物理建模

摘要： 通过建模定量研究能实现“磁聚焦”的匀强磁场区域的最小面积并应用到2009年高考海南卷和2021年高考湖南卷的高考题解答中.

摘要： 借助数轴透析"两个物体分别放入一种液体"和"两个物体分别放入两种液体"中的浮力比值问题,直观地将两种情况下浮力的比值问题呈现其中,通过建立思维模型、化抽象为具象,以期为学生关键能力的提升提供可靠路径.

摘要： 基于核心素养的发展阐述习题教学中科学思维培养的必要性,并以2021年福建省普通高中学业水平选择性考试试题为例,论述了物理习题教学过程中如何提升学生科学思维中的建模能力、推理能力、论证能力以及质疑创新能力。

摘要： 电磁感应中的图像问题能够很好地考查学生物理建模、推理运算、数形结合等综合处理物理问题的能力,集中反映学生的物理观念、科学思维等物理学科核心素养,已经成为近些年高考考查的热门内容.本文以电磁感应问题中经常出现的三种模型为例,详细讨论微分思想在处理图像问题中的应用.

摘要： 近些年,新一代信息技术被广泛应用于风电产业之中,数字化、智能化已成为风电产业发展的主要趋势之一。在选址环节,基于中尺度建模技术、卫星遥感物理建模技术和高精度风电场微观选址技术,智慧选址模式正在逐步取代费时、低效的传统方式。在运行中,借助现有技术,通过感知并预测所处环境变化,系统能够自动采取不同控制策略,做到降载增寿,提高发电效率。在运维环节,通过在风电场安装状态监测和故障诊断系统,结合资产完整性管理理念,故障维修已经从事后转向事前,逐步走向预防性维护,并开始在运维方案定制和成本优化方面发挥作用。这些手段有效推动了风电发电效率的提高以及整体成本的下降。

摘要： 本文定位在一篇电化学双电层(EDL)理论建模方面入门级文章。我们首先简要介绍了EDL的基本特征,简述了EDL理论建模的发展历史,特别是D.C.Grahame之后近几十年的发展历史。然后,我们依次介绍了平衡状态和动态下不同复杂度的EDL模型。作为一篇入门级文章,我们尽可能详细地阐释理论模型的物理图像、假设、数学推导、形式分析、数值分析,并附上Matlab仿真代码。平衡状态下的模型包括Gouy-Chapman-Stern(GCS)模型,Bikerman-Poisson-Boltzmann(BPB)模型,和非对称离子尺寸模型。我们强调GCS模型和BPB模型在处理离子有限尺寸上存在一个微妙的不同。GCS模型通过人为引入Helmholtz平面来考虑离子有限尺寸,但在Helmholtz平面内及弥散层内却依然采用没有考虑离子尺寸效应的Poisson-Boltzmann理论,因而此处的离子浓度可以无限大。与之不同,BPB模型通过格子气体方法,能够自洽描述离子有限尺寸效应。不同以往直接采用Poisson-Nernst-Planck方程描述EDL动态行为,我们从EDL的巨势出发,运用基本的泛函分析方法,推导了一个考虑离子有限尺寸的EDL动态模型。这一理论方法拓展性好。读者可以根据研究对象的需要,建立不同复杂度的EDL动态模型。最后,我们基于EDL动态模型,推导了EDL的电化学阻抗谱理论模型,以试图向读者展示如何从一个时域物理模型出发,推导相应的阻抗谱物理模型。读者若想要踏进理论电化学这个美丽的花园,根据我们自己学习和研究的经验,一个可行的方式是拿起纸和笔来开始推导本文所介绍的这些模型。

