈定中的应用:以湖南省溆浦地区为例

化探数据的正确处理和解译对于区域矿产勘查工作具有重要意义。然而,由于不同类型的岩石具有不同的元素丰度,在处理复杂岩性区化探数据时如果采用统一的异常下限,会导致高背景区被误判为异常区,而部分低弱地球化学异常被忽略。所以复杂岩性区的化探数据需按岩性分类后再划分地球化学背景与异常,从而更准确地圈定化探异常。提出了基于因子得分高斯混合模型的化探异常圈定方法,首先将化探数据做对数比转换后进行因子分析,然后利用因子得分完成高斯混合模型岩性分类,再进行分类标准化处理以消除岩性背景的影响,最后使用处理后的数据圈定化探异常。利用该方法对湖南溆浦地区1∶20万水系沉积物化探数据进行研究,结果表明,成矿元素在研究区不同岩性中的含量存在一定差异,若采用统一的异常下限是不合理的;而本研究提出的方法能准确地进行岩性分类、消除不同岩性的背景和强化低弱异常,且异常位置与已知矿点相吻合。因此,高斯混合模型方法可以准确地圈定复杂岩性区的化探异常,并为研究区下一步的矿产勘查工作提供一些参考依据。

蜂窝尺度下济南市主城区多等级公园绿地可达性时空演变和影响因素分析

以济南市主城区为研究区域,以边长300 m的六边形聚合居住区为研究单元,采用多级半径的高斯两步移动搜索法,分析2010年和2021年不同级别公园绿地步行可达性和综合可达性的时空特征,并利用地理探测器探寻公园绿地可达性空间分异的影响因素。结果表明:(1)2010–2021年济南市主城区三个等级公园绿地的可达性均值都得到了提升,且可达性均值和提升幅度Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级,Ⅰ级公园绿地可达性空间格局在原来“核心—组团”的基础上增加了“带状”布局,Ⅱ级和Ⅲ级公园绿地可达性分别表现为“组团状”和“散点状”布局;(2)济南市主城区公园绿地综合可达性平均值提高,济南市主城区步行15 min以内能到达公园绿地的居民比重由2010年的42.94%提高到了59.53%,综合可达性空间格局及其演变呈现出与Ⅰ级公园绿地相似的特征,并在主城区东部出现与城市建设方向相一致的“组团扩散”现象;(3)公园绿地可达性的空间格局受“供给—连接—需求—社会经济”4个因素的综合影响,不同等级公园绿地可达性的影响因素趋同,但各因素的影响强度存在明显分异,影响强度的差异随着公园绿地等级的下降而增大。

广义高斯分布的卷积传递函数多通道非负矩阵分解

基于卷积传递函数的多通道非负矩阵分解(CTF-MNMF)在长混响环境的盲源分离中取得了较好的性能,但该算法的分离性能依然受到声源模型的限制。因此提出了基于广义高斯分布(GGD)的CTF-MNMF算法,通过将域参数引入NMF中并利用广义非负矩阵分解(GNMF)建模GGD的非负尺度因子,提高了声源模型捕捉信号离群值的鲁棒性,进而提高了声源估计的准确性。采用基于辅助函数的优化策略给出分离矩阵和非负矩阵参数的更新公式。仿真结果表明所提算法在语音和音乐两种信号的分离实验中均取得了比GGD-ILRMA、WPE-ILRMA和CTF-MNMF更好的分离性能。

基于双重动态调整的改进非洲秃鹫优化算法

针对非洲秃鹫优化算法(African vulture optimization algorithm, AVOA)多样性低、探索开发能力不平衡、易发生早熟的现象,提出了一种基于双重动态调整的改进非洲秃鹫优化算法(improvement African vulture optimization algorithm, IAVOA)。改进后的算法分为3个部分,通过引入混沌映射初始化种群,以确保种群在前期寻优中具有较高的多样性;加入动态调整因子来确定当前最优个体,用来平衡前期探索与后期开发的能力;针对AVOA中饥饿率的变化情况加入动态调整的高斯扰动,用于防止早熟问题的发生,提高最终解的质量。改进后的算法在9个标准测试函数上进行测试。结果表明,该算法表现出更佳的求解性能。

