基于解析方法的离散障碍期权定价（英文）

在Black-Scholes市场假设下,研究了离散监督障碍期权的解析定价问题.首先,通过变量变换,给出了多维边际分布的平均向量和协方差矩阵.其次,通过使用条件概率和多维正态分布的特征,获得离散监督向上敲出欧式看涨期权和离散监督向下敲出欧式看跌期权的解析定价公式.最后,讨论和分析了离散监督障碍对障碍期权价格的影响.研究结果表明,随着上障碍的增大,离散监督向上敲出的欧式看涨期权价格变大;离散监督向下敲出欧式看跌期权价格随着下障碍的增加而变小.     

基于响应面法的碎石道床离散元模型参数研究（英文）

目的:采用响应面方法研究特级道砟休止角的离散元参数仿真试验,建立多次回归模型并对其进行优化,以及对道砟接触参数进行优选。通过多参数的响应面法为碎石道床离散元参数的快速标定提供有效途径。创新点:1.基于响应面法对离散元道砟接触参数进行统计分析,提出道砟最优参数的回归方程及回归曲面。2.以道砟堆积体在多个正交平面的均值为道砟休止角,构建基于一致线性描述方式的道砟休止角实测试验与离散元仿真试验。3.提出道砟参数的动态标定思想。方法:1.通过道砟休止角的室内试验,测量出道砟休止角度的有效均值。2.以实测结果为目标,采用响应面法对道砟离散元仿真参数进行优选。3.验证所提方法的可行性和有效性。结论:1.通过采用休止角的4个正交面取均值的方法对中国特级道砟休止角进行实测所得到的平均值为(39.78±1.27)°。2.以实测结果为目标,采用响应面方法对特级道砟离散元仿真参数进行优选,由方差分析可得2个显著的一次项参数(静摩擦系数和滚动摩擦系数)以及多个显著的多次项参数组合;最优参数组合为:泊松比为0.24,密度为2600 kg/m~3,杨氏模量为5.45×1010 Pa,碰撞恢复系数为0.72,静摩擦系数为0.56,滚动摩擦系数为0.27。3.利用特级道砟离散元最优参数建立了离散元轨排模型,并进行了轨枕横向阻力试验;仿真结果与室内试验实测阻力曲线趋势基本一致,表明响应面法获得的接触参数取值可用于碎石道床相关的离散元仿真。     

基于整数线性规划的分层OWL本体修正（英文）

为了修正分层OWL(web ontology language)本体,通过定义新的冲突分层和基于整数线性规划(ILP)的切割函数扩展了核修正算子.基于ILP的模型考虑了最小化线性目标函数的优化问题,适合于修正本体时移除最少数量的公理.基于该切割函数,提出了一个修正算法,将ILP应用到所有最小的不协调保持子集(MIPS)上.该算法虽然能够经常找到用于移除的最少公理,但计算MIPS非常耗时.因此,又提出另一个改进的修正算法用于逐个处理不可满足概念.实验结果表明:提出的基于ILP的修正算法比经常使用的基于碰集树的算法更加高效;改进的修正算法能够达到更高的效率,但可能会删除更多的公理.     

基于离散元法的铁路道砟破碎参数研究（英文）

目的：有砟轨道在长期服役下频繁出现道砟颗粒掉角、破碎等劣化现象,降低了有砟轨道的稳定性。而道砟的破碎与其形状、大小、应力状态等有较大的关系,因此合理确定道砟的破碎参数是研究和解决这一问题的关键。本文旨在探索基于Hertz-Mindlin本构模型的道砟破碎参数,研究道砟的破碎性能,以期为实际服役的铁路有砟轨道提供参考。创新点：1.采用统计学方法分析了道砟破碎的主要影响因素及其临界压碎强度和临界剪碎强度;2.采用响应面法确定了离散元道砟的最优破碎参数组合;3.通过直剪试验分析了道砟的抗剪性能和破碎状况,为实际服役的有砟轨道提供参考。方法：1.通过单轴压缩破碎和单轴剪切破碎实测试验,确定简单应力状态下道砟破碎的主要影响因素及其临界压碎强度和临界剪碎强度（图1和2,表3）;2.建立可破碎道砟的精细化离散元模型,采用Box-Behnken法进行仿真试验的工况设计,并对仿真试验结果进行响应曲面分析以获取最优破碎参数（图9,表7）;3.通过对比实测与仿真的直剪试验结果,验证离散元道砟破碎参数的正确性,并探明道砟堆积体的抗剪性能（图12和13）。结论：1.对于粒径范围为22.4～63.0mm的道砟,其...     