摘要： 环境声音作为日常生活中分布最为广泛的一类声音,是人们获取外部信息的重要来源.近十几年来,随着用户对虚拟场景真实度要求不断提升,为虚拟场景打造同步、真实的环境音效已成为构建高度沉浸式虚拟环境不可或缺的一部分.其中环境声源仿真作为打造真实感虚拟环境音效的基石,得到了研究人员的广泛关注与探索.与传统的人工声源仿真相比,通过算法程序合成具有高真实感的环境声音,不仅可以实现随用户视角变化而变化的交互式声音效果,提升游戏、动画和虚拟现实等虚拟场景的用户沉浸感,而且也避免了繁杂的调音、剪辑等工作,极大地降低了人力资源的消耗.本文对应用于虚拟场景中的环境声源仿真方法进行分类和总结,从研究背景、应用领域、基本原理、技术手段等多个角度做了比较全面的综述.首先讨论了环境声源仿真的理论研究价值和应用前景,概述了这一个多学科融合的研究领域.然后,从不同声音模型的基本原理出发,分析了物理声学模型与心理声学模型对于环境声源仿真方法设计、研究内容等方面产生的影响.其次,依据声源模型构造策略不同,从基于物理模型、基于信号模型、基于混合模型以及基于深度学习模型这四大类对现有环境声源仿真方法进行分析,分别讨论了基于每一类模型的环境声源仿真方法的发展趋势、技术创新性与局限性.最后,从算法输入参数、算法效率、仿真结果质量等方面横向比较了不同类别方法的优势与劣势,总结了现有环境声源仿真领域所面临的主要问题与挑战,并对未来研究方向进行了展望.

摘要： 以2021年高考全国甲喜第25题为例,结合核心素养和高考评价体系,通过轨迹控制法。解决带电粒子在匀强电场中的类平抛运动(方法先分解后合威)和带电粒子在匀强磁场中的运动(方法四步三模两演绎),谈如何破解带电粒子在組合场中的运动。

摘要： 牛顿水桶效应可以通过考查旋转等势面在旋转桶中的应用来推广.在这项研究中,我们在理论上和实验上对牛顿水桶实验及其物理建模和实际应用等进行了全面的分析和解释,与时俱进于现代科学技术的两极发展.此外,旋转等势面的概念可用来为相对性和绝对性统一的物理测试实验提供一种有效的分析方法.研究结果表明,旋转等势面的物理模型可用于分析旋转水流受地球重力场的影响.我们认为旋转等势面为可控方式克服现代近水及河心建筑的选址相关大尺度问题挑战提供了可能性,并且可以发现自然工程有效地控制洪流的应用.

摘要： 初中物理教学中,常听学生抱怨“物理难”,究其根源,在于学生没能跨越“物理现象”与“物理原理”之间的鸿沟,也就是“物理思维”。依据物理核心素养的培养要求,从情境创设、物理建模、科学求证及质疑创新等几个方面,阐述在初中物理课堂教学中提升学生思维能力的实践与思考。

摘要： 地埋管换热器中的传热是一个复杂的、非稳态的传热过程,传热模型的研究一直是地源热泵空调系统的技术难点,也是该项技术研究的核心和应用的基础.相对于传统的解析理论而言,以离散化数值计算为基础的传热模型,可以考虑比较接近现实的情况,但是由于地源井负荷随时间变化,所涉及的时间至少为数月甚至数年,同时埋管布置形式带来了几何上的复杂性,导致这一问题的研究涉及广泛的时间尺度和空间尺度对于这样一个跨越多个时间和空间尺度的动态传热问题,显然传统的数值计算思路必然要面对庞大的计算规模,若按三维非稳态导热问题进行数值计算将耗费大量的计算时间,如果再考虑对流则困难更大.在当前的计算条件下,用数值计算方法直接进行实际工程问题的设计计算几乎是不可行的,同时对于实际工程问题而言也是不必要的.一个有意义的问题是能否给出高效快速模拟方法,使得模拟结果能够抓住这一问题的关键物理过程,同时计算结果也具有工程要求的精度?基于此,对地埋管—岩土动态耦合换热过程进行详细的物理建模,利用解析解和数值法混合求解的手段描述地埋管运行过程造成的岩土温度动态响应,提出了一种地埋管换热器的高效快速模拟方法,并研制了数值模拟程序CL_GLoop.

