布朗运动

摘要： 以“斜抛运动”“布朗运动”“机械能守恒定律”为例,使用Algodoo虚拟仿真软件对投篮、大小颗粒在液体中的运动和过山车等3个物理情境进行模拟仿真,并示范如何将模拟仿真出来的物理情境分别应用在相应的课题教学中.

摘要： 在标准布朗运动的基础上,讨论了与标准布朗运动有关的几种变化形式的概率分布和联合分布。推导给出了其高阶原点矩的计算公式,给出了标准布朗运动在给定区间上最值的矩母函数的表达式。最后结合实例给出上述结论在证明概率不等式和估计概率界方面的应用。

摘要： 针对元胞自动机较少考虑微生物三维空间的生长状况,建立了一种三维元胞自动机模拟微生物生长,结合布朗运动与Gompertz方程设计合理的元胞自动机规则。通过对大肠杆菌在蛋白胨溶液中的生长进行仿真,建立的三维元胞自动机能较好地描述微生物的生长过程,其活菌对数拟合精度较高(R;>0.98),表明所设计的三维元胞自动机可以较好地描述微生物生长。

摘要： 文章对布朗运动理论中出现的“布朗粒子位移服从正态分布”“布朗粒子位移与时间的平方根成正比”和“布朗粒子瞬时速度无穷大”等一系列与经验事实不符的反常问题进行了分析,指出概率分析方法假定布朗粒子在某一时刻的位移服从某种概率分布,无形中将研究对象从一个布朗粒子改变为大量布朗粒子的集合,并用描述大量布朗粒子集体行为的统计规律来刻画一个布朗粒子的个体行为,这是导致布朗运动理论出现一系列反常问题的根本原因。本文将布朗粒子位移与时间之间的数量关系还原为时间函数,提出了“布朗运动瞬时速度等于白噪声”的布朗运动定律,给出了可正确描述布朗运动现象、特征及规律的布朗粒子运动学方程。

摘要： 放大的细胞影像被投射到地面做布朗运动,如同生命之河翻腾不息;象征生命基因的22对染色体与象征文明基因的22个希伯来语字母互相交织;艺术家创作出泛着银光的物理实验室,吸引观众驻足……1月7日,由未来论坛与锡纯基金会联合举办的"走出人类世"未来科学艺术展,在北京798艺术区尤伦斯当代艺术中心展出,其中有近10件艺术作品是由科学家和艺术家共同创作完成的,参与此次创作的科学家有潘建伟、王贻芳、薛其坤、马大为等。

摘要： 针对群智能优化算法在优化过程中容易陷入局部最优、种群多样性低以及高维函数优化困难的问题,提出一种基于布朗运动与梯度信息的交替优化算法(AOABG)。首先,采用全局、局部搜索交替的寻优策略,即在有变优趋势的范围内切换为局部搜索,有变劣趋势的范围内切换为全局搜索;然后,局部搜索引入基于梯度信息的均匀分布概率的随机游走,全局搜索引入基于最优解位置的布朗运动的随机游走。将所提出的AOABG与近三年的哈里斯鹰优化算法(HHO)、麻雀搜索算法(SSA)、特种部队算法(SFA)在10个测试函数上对比。当测试函数维数为2、10时,AOABG在10个测试函数上的100次最终优化结果的均值与均方差均优于HHO、SSA与SFA。当测试函数为30维时,除了HHO在Levy函数上的表现优于AOABG(两者优化结果均值处于同一数量级)外,AOABG在其他9个测试函数上表现最好,与上述算法相比,优化结果均值提升了4.64%~94.89%。实验结果表明,AOABG在高维函数优化中收敛速度更快、稳定性更好、精度更高。