阳离子交换树脂颗粒热解过程中的孔增长现象（英文）

目的:传统非催化气固反应模型无法用于解释离子交换树脂的热解过程。本文旨在探讨不同条件下管式炉反应器中阳离子交换树脂的热解模式,并研究反应气氛、反应温度和树脂结构对新型热解模式的影响规律。希望提出的中心孔扩展模式为非催化气固反应模型的验证和开发提供指导。创新点:1.确定一种新的非催化气固反应,且该反应遵循中心孔膨胀模式;2.厘清中心空穴扩展模式的形成机理。方法:1.通过实验分析及相关表征测试,研究反应气氛、反应温度和树脂结构对新型热解模式的影响规律;2.通过数值模拟和动力学角度(Flynn-Ozawa方法),分析磺酸基团的分解和转化动力学,厘清中心空穴扩展模式的形成机理;3.通过仿真模拟(COMSOL Multiphysics),初步模拟树脂颗粒在初始反应阶段的温度变化,为阳离子交换树脂热解新模式提供间接验证。结论:1.确定了一种新的非催化气固反应,且该反应遵循中心孔膨胀模式;2.厘清了中心空穴扩展模式的形成机理,发现其主要与磺酸基团的反应路径有关;3.中心孔扩展模式因其规律的反应过程和可预测的反应位点,可为非催化气固反应模型的验证和开发提供指导。     

分层特征组的行为识别（英文）

为提高视频人体行为识别的性能,提出了一种分层建模行为的方法.该分层模型根据人体运动的属性概述不同时空域的行为内容.首先,利用时间梯度并结合连贯的运动模式约束提取稳定、密集的运动特征作为点特征;然后,采用自适应尺度核的mean-shift聚类算法标定这些特征.具有同一标签的特征组通过最大池运算产生身体部分表示后,累积大尺度的视频体内视觉词响应作为视频对象的表示.在基准的KTH和UCF-sports行为数据库上,实验结果表明所提方法增强了行为特征的代表性和判别能力,同时提高了识别率.与其他相关文献相比,所提方法获得了优越的识别性能.     

基于离散元法的基岩潜山型地裂缝易发区预测（英文）

目的:采用离散元法揭示抽水引起的基岩潜山型地裂缝的发育过程,实现对地裂缝易发区的准确预测,为地裂缝灾害的早期预测和防治提供依据。创新点:1.提出采用离散元法模拟抽水引起的地裂缝问题。2.提出依据颗粒连接和水平位移等预测地裂缝的易发区。方法:1.建立一个紧密堆积的二维模型。2.通过地调得到的高程切割模型,构建二维地层模型。3.对不同地层进行材料参数赋值,随后施加重力,并对模型进行平衡。4.模型达到平衡后,采用简化的流固耦合计算方法以及通过调整单元颗粒的浮力来模拟降水过程。5.通过每次运算降低10m地下水位的循环算法模拟在地下水逐渐降低过程中的地裂缝发展。6.通过与现场地调数据进行对比,验证离散元法在地裂缝模拟中的可靠性。结论:1.随着地下水位的下降,由于不均匀沉降而产生的土体弯曲作用是控制地裂缝发育的主要机制。2. MatDEM是一种更可靠、直观的数值模拟方法,可以用于不连续地质体(如基岩潜山型)地裂缝的易发区预测,以及地裂缝的演化过程研究。     

吸收边界在物质点法动力模拟中的实现（英文）

目的:在材料高速冲击结构物的过程中引起的应力波往往在材料中向边界逐渐传播,并在传统固定或自由边界处反射回材料内部,造成结构物附件的应力场和接触力数值的扰动。本文旨在在物质点法模拟中实现吸收边界的应用,在模型边界处吸收材料中的应力波,减少其反射及其对中心区域的干扰。创新点:1.对不同条件处的边界分别采用黏壶和阻尼层的吸收边界,优化边界处应力波的吸收效果;2.建立物质点法分析模型,对吸收边界的效果进行量化评估。方法:1.在边界网格节点上采用黏壶吸收边界,并通过数学推导,确定不同时刻对节点处速度的调整量,以实现对应力波的充分吸收;2.在距离边界一定距离的厚度内,设置阻尼层,对材料瞬态速度进行一定程度的调整,使其达到所需的稳态值,即对应力波完成吸收;3.采用物质点法建立一维压缩、海底滑坡冲击管线和管线贯入模型,对吸收边界的使用效果进行评估,并对两种吸收边界的使用场景进行分析。结论:1.黏壶吸收边界通过对波动方程的推导,使其在自由边界处的使用更加灵活;2.阻尼层吸收边界需要在计算区域外侧设置一定厚度的阻尼层,且阻尼值不宜过大;3.在一定条件下,两种吸收边界组合使用可以优化对应力波的吸收。     