摘要： 砂岩储层是目前最重要的油气储层类型.超声波条件下干岩、水饱和和油饱和三种砂岩类型的P波和S波速度测量及油水混合相时不同含水饱和度下砂岩速度频散,以及砂岩中的岩石物理建模等问题的研究有很大的意义.本文分析了Vp、Vs相关性并用Biot-Gassmann方程预测了不同条件下的Vp、Vs,跟实际测量值对比分析得到误差;利用常胶结模型结合Gassmann流体替换公式修正后预测实验地区的砂岩速度与孔隙度关系式,得到了较好的结果,误差范围控制在2％以内.

摘要： 本文提出了一种物理建模的方法用于高压换流阀组件中的主设备饱和电抗器的建模。该方法以元件的电气结构、物理特性和元件尺寸为基础,建立物理实物所对应的电路拓扑结构,并计算电路中各参数。与数学建模相比较,该模型更准确、直观、且有物理意义。给出了对阀元件进行测量的实例,测量结果与仿真结果相吻合,验证了本文建模方法的正确性。

摘要： 从物理建模和行为建模两方面探讨了飞机建模需要考虑的要点和方法,并分析了飞机的不同飞行模式,提出了飞行计算中的曲率飞行的简单处理方法,以及飞机的一些基本的行为的建模.

摘要： 岩石物理建模方法、横波预测以及岩石物理特性分析是岩石物理学的重要研究内容,是测井和地震储层预测的重要桥梁,对于研究地层岩石弹性属性和力学特性具有重要意义.有机页岩孔结构复杂,矿物成分多样,流体的赋存方式与常规油气藏大相径庭,原有的岩石物理模型和横波预测方法不能照搬适用,其岩石物理特性需要进一步研究.

摘要： 声子玻璃(Phononic glass)是一种新型的水下吸声材料,具有复杂的内部结构.本文将在一维物理模型的基础上建立声子玻璃的二维物理模型,并通过模拟泡沫铜基声子玻璃,探索二维模型中横向单元与其他角度振动模式对带隙的影响.

摘要： 现代产品的开发需要多领域建模仿真工具支持。分析了AMESim/Modelica 模块在多领域系统级建模仿真方面的优势。以汽车电动助力转向系统（EPS) 为例，采用图形化物理建模方式在AMESim 中建立了系统模型，并用多领域统一仿真建模语言Modelica 编写的模型替换了部分模型，分析了转向过程中系统参数对转向性能的影响。仿真结果表明: AMESim/Modelica 模块建立的电动助力转向系统模型的可读性好，同时Modelica 建立的子模型重用性好，该方法是一种直观化、易操作的设计方法。

摘要： 关于车辆ABS系统建模优化问题,传统的建模方法缺少具体的车辆组件模型和完善的物理系统模型,且纯数学理论模型较晦涩和理想化.为解决上述问题,提出一种基于Simscape的物理系统建模方法,可以支持不同类型物理系统的复杂过程的混合建模和仿真,比传统模型更具物理性和更切合实际情况,且构建的车辆组件模型具有独立性和通用性.为验证物理系统模型的正确性和真实性,针对干沥青、湿泥土和积雪三种路面条件的刹车过程进行了仿真研究.仿真结果表明,利用Simscape搭建的物理模型是真实可靠的,更有利于对ABS系统高效快捷地开展相关的动力学分析.

摘要： 关于车辆ABS系统建模优化问题,传统的建模方法缺少具体的车辆组件模型和完善的物理系统模型,且纯数学理论模型较晦涩和理想化.为解决上述问题,提出一种基于Simscape的物理系统建模方法,可以支持不同类型物理系统的复杂过程的混合建模和仿真,比传统模型更具物理性和更切合实际情况,且构建的车辆组件模型具有独立性和通用性.为验证物理系统模型的正确性和真实性,针对干沥青、湿泥土和积雪三种路面条件的刹车过程进行了仿真研究.仿真结果表明,利用Simscape搭建的物理模型是真实可靠的,更有利于对ABS系统高效快捷地开展相关的动力学分析.