基于高斯过程回归模型的电石渣激发煤矸石地聚合物强度响应预测与分析

地聚合物的抗压强度是评估其能否代替水泥作为新型建筑材料的关键因素之一,但仅依靠大量试验测试强度,既浪费资源又增加成本。为了解决这一问题,通过早期试验收集的电石渣激发煤矸石地聚合物的强度数据,将不同配合比、水胶比、龄期作为输入参数,抗压强度作为输出结果,基于机器学习方法构建强度响应预测模型——高斯过程回归(GPR)模型,并利用模型对不同配合比及龄期的地聚合物强度进行预测,进而建立各组分掺量、水胶比、龄期对强度的影响曲线并探究原因。结果表明:GPR模型经过对样本数据的拟合,可以较好地预测地聚合物的强度,且误差为(-0.001 93~+0.001 83);利用受过训练的模型对未知抗压强度的地聚合物进行强度预测,通过预测结果分析各输入参数(电石渣掺量、煤矸石掺量、水胶比和养护龄期)对强度的影响,发现强度与上述变量均有密切关系,其中电石渣掺量、煤矸石掺量和养护龄期对强度的影响更显著。

震后特殊环境下压埋人员精确定位算法

针对目前对震后压埋人员定位精度较低、探测设备成本高且易受环境影响等不足,提出适用于压埋环境特性的压埋人员手机WiFi定位方法,通过衰减因子模型对WiFi探针获取的RSSI数据进行距离解算,结合简化压埋环境内部信号传输方式,采用高斯-卡尔曼滤波对获取的RSSI数据进行处理,通过模型测定的距离,利用改进附有参数的加权最小二乘平差方法,结合粒子群优化算法,最终得到压埋人员手机平面坐标位置。研究结果表明,该方法具有较高精度,在10 m×10 m范围内其平面坐标定位误差在0.3 m左右,可为震后压埋人员应急救援提供辅助决策。

Study into the Applicability of Laser Beam Quality Factor M^2

The applicable condition of single-frequency laser beam quality factor M^2 is studied. Any real single-frequency laser beam can be classified as Gaussian mode and non-Gaussian mode according to the transverse field distribution. Non-Gaussian transverse field distribution can be analytically expressed as the sum of Hermite-Gaussian functions. The propagation function and M^2 factor expression for non-Gaussian mode can be obtained by the second moment definition of laser beam spot. The analytical results show, the same as that of Gaussian mode, that the propagation function follows the hyperbolic law and the value of M^2 factor is a constant for non-Gaussian mode. But, different non-Gaussian field distributions may have the same M^2 value. That means M^2 factor cannot reflect the quality of non-Gaussian laser beams correctly. We conclude that the M^2 factor is applicable only to ideal Gaussian laser beam generated by stable resonators.

土工构筑物的逆几何可靠性分析算法

针对特定场地下土工构筑物的正常使用极限状态,考虑钻孔灌注桩、抗浮锚杆或CFG桩单桩荷载-位移测试曲线之间的离散性,将测试曲线拟合得到的回归参数集视作随机变量,基于几何可靠性算法框架,运用高斯Copula函数联合分布模型实施由标准正态空间到原始物理空间中随机变量的表征转换,构建基于概率密度等值线的逆几何可靠性算法。该算法假定描述随机变量服从正态分布的某一参数(均值或变异系数)未知,给定目标可靠指标,可推求随机变量的概率密度等值线。通过极限状态方程限定概率密度等值线的几何轮廓,可求解特定目标可靠指标下随机变量的未知均值或变异系数,并求出相应的安全系数。当随机变量服从其他非正态边缘分布时,等值线的几何轮廓仍由一系列离散点近似表征,逆可靠性分析同样适用。建议的算法主要用于解决随机变量部分统计参数缺失或不完备的难题,给定目标可靠指标时可根据构筑物重要性等级进行安全系数校准。