摘要： 为研究混合纳米流体管内对流传热性能,采用两步法制备Al_(2)O_(3)-CuO/水混合纳米流体,测量黏度与导热系数随温度及体积分数的变化,研究层流与紊流时对流传热性能。结果表明,对于静置的混合纳米流体,体积分数越高导热系数越大,布朗运动加快水分子和粒子间温度趋于一致的速度。当Al_(2)O_(3)-CuO/水混合纳米流体体积分数为0.03%,对流传热系数在雷诺数Re分别为2300和6530时比水增大了24.3%和20.3%,这主要源自于导热系数的增大和粒子迁移运动,流体受泵驱动向前运动,在近壁处流体温度高于管中心,热泳运动驱动粒子从高温区移向低温区,由于粒子导热系数大于水,温度梯度沿管径变化更平缓,使对流传热系数增大。

摘要： 布朗运动不仅是一个著名的物理现象,而且是一种在《随机过程》教科书中占据了中心位置的基本随机过程.本文介绍了《随机过程》布朗运动理论中出现的一系列理论与经验事实不符和逻辑上不能自洽等反常问题,并对产生反常问题的物理概念错误、数学抽象错误和逻辑错误等原因进行了详细分析.

摘要： 滚动轴承的健康状态在很大程度上决定了机械设备的可靠性水平。对滚动轴承进行健康状态预测有助于机械设备的安全性运行。因此,提出了一种基于数字孪生的滚动轴承剩余寿命实时预测方法。首先,该方法基于数字孪生的数字化技术手段获取滚动轴承的实时感知信息,从而建立考虑实时工况变化的滚动轴承数字孪生模型。其次,通过非线性布朗运动建立考虑测量误差的剩余寿命预测模型。然后,采用极大似然估计方法求解模型中的未知参数,并利用贝叶斯理论实时更新参数,从而对滚动轴承的剩余寿命进行实时预测。最后,通过滚动轴承的全寿命周期信息分析验证了该方法的可行性和有效性。

摘要： 对三角形腔内Cu-水纳米流体的稳态自然对流传热问题进行数值模拟,建立完全高精度紧致差分方法,研究纳米流体瑞利数、纳米流体体积分数和纳米颗粒布朗运动对纳米流体对流传热效率的影响。数值结果表明,对于所考虑的瑞利数,无论考虑Cu纳米颗粒的布朗运动与否,纳米流体的对流传热效率都随着纳米流体体积分数的增加而增加;同时,当考虑Cu纳米颗粒的布朗运动时,纳米流体的传热效率略高于不考虑布朗运动时纳米流体的传热效率。在此基础上,建立Cu-水纳米流体传热效率与瑞利数、纳米颗粒的体积分数之间的修正模型。

摘要： 本文建立了一种能够精确表征多孔板内的颗粒物运动的数值模拟方法.商业化的流体力学软件FLUENT可用于模拟气固两相流动.本文中的颗粒物运动捕集轨迹采用了拉格朗日方法,同时将次微米颗粒的布朗运动有效的引入到本数值模拟中.该数值模拟方法用于评价0.1-1微米的圆球均一密度的颗粒物.本研究的结果显示,本文中提出的新型结构,具有改变富集次微米颗粒气体流动状态的效果,并通过模拟结果证实其适用于捕集次微米颗粒物.通过对次微米颗粒物的碰撞行为的直接数值模拟,研究湍流对有限惯性颗粒碰撞的影响.本文同时使用DNS方法来研究各向同性湍流场内的有限惯性颗粒的碰撞过程,讨论中假设颗粒呈球形,且密度远大于输运气体,走私小于湍流的KOLMOGOROV尺度,颗粒间的碰撞不仅考虑STAFF升力,重力,还考虑了布朗力.模拟结果表明,次微米颗粒的随着颗粒粒径的增大,设备捕集效率提高,颗粒的碰撞率随惯性的增大而逐渐趋向于重颗粒方向,颗粒惯性呈倍增长.为进一步分析湍流场中的颗粒碰撞和捕集率的影响因素,本文分别使用可能发生碰撞的颗粒轴向分布函数和切向速度来量化颗粒的局部富集作用和湍流引起的颗粒掺混效应.表明次微米颗粒的混沌现象和布朗运动更显著,是不能忽视的作用力.

