Quasi-momentum theorem in Riemann-Cartan space

The geometric formulation of motion of the first-order linear homogenous scleronomous nonholonomic system subjected to active forces is studied with the non- holonomic mapping theory. The quasi-Newton law, the quasi-momentum theorem, and the second kind Lagrange equation of dynamical systems are obtained in the Riemann- Cartan configuration spaces. By the nonholonomic mapping, a Euclidean configuration space or a Riemann configuration space of a dynamical system can be mapped into a Riemann-Cartan configuration space with torsion. The differential equations of motion of the dynamical system can be obtained in its Riemann-Cartan configuration space by the quasi-Newton law or the quasi-momentum theorem. For a constrained system~ the differential equations of motion in its Riemann-Cartan configuration space may be sim- pler than the equations in its Euclidean configuration space or its Riemann configuration space. Therefore, the nonholonomic mapping theory can solve some constrained prob- lems, which are difficult to be solved by the traditional analytical mechanics method. Three examples are given to illustrate the effectiveness of the method.

基于动量迭代快速梯度符号的SAR-ATR深度神经网络黑盒攻击算法

合成孔径雷达自动目标识别(SAR-ATR)领域缺乏有效的黑盒攻击算法,为此,该文结合动量迭代快速梯度符号(MI-FGSM)思想提出了一种基于迁移的黑盒攻击算法。首先结合SAR图像特性进行随机斑点噪声变换,缓解模型对斑点噪声的过拟合,提高算法的泛化性能;然后设计了能够快速寻找最优梯度下降方向的ABN寻优器,通过模型梯度快速收敛提升算法攻击有效性;最后引入拟双曲动量算子获得稳定的模型梯度下降方向,使梯度在快速收敛过程中避免陷入局部最优,进一步增强对抗样本的黑盒攻击成功率。通过仿真实验表明,与现有的对抗攻击算法相比,该文算法在MSTAR和FUSAR-Ship数据集上对主流的SAR-ATR深度神经网络的集成模型黑盒攻击成功率分别提高了3%~55%和6.0%~57.5%,而且生成的对抗样本具有高度的隐蔽性。

轨道角动量光束非线性转换研究进展

轨道角动量(OAM)是光的一个重要的自由度。由于携带OAM的光束具有特殊的强度相位分布以及力学效应,使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于OAM光束在准相位匹配晶体(QPM)中的频率变换研究,一方面可以研究OAM光束参与非线性相互作用时与高斯光束不同的物理机制;另一方面,非线性过程提供了多种有效的光场调控手段,可以实现携带OAM光场不同自由度的精细调控,为满足不同的光学应用奠定基础。综述了近十年来OAM光束在QPM晶体中的非线性转换研究主要进展,具体包括:非线性过程中OAM光束的守恒、传输、演化和干涉行为研究,高效率的OAM激光和单光子态频率转换研究,OAM频率转换效率模式非依赖性研究,矢量光束的频率转换研究,以及无后向选择的高维OAM纠缠态的制备研究。最后讨论和展望了OAM在QPM晶体中频率转换方面的未来研究趋势。

电力系统短期负荷预测组合NN模型的研究与应用

针对单一预测模型不能完全反映电力负荷的变化规律和信息的问题,构造了组合NN预测模型,该模型由基于附加动量算法的AM-NN子模型和基于拟牛顿算法的QN-NN子模型构成,通过时变综合权系数将两个模型融合在一起,将气象因素数据引入到模型中,采用滚动优化策略,使模型具有较好的泛化性和收敛性。通过对实际电网负荷的预测仿真和测试,证实所提出的组合NN预测模型能有效提高预测精度,平均绝对误差和最大相对误差分别达到了1.84%和5.77%,将其作为实际电网短期负荷预测软件的预测子模块,能满足实际的调度预测要求。

稳定磁场矢势的物理解释

在分析A-B效应的基础上,进一步从能量、动量和冲量三个角度分别探讨了磁矢势A的物理解释,得出磁矢势A在经典范围内有明确物理意义的结论。

Bound States of a System of Two Fermions on Invariant Subspace

We consider a Hamiltonian of a system of two fermions on a three-dimensional lattice Z3 with special potential . The corresponding Shrödinger operator H(k) of the system has an invariant subspac L-123(T3) , where we study the eigenvalues and eigenfunctions of its restriction H-123(k). Moreover, there are shown that H-123(k1, k2, π) has also infinitely many invariant subspaces , where the eigenvalues and eigenfunctions of eigenvalue problem are explicitly found.