基于高斯克里金代理模型对模拟高放废液煅烧产物性能影响因素的研究

高放废液煅烧产物是两步法冷坩埚玻璃固化工艺中间过程产物,其性能(如:煅烧产物含水率和堆积密度、脱硝率等)对于整体系统工艺控制和玻璃产品质量有较为重要的影响。通常影响煅烧产物性能的因素包括:回转煅烧炉加热温度、炉体倾角(倾角)、炉体转速(转速)、模拟废液组分等。为了获得不同煅烧产物影响因素对其性能影响程度,采用高斯克里金代理模型对燃耗33 GW·d/t(以U计,下同)和45 GW·d/t乏燃料模拟高放废液在台架开展的转形工艺试验数据进行影响因素计算和分析,结果显示:该试验条件下,煅烧产物堆积密度的影响因素排序是模拟废液组分>倾角>转速;含水率主要影响因素排序是倾角>模拟废液组分>转速等。同时,采用建立的代理模型对高放废液转形试验四种加热温度、五种倾角和两种模拟废液组分产生的煅烧产物含水率和堆积密度进行预测,显示前两区加热温度在540~680℃、炉体倾角为3%作为试验参数对于煅烧产物性能较为合适。由此,通过代理模型方法用于辨识煅烧产物性能影响因素的研究分析方法可为工艺优化过程提供基础数据和技术支撑。

基于密度函数的模糊混合SOC估计方法

针对传统锂离子电池荷电状态估算中开路电压-荷电状态(OCV-SOC)曲线拟合及估算算法精度的问题,在二阶RC模型的基础上,引入高斯多项式来更好地拟合SOC和开路电压曲线,同时利用带自适应遗忘因子的最小二乘法进行模型参数的在线辨识,并将所得模型参数带入由扩展卡尔曼滤波器和安时积分法组成的模糊混合算法中,最终完成对SOC的估算。实验结果表明,该联合算法能够迅速收敛初始误差,静态恒流下SOC最大误差在1.1%以内,欧洲循环驾驶标准工况(NEDC)下SOC和端电压的均方根误差分别为0.12%和1.82%,具有很好的估算精度和鲁棒性,可以实现对SOC的准确估算。

成渝地区空间经济结构时空演变、驱动因素及分布动态演进

基于2011—2020年四川省15个地级市和重庆市中心城区及20个区(县)的面板数据,分析成渝地区空间经济结构演化特征;建立动态空间嵌套和动态空间半参数模型,挖掘其驱动要素;使用高斯核密度估计法刻画经济结构动态演化趋势。结果表明:成渝地区经济结构不断优化,中部“塌陷”问题得到一定程度缓解;成渝地区总体上并没有形成第三产业“回流效应”,并且第三产业对经济发展的贡献乏力,而城镇化和人力资本水平开始持续接力;成渝地区存在“城镇化水平”阈值效应,省际间及第三产业发达与落后地区间驱动因素存在异质性;成渝地区总体上城镇化水平与第三产业发展存在正向“M”型非线性关系,政府干预可以缩短边际递减效应持续性,市场配置可以延长边际递增效应时效性;四川省除成都市以外的地区经济开始后起发展,而重庆市则表现平平;成渝地区各区域之间产业结构不仅存在横向“拔河效应”,其内部二、三产业也存在纵向动态“拔河效应”;成渝地区局部区域的经济发展出现了极化趋势,但这种差异在不断缩小。

基于不同滤波操作的自由空间光通信系统设计

自由空间光通信凭借其通信速率高、容量大、无需频带许可等优势成为了一种重要的通信方式。为了提高自由空间光通信系统的性能,研究了自由空间光通信系统,运用OptiSystem仿真软件,对原自由空间光通信系统进行改进,在系统接收端分别加入不同滤波器(高斯、贝塞尔、法布里珀罗滤波器)后,对比分析在不同影响因素(传输范围和光束发散度)下改进后系统与原始系统的最大品质因数,得出改进后系统在各方面比原系统都表现出较好的传输性能。其中,在研究传输距离的影响时,使用高斯滤波器的系统比原系统品质因数高出约100;在研究光束发散度的影响时,使用贝塞尔滤波器的系统比原系统品质因数高出约100,由此实现了性能更加优化的光通信系统,为未来新型自由空间光通信系统的设计提供了新的思路。