基于互相关随机场的物质点法边坡大变形破坏研究（英文）

目的:土体性质的空间变异性是其固有属性,虽然目前极限平衡法或有限元法结合随机场理论已经广泛地应用于可靠性分析土质边坡的稳定性,然而这些数值方法本身具有一定的局限性,难以模拟边坡的大变形破坏,因此可能低估边坡失稳的风险。此外,土体中的抗剪强度参数,即粘聚力和摩擦角通常具有互相关性,而之前的大变形研究忽略了这个性质。因此,本文旨在利用随机物质点法,考虑粘聚力与摩擦角的空间变异性和互相关性,对边坡的失稳概率及失稳后特征进行分析,从而定量地评估边坡潜在的失稳风险。创新点:1.通过在均质土坡中的分析,揭示了网格大小、强度折减形状因子和残余强度对物质点法模拟中边坡安全系数及失稳后特征的影响;2.基于蒙特卡洛模拟,明确了粘聚力与摩擦角的互相关性对边坡失稳概率以及失稳后特征的影响,从而定量地评估了边坡失稳的潜在风险;3.对比分析了随机物质点法与随机有限元法在模拟边坡失稳变形中的差异。方法:1.通过物质点法确定性地分析网格大小、强度折减形状因子和残余强度对均质土坡模拟结果的影响;2.使用随机物质点法,评估不同粘聚力与摩擦角互相关系数下边坡的失稳概率、失稳后特征以及相应的失稳风险;3.比较分析随机物质点法与随机有限元法在边坡失稳变形模拟中的差异。结论:1.在随机物质点法模拟中,边坡的失稳概率随粘聚力与摩擦角互相关系数的增大而显著增大,而边坡失稳后特征随互相关系数的增大而略微增大(5%～10%)。2.当使用摩尔库伦应变软化模型时,物质点法会面临网格依赖性问题;网格越密,计算的边坡安全系数与失稳特征均趋向收敛,但相应的计算时间显著增大;考虑到计算的效率与准确性,对于本文案例,0.5 m大小的网格较优。3.当网格大小一定时,强度折减形状因子和残余强度会影响物质点法的计算结果;在本案例中,相较于残余粘聚力,残余摩擦角对边坡的失稳后特征影响更大。4.随机物质点法与随机有限元法所计算出的边坡失稳概率相近,说明两种方法均适用于模拟边坡失稳中的小变形,同时也说明0.4 m的位移失稳准则在物质点法计算中可替代传统的安全系数来判断边坡失稳的发生。5.需要注意的是随机有限元法可能严重地低估边坡的失稳风险;这主要是因为当网格发生畸变时,随机有限元法将会终止计算,从而无法模拟边坡的大变形破坏;对于随机物质点法,其可以有效地模拟边坡失稳的全过程。     

颗粒物质随机Packing现象的研究

通过分子动力学模型,数值模拟了二维系统中颗粒物质的堆集过程以及系统的覆盖率.考虑了边界为正方形和圆形两种不同情况,我们发现都出现多晶结构,与系统边界无关.在系统趋于饱和状态的情况下,系统粒子数越多,覆盖率越大.在粒子数相同的条件下,正方形边界的覆盖率要比圆形边界的覆盖率大.     