基于噪声初始化、Adam-Nesterov方法和准双曲动量方法的对抗样本生成方法

深度神经网络在多种模式识别任务上都取得了巨大突破,但相关研究表明深度神经网络存在脆弱性,容易被精心设计的对抗样本攻击.本文以分类任务为着手点,研究对抗样本的迁移性,提出基于噪声初始化、Adam-Nesterov方法和准双曲动量方法的对抗样本生成方法.本文提出一种对抗噪声的初始化方法,通过像素偏移方法来预先增强干净样本的攻击性能.同时,本文使用Adam-Nesterov方法和准双曲动量方法来改进现有方法中的Nesterov方法和动量方法,实现更高的黑盒攻击成功率.在不需要额外运行时间和运算资源的情况下,本文方法可以和其他的攻击方法组合,并显著提高了对抗样本的黑盒攻击成功率.实验表明,本文的最强攻击组合为ANI-TI-DIQHM*(其中*代表噪声初始化),其对经典防御方法的平均黑盒攻击成功率达到88.68%,对较为先进的防御方法的平均黑盒攻击成功率达到82.77%,均超过现有最高水平.

光学超晶格中涡旋光的产生与调控

携带轨道角动量的光束,又称为涡旋光,因其新奇的相位分布和物理特性,在光学微操控、超分辨成像、高容量光通信和量子信息技术等领域有重要的应用.涡旋光应用于不同场景需要不同的频率,使用基于准相位匹配原理的光学超晶格作为非线性转换晶体,是获得新频率光源的重要手段.涡旋光与介质的非线性相互作用,不仅要考虑常规的能量守恒和线性动量守恒,还需要关注轨道角动量的守恒问题.本文综述了光学超晶格中涡旋光产生和调控方面的研究进展.通过倍频、和频、三倍频和参量下转换等非线性频率转换过程,可以高效的将涡旋光的工作波长拓展到蓝紫直至中红外波段;通过光学超晶格倒格矢的精密设计,可以灵活调控涡旋光非线性频率转换过程中的轨道角动量转移等.基于非线性全息思想设计非线性光子晶体,可以在频率转换的同时调控光场的波前、相位和振幅等物理参量,从而实现涡旋光束的非线性产生;伴随着超晶格制备技术的突破,调控的维度也从二维拓展至三维.光学超晶格中涡旋光产生和调控的研究,可以加深对轨道角动量这一重要物理守恒量的理解,以及推动相关应用研究的进展.

浮式风机在风浪联合作用下的动力响应分析

为了研究浮式风机以及系缆张力响应问题,本文基于三维线性频域势流理论和脉冲响应函数方法计算时域波浪力,利用准静定系泊模型来模拟系泊力,通过叶素动量理论来计算风力,采用计算流体力学方法得到粘性阻尼系数,建立了风机在风浪联合作用下的时域运动方程。结果表明:在规则波与不规则波单独作用下的纵荡、垂荡响应与试验值相吻合,系缆张力响应则偏小于试验值;在不规则波与风联合作用下,所得的纵荡、垂荡响应在波频范围内与不规则波单独作用下的结果相差不大,而系缆张力响应则同样偏小于试验值。

基于改进型神经网络模型的负荷短期预测仿真研究

选择BP人工神经网络作为电力系统负荷预测的模型,发现其具有收敛速度较慢,且容易陷入局部最小的缺点。因此,引入拟牛顿法和附加动量法对其性能进行改进,并形成一种改进型的预测模型。以重庆市某供电公司供区为背景,利用其负荷数据进行仿真,结果证明,对BP人工神经网络的改进是成功的。这种方法可以更好地满足电力负荷短期预测的精度要求,对电力系统控制、运行和规划都具有重要意义。