摘要： 对方腔一侧壁面温度随时间按正弦规律变化、充满CuO-水纳米流体的二维方腔内的非稳态自然对流换热进行了数值研究.在相关参数一定的条件下,研究了Ra数、纳米颗粒体积份额Φ和纳米颗粒布朗运动对自然对流换热特性的影响.数值模拟结果表明:考虑布朗运动时壁面时均Nu数均大于不考虑布朗运动时的相应值;不考虑布朗运动时,时均Nu数均随Φ的增大而增大;而考虑布朗运动时,当Ra数较小时,时均Nu数均随Φ的增大而增大,而Ra数较大时,存在有最佳的Φ值,可使时均Nu数达到最大值.

摘要： 纳米流体中颗粒粒度和运动速度对纳米流体的导热性能有很大影响。因此,纳米流体中纳米颗粒的运动特征、粒度和浓度分布信息的测量非常重要。本文将激光自混频技术应用于纳米流体中,并对两种特殊情况进行了实验研究。纯布朗运动情况下,该技术能够很好地测量亚微米级以下标准颗粒,能很好地区分全脱脂和半脱脂牛奶,能很好地辨别变质前后的牛奶;纯定向流动情况下,当光散射矢量与定向流动速度垂直导致多普勒效应消失时,不同流速仍能对应不同的功率谱曲线,可望从中提取速度的信息。

摘要： 该文综述布朗运动数学研究中的若干新进展,主要讨论高维布朗运动首中与末离的分布;趋于无穷远的行为;以及多参数无穷维布朗运动的一些性质.

摘要： 针对飞机五边平行进近时飞行冲突,本文提出了一种五边平行进近飞行冲突定量分析模型.该模型通过飞机在任意时刻的标称位置坐标与因不确定性因素导致的航迹偏移量之和,形成飞机任意时刻真实位置坐标,获得任意时刻两架飞机之间的距离,基于此推导出飞机在五边平行进近时冲突风险计算公式.在分析不确定性因素导致航迹偏离时,提出了一种基于布朗运动的随机过程来描述因干扰因素导致飞机随机运动的方法.在建立模型后使用蒙特卡罗仿真方法计算飞行冲突概率.

摘要： 本文在应用分形理论对凝聚态A12O3夹杂物形貌结构进行定量分析的基础上，建立了不同尺寸形貌凝聚态Al2O3布朗运动的控制方程。使用Matlab编程,对不同初始条件下钢液中微观区域内A12O3夹杂物颗粒之间布朗碰撞聚合过程进行了可视化数值模拟研究.研究结果表明:钢液中微观区域内细小Al2O3夹杂物颗粒的布朗运动是大尺寸凝聚态Al2O3生成的重要原因.夹杂物粒子体积浓度和布朗运动步长对其布朗碰撞聚合过程影响较大.在高体积浓度、大运动步长的条件下，Al2O3夹杂物颗粒之间的布朗凝聚速率较大,同时更容易形成大尺寸、结构致密的凝聚态A12O3.

摘要： Burgers方程是最简单的非线性对流扩散模型,广泛地出现在湍流,传(略)气,水资源污染等众多领域;同时Burgers 方程可以作为流体动力学中Navier-Stokes力程的简化数学模型方程,亦可以作为浅水波等问题的数学模型,具有广泛的应用背景.因此,对Burgers方程的研究有非常重要的意义,特别是随机Burgers方程的研究.近年来,大部分学者主要研究一维的Burgers方程和由布朗运动驱动的随机Burgers方程,而对多维的和由levy过程驱动的研究甚少.本文运用压缩映像原理和热半群性质,分别在圆环和全空间上,证明了当初值属于Lp时,由levy过程驱动的随机Burgers方程强解q局部存在性.