基于同步离散电流估计的磁轴承自传感方法（英文）

目的:磁轴承自传感是一个关联磁悬浮转子动态特性的机电磁多物理场耦合问题。研究自传感磁轴承(AMBs)机电磁耦合机理与磁阻模型,对于其工作性能提升具有重要意义。当前基于脉宽调制(PWM)开关功放的磁轴承自传感方法,可缩小轴承几何尺寸,提高电气效率和转子动态性能,但存在传感精度不高、路径过长、稳定性较低等问题。针对上述问题,本文旨在提出一种基于PWM开关频率同步采样的离散电流估计(SS-DCE)方法,以缩短自传感路径,改善传感精度,以及提高磁轴承动态性能与工作稳定性。方法:1.通过分析两个相邻离散电流的数学关系,建立转子位移解析表达式;2.基于SS-DCE方法,结合位置式双闭环控制技术,并借助物理传感器实现对AMBs自传感过程的关键参数测试和评估验证。结论:1.磁轴承转子位移是一个关于电压/电流的非线性函数,而利用PWM开关功放纹波特性可使其线性化,进而缩短自传感物理路径,提高工作稳定性;2.自传感路径的长度由滤波器数量和算法复杂度决定,与相位滞后紧密相关;3.与模拟/数字滤波幅度解调法相比,基于SS-DCE的自传感方法的静态精度更高,稳定裕度更大,且具有较好的升速过程频率特性。     

基于离散选择模型的城市轨道交通站点步行吸引范围估计（英文）

采用离散选择模型对轨道交通车站步行吸引范围进行估计,当在某个距离下相比于公交和私家车乘客更愿意选择轨道交通出行时,认为该距离为乘客可接受步行范围.利用南京地铁6个站点的调查数据进行了实证研究.结果表明,在个人和环境因素相同的情况下轨道交通比公交车和私人汽车更具吸引力.研究还发现乘客往往会低估他们步行的意愿,对于不同的轨道交通车站可接受步行范围有所差异,其中郊区的车站通常比市区的车站具有更大的步行吸引范围.此外,良好的步行环境和较差的周边交通环境也会导致更大的步行吸引范围.检验结果表明该模型具有良好的有效性和合理性.该研究有助于轨道交通站点选址规划中的客流需求预测以及轨道交通站点的评价.     

基于双热电偶差值法的细胞温度测量（英文）

开发了一种双热电偶差技术来确定细胞内温度测量过程中的准确性和抗干扰能力.首先,使用2个微纳热电偶(TC)和一个高精度信号采集模块来测量细胞与培养基之间的温度差,并将2个TC的冷端进行连接,避免了基准温度的设置,增强了抗干扰能力.然后,用低噪声电压放大器和数字采集卡对信号进行采样.为验证双热电偶差值法的可行性,对U251电池的温度变化进行了检测.2个TC的校准结果表明塞贝克系数约为5μV/℃,在低电压范围(0～15μV)内信号采集精度为0.5μV.研究表明,双热电偶差值法可以消除由于冷结引起的误差,并可以减少环境温度波动引起的干扰.细胞温度升高的现象证明了双热电偶差值法可以检测到单个细胞的微小温度变化.因此,双重热电偶差异法可能是一种强大的研究细胞局部生热的技术,有助于探索细胞生热与细胞过程之间的关系.     

离散元-计算流体动力学耦合方法模拟多纤维阵列过滤微米级颗粒（英文）

目的:微米细颗粒在不同纤维排列所组成的滤料中的沉积和穿透行为仍然缺少研究。本文通过离散元-计算流体动力学耦合(DEM-CFD)双向耦合方法,研究前加密、后加密以及规则错列阵列纤维在过滤压降和捕捉效率方面的特性。创新点:1.使用DEM-CFD流固双向耦合方法,建立了适用于多纤维阵列过滤微米颗粒的数值模拟方法;2.得到并对比了不同排列形式的过滤压降和捕捉效率。方法:1.通过数值模拟,得到顺列和错列排布纤维的过滤压降及捕捉效率(图2和3、表2);2.通过数值模拟,分析前加密、后加密错列排布纤维与规则错列排列纤维的优劣(图6和7),并得出颗粒在滤料中的沉积分布(图8)。结论:1.错列纤维比顺列纤维提前进入堵塞期,在沉积相同颗粒数时具有更低的压降,且在清洁滤料期具有更高的捕捉效率;2.前加密错列排布比后加密错列排布更早进入堵塞期,且总体穿透颗粒数量更少;3.前加密错列排布适用于工业滤料,而后加密错列排布适用于一次性个人防护用品。     