晶格中电子的有效质量讨论

对一般的输运过程问题把电子运动近似当作经典粒子来处理.给出了电子准经典运动的两个基本关系式.定义了有效质量张量,说明它是一个二阶对称张量,讨论了有效质量的物理意义.计算了一维弱周期场情况下的有效质量,有效质量可以是正值,也可以是负值,与电子状态及能带结构有关,在能带极值附近电子可看成具有有效质量的自由电子.

拟双曲动量梯度的对抗深度强化学习研究

在深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)中,智能体(agent)通过观察通道来观察环境状态。该观察可能包含对抗性攻击的干扰,也即对抗样本,使智能体选择了错误动作。生成对抗样本常用方法是采用随机梯度下降方法。提出使用拟双曲动量梯度算法(QHM)来生成对抗干扰,该方法能够充分利用以前的梯度动量来修正梯度下降方向,因而比采用随机梯度下降方法(SGD)在生成对抗样本上具有更高效率。同时借助这种攻击方法在鲁棒控制框架内训练了DRL鲁棒性。实验效果表明基于QHM训练方法的DRL在进行对抗性训练后,面对攻击和环境参数变化时的鲁棒性显著提高。

深度学习中的预条件动量梯度算法

结合“比例积分微分”优化控制器(Proportional-Integral-Derivative Controller,PID)与拟牛顿方法,提出一种加速神经网络训练的一类预条件动量梯度算法。首先,采用拟牛顿条件产生预条件因子,然后,在迭代过程中与动量方法相结合,提高算法效率的同时,克服原始动量梯度算法的超调问题,并证明了算法在目标函数强凸时的全局收敛性。最后,通过数值实验验证了算法的有效性。

A Locally Conservative Energy-Momentum Tensor in the General Relativity Based on a Cosmological Model without Singularity

According to the conventional theory it is difficult to define the energy-momentum tensor which is locally conservative. The energy-momentum tensor of the gravitational field is defined. Based on a cosmological model without singularity, the total energy-momentum tensor is defined which is locally conservative in the general relativity. The tensor of the gravitational mass is different from the energy-momentum tensor, and it satisfies the gravitational field equation and its covariant derivative is zero.

地转动量近似下的Q矢量及其在天气图上的应用

将Hoskins等提出的准地转Q矢量表达式推广到地转动量近似下的Q矢量表达式,并讨论了如何在天气图上用地转动量近似下的Q矢量表达式定性估计垂直运动方向的方法.地转动量近似下的Q矢量与准地转Q矢量相比,表达式中多了与位势高度极值和风速极值相关的两项,分别将地转动量近似下的Q矢量表达式中的每一项写成在天气图上便于判断的表达式.结果表明,在天气图上可以通过以下三种方式定性判断垂直运动方向:一是当等高线呈波状槽脊形式及通过急流的入口和出口区时,使用地转动量近似下的Q矢量的第一项(即准地转Q矢量)加以判断;二是当存在闭合气压系统且等高线与风向有交角时,使用地转动量近似下的Q矢量的第二项加以判断;三是在急流核上使用地转动量近似下的Q矢量的第三项加以判断.

非对称核物质中核子动量分布的微观理论计算(英文)

在Extended Brueckner-Hartree-Fock(EBHF)近似下,采用Argonne V18势作为核子-核子相互作用,计算了基态非对称核物质中核子动量的分布。对核子的动量分布对同位旋不对称度的依赖关系进行了描述和讨论。结果表明,在不对称度为零时,质子与中子有着基本相同的动量分布。随着不对称度的增加,在各自的费米面以下,质子动量分布减小而中子动量分布增大。对费米面处的准粒子强度也进行了计算和讨论。本结果较好地满足了两个理论检验标准Migdal-Luttinger theorem和粒子数守恒律。