摘要： 本文以Al2O3-EG纳米流体为研究对象，进行了梯形封闭腔内自然对流传热的数值模拟，讨论了封闭腔高宽比、瑞利数(5×103-5×106)，以及纳米颗粒体积分数与布朗运动对自然对流传热特性的影响。论文的研究结果验证了布朗运动对纳米流体自然对流有强化作用，分析了纳米流体在布朗运动下的传热机理。采用最小二乘法进行数据拟合，分别得到热壁面平均努赛尔数与封闭腔尺寸比及瑞利数的关联式。

摘要： 采用有限容积法对矩形腔内纳米流体Rayleigh-Bénard对流进行了数值模拟研究，分析了Rayleigh（Ra）数、体积份额、宽高比、布朗运动等因素对流动的发生以及对流发生后的流动和传热的影响。结果表明：对流发生的临界Ra数随体积份额的增大而增大，随宽高比的增大而减小；纳米颗粒的加入使得流体粘性增大，表现出更好的稳定性；增大纳米流体体积份额并不一定会强化传热，在Ra数一定的情况，平均Nusselt数随体积份额的增加先增大、后减小。

摘要： 本文较全面地概述了纳米乳液的制作方法、理化性质、乳液粒径分析及检验，以及在个人护理等方面的配方研究方向和应用前景。

摘要： 本申请实施例公开了一种基于分形布朗运动模型的作画方法及装置。本申请实施例提供的技术方案，通过预设基础图形供用户选择，实时确定用户所选择的基础图形，并根据用户在作画区域的触控操作，在作画区域的对应位置生成对应的基础图形。采用上述技术手段，可以简化用户在绘画过程中繁杂的操作，通过选中基础图形并确定基础图形的放置位置即可快速完成绘画作品的绘制，以此来降低绘画的学习和操作成本。此外，本申请实施例的基础图形根据分形布朗运动模型随机选择生成方向并绘制在作画区域上，以此可保障各基础图形的自相似性，并增加绘画的趣味性。

摘要： 本发明公开了一种测量量子点布朗运动速率的光学装置及方法，本发明用于探测没有浓度和温度梯度的量子点溶液中量子点在激光场驱动下以及无激光辐照时布朗运动的扩散时间。其方法是利用添加了空穴俘获剂1‑新硫醇的CdSe胶体量子点中长寿命荷电态来研究溶液中量子点在激光场驱动或者无激光辐照时布朗运动的扩散时间。通过测量探测位置处荷电量子点的自旋信号振幅，从而获得不同荷电泵浦脉冲功率驱动下，荷电态量子点扩散到探测位置处的时间。获知扩散速率随荷电泵浦脉冲功率依赖关系，进行线性拟合，得到的截距即为量子点在没有光驱动下的布朗运动直移扩散速率。

摘要： 本发明属于表面粗糙度检测技术领域，具体涉及一种基于小波布朗运动纹理融合模型测量表面粗糙度的方法，包括以下步骤：(1)获取激光散斑图像；(2)确定最优小波基函数；(3)确定最优小波分解层数；(4)对获取的激光散斑图像进行二维小波分解；(5)利用小波布朗运动纹理融合的方法进行建模分析，获得数学模型；(6)将待测工件的表面纹理特征参数代入步骤(5)所获取的数学模型中，计算得到待测工件表面的粗糙度；本发明在实践与理论方面利用小波与布朗运动纹理融合的方法建立了激光散斑图像纹理特征参数与表征表面粗糙度参数之间的数学模型，从而通过单幅激光散斑图像便可对待测工件的表面粗糙度进行在线、快速、非接触式的测量。

摘要： 本发明公开了一种真随机数发生器，其包括随机数采集单元和随机数生成单元。所述随机数采集单元包括：耐高压的封闭透明液体池，其内盛有做布朗运动的颗粒形成的混合物；高速显微成像设备，其周期性地拍摄所述混合物内部切面以获得多帧图片。所述随机数生成单元包括：数字化处理器，其处理所述多帧图片，以得到初步随机数串A0；后处理器，其对A0进行处理，以得到随机数列。