连续函数式曲线光滑法（英文）

目的:用连续函数实现无限接近原始非连续曲线的光滑。创新点:首次提出用一个连续函数替代原来由任意多非连续区域函数构成的函数。该方法可视为一种新的函数光滑算法。方法:1.通过引入特殊的区域变量,并用该区域变量替代原函数自变量的方法,将区域函数改造成在该区域无限接近原函数而在区域外取值常数的函数。2.把所有的区域函数相乘得到一个连续函数的方程。结论:1.由任意多非连续区域函数构成的函数可以改造成一个连续函数。2.该连续函数在原非连续边界的光滑程度可以由各个边界上独立的参数按需调整。3.该方法产生的连续函数没有摆动现象,其形状与原始区域函数无限接近。该方程在数学上是连续的,同时无限接近原始非连续函数,包括原来在边界上函数值的非连续。     

基于离散元的粗集料静压过程的迁移与演化规律（英文）

为研究粗集料在静止压实过程中的迁移与演化规律,基于离散单元法用不规则的多面体颗粒表示真实集料的形态特征,建立了由粗集料、空隙构成的数字试件,同时,建立了由数字试件及3块板构成的静止压实模型.以平均接触力、轴向应力、空隙率及配位数为评价指标,模拟压实位移为7.5,15与30 mm时粗集料在压实过程中的运动规律,并通过室内试验验证了此模型的可靠性.结果表明:轴向应力、平均接触力随着加载的进行,数值逐渐增加,压实位移与轴向应力、平均接触力正相关;不同压实位移的空隙率随着压实的进行不断减小,而配位数逐渐增大;总体上轴向应力、平均接触力、空隙率和配位数等4个指标在不同压实位移情况下变化幅度不同.研究结果为深入分析颗粒材料如沥青混合料或级配碎石的压实机理提供了一种方法.     

旋转爆轰发动机中的燃料分层喷注方法（英文）

目的:通过优化燃料喷注,提高旋转爆轰发动机的推进稳定性和推进效率。创新点:提出了燃料分层喷注的新方法,降低了燃料提前燃烧比率和燃烧室平均温度,进而有效地提高了旋转爆轰波的稳定性和发动机的比冲。方法:以数值模拟为手段,应用基元反应建立化学非平衡流动的数学物理模型,开展发动机推进性能优化研究。结论:1.研究证实了燃料的提前燃烧现象是发动机推进性能的损失机制之一;2.提出的燃料分层喷注方法可以有效提高燃料以爆轰形式组织燃烧的比例,并提高发动机比冲。     

边坡位移智能预测算法（英文）

目的:边坡位移预测是实现滑坡灾害预报的有效手段,对降低滑坡灾害导致的损失具有重要意义。本文针对三峡库区广泛分布的"阶跃型"滑坡,采用三种不同的机器学习算法:长短期记忆(LSTM)神经网络、随机森林(RF)算法和门控递归单元(GRU),预测三个不同的三峡库区边坡位移,并对比三种算法的预测精度,从而选择适用于边坡位移预测的机器学习算法。创新点:1.建立了基于时间序列分解和机器学习算法的动态预测模型,并能够准确预测边坡位移。2.对比了不同的机器学习算法预测边坡周期项位移的精度。方法:1.基于时间序列分解原理,将边坡累积位移分解为趋势项位移和周期项位移。2.利用多项式拟合对边坡趋势项位移进行预测。3.基于位移影响因素采用三种机器学习模型(LSTM、GRU和RF)预测边坡周期项位移。结论:1.本文提出的基于时间序列分解和机器学习算法的动态预测模型可以准确预测三峡库区"阶跃型"边坡位移。2. LSTM和GRU算法可以充分利用滑坡历史信息,精确预测边坡位移的周期项。     

离散现象与波的有限传播法

综述20多年来双曲型方程组问题函数方程方法的理论研究、数值计算以及实际应用,这一领域的状况.     

喷淋塔氨法脱碳的CFD模拟（英文）

基于气液两相流体力学、气液传质理论和化学反应动力学,建立了综合的CFD模型,并对喷淋塔内氨水脱碳进行了数值研究.采用欧拉-拉格朗日模型描述了气液两相流动特性和传热情况.根据双膜理论及相关的关联式,对气液传质和化学吸收过程进行了建模.采用多组分液滴的挥发模型模拟氨水的挥发过程.通过数值模拟研究了运行参数对CO_2脱除效率的影响,并与现有的文献结果进行对比,验证了模型的正确性.气相速度和CO_2浓度的分析表明,流场对CO_2的浓度场有着重要的影响.CO2的局部吸收速率受局部湍流和局部液气比的共同影响.此外,采用加装孔板的方法对气相流场进行了优化,结果表明CO_2脱除效率提高了约4%.