摘要： 本发明涉及机电设备寿命预测领域，公开了一种基于多隐藏状态分数布朗运动的设备剩余寿命预测方法，解决传统基于分数布朗运动的设备剩余寿命预测方法中只考虑到当前的观测值，设备寿命预测精度低的问题。首先根据设备的寿命退化趋势选取非线性函数，确定非线性分数布朗运动模型，将非线性函数中的参数当作隐藏状态；再将非线性分数布朗运动模型转换为非线性布朗运动模型；再对训练数据进行曲线拟合，得到隐藏状态均值的初始值；再迭代更新隐藏状态的均值和方差，得到隐藏状态的分布函数；再推导第一次冲击时间的后验概率密度分布；最后用第一次冲击时间的后验概率密度分布进行寿命预测。本发明适用于机电设备的剩余有效寿命预测。

摘要： 本发明公开了一种基于分形布朗运动的干涉SAR影像仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1，基于分形布朗运动(fBm)仿真SAR影像的外接DEM；步骤S2，使用在步骤S1仿真的所述SAR影像的外接DEM仿真所述SAR影像的相位；步骤S3，使用在步骤S1仿真的所述SAR影像的外接DEM仿真所述SAR影像的振幅；步骤S4，基于步骤S2仿真得到的SAR影像的相位和步骤S3仿真得到的SAR影像的振幅，仿真所述SAR影像。本发明仿真过程中采用的参数具有极好的工程应用性，能够确保所有的误差来源不会与干涉几何状态有太大关联，从而使得研究人员能够基于本发明得到更为精确的误差仿真结论。

摘要： 本发明涉及一种基于类布朗运动模型的激光消相干方法，包括以下步骤：制备柱形导光棒；采用导光棒材料光敏波长的对应激光对所述导光棒的侧面进行辐照，以在导光棒侧面微纳米量级的厚度上产生随机折射率分布面光栅，形成随机折射率分布面光栅导光棒；且随机折射率分布面光栅导光棒侧面的随机折射率服从正态分布；故p偏振和s偏振的激光在所述随机折射率分布面光栅导光棒中发生全反射对应产生的相位改变也服从正态分布，因而出射光线多次全反射累积相位改变也服从正态分布，出射光线之间没有固定的相位关系，实现消相干。本发明通过改变随机折射率分布面光栅导光棒出射光线相位关系实现激光消相干，解决了现有消相干技术成本高和能量损失大等问题。

摘要： 本发明提供一种基于分数布朗运动的管道建模方法。所述方法包括如下步骤：设定初始断裂面参数，所述初始断裂面参数包括四个角点的初始坐标且z轴的值服从第一高斯分布步骤S2、对四个角点的初始坐标进行第一次线性插值，得到初始断裂面的四条边的中点坐标及中心点坐标，同时更新第一高斯分布；步骤S3、以步骤S2为基本递归过程，对初始断裂面再进行n‑1次线性插值，生成一个节点数为(2n+1)2、大小为2n×2n的目标断裂面，并更新第一高斯分布；步骤S4、根据赫斯特指数确定分形维数，并将所述分形维数和目标断裂面输入预设的建模算法中，生成三维的管道模型，能够有效的完成管道的建模，提升管道建模的准确性。

摘要： 本发明公开了一种真随机数发生器，其包括随机数采集单元和随机数生成单元。所述随机数采集单元包括：耐高压的封闭透明液体池，其内盛有做布朗运动的颗粒形成的混合物；高速显微成像设备，其周期性地拍摄所述混合物内部切面以获得多帧图片。所述随机数生成单元包括：数字化处理器，其处理所述多帧图片，以得到初步随机数串A0；后处理器，其对A0进行处理，以得到随机数列。

摘要： 本实用新型公开了一种布朗运动互动体验装置，包括底板、水平设置在底板上的支撑板，支撑板的四周设置有旋转驱动机构，支撑板上设置有悬浮粒子和若干的小球。旋转驱动机构包括首尾相接且分别水平设置在支撑板四边的第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，相邻的两个转轴之间通过锥齿轮组件联动，其中一个转轴的端部连接有电机。本实用新型提供的布朗运动互动体验装置，能够更加直观的认识布朗运动，增加了人们对其科学原理的了解，本方案提出的科普装置，实现其科学原理的直观展现，增加了互动的趣味。