摘要： 关于车辆ABS系统建模优化问题,传统的建模方法缺少具体的车辆组件模型和完善的物理系统模型,且纯数学理论模型较晦涩和理想化.为解决上述问题,提出一种基于Simscape的物理系统建模方法,可以支持不同类型物理系统的复杂过程的混合建模和仿真,比传统模型更具物理性和更切合实际情况,且构建的车辆组件模型具有独立性和通用性.为验证物理系统模型的正确性和真实性,针对干沥青、湿泥土和积雪三种路面条件的刹车过程进行了仿真研究.仿真结果表明,利用Simscape搭建的物理模型是真实可靠的,更有利于对ABS系统高效快捷地开展相关的动力学分析.

摘要： 本发明提供了用于脑功能的组合动态因果建模和生物物理学建模的方法、系统和设备，包括在计算机存储介质上编码的计算机程序。尤其是，所揭示的脑功能建模方法可用于通过两种或更多种方法(例如功能性神经成像和电生理学技术)整合脑功能测量。本发明使用了顺序模型拟合来提高建模精度，以生成更综合的脑神经元电路模型。

摘要： 本发明公开了一种信息物理系统薄弱环节辨识与模拟致瘫方法及装置，本方法首先分析电网的薄弱节点，然后基于薄弱环节的评估指标，如基于潮流计算的状态类指标(线路负载率、发电机出力比率等)、考虑经济因素的经济类指标(负荷损失率、机组调节经济成本等)以及由此演变产生的综合类指标，针对电力信息物理系统构建了全网攻击模型以及局部攻击模型下的多重攻击策略，最终通过衡量经济成本损失和系统损坏程度评估攻击效果，所提方法能够为攻击效果最大化提供有效的理论支撑，具备一定的实际工程应用价值。

摘要： 本发明涉及一种综合能源信息物理系统的分层建模方法及模型分析方法，从功能层面划分，将综合能源信息物理系统分为能源层、传输层和信息层，基于统一能路理论，将三个能源网络的能量流方程表示为统一的网络矩阵方程；建立描述数据传输过程的传输层模型；建立描述控制中心优化决策过程的信息层模型；为实现该模型中能量流与信息流的混合求解，提出了综合能源信息物理系统的能量‑信息流混合计算方法；通过综合能源系统算例分别在稳态场景和信息物理协同攻击场景下对能源网络进行安全性分析。与现有技术相比，本发明对信息物理融合背景下综合能源系统建模方法进行探索，未来可进一步从不同角度评估信息流与能量流之间的相互影响。

摘要： 本发明涉及岩石物理与储层地球物理技术领域，尤其涉及一种岩石物理面建模方法、系统、存储介质和电子设备，方法包括：将沿测井轴向的碳酸盐岩的弹性模量赋予岩石基质，并将沿测井轴向的碳酸盐岩的预设孔隙和/或预设裂隙添加到岩石基质中，得到岩石干骨架；并在岩石干骨架中添加流体的参数数据，计算含有流体的碳酸盐岩的波响应特征，建立含有流体的碳酸盐岩的物理点模型，对多个测井所分别对应的物理点模型进行统一，得到含有流体的碳酸盐岩的物理面模型，结合点和线建模方法的优势，实现高精度、统一的岩石物理面建模，且适用于复杂碳酸盐岩储层等的面建模。

摘要： 本发明公开了一种多物理场耦合的高压开关柜数字化建模方法，涉及高压开关柜技术领域，本发明通过分别对开关柜各电气设备进行三维扫描，数据关联以及调整等建立的三维实景模型，使得高压开关柜数字模型更为准确，解决了现有开关柜模型不准确的缺点。且本发明所提供的多物理场耦合的高压开关柜数字化建模方法，三维点云数据的采集采用三维激光扫描器进行扫描。三维激光扫描仪进行采集的数据使得模型更为准确。

摘要： 本发明公开了一种高压内啮合齿轮泵多物理场概率数字孪生建模方法，包括步骤为：S1、采集泵的流场信息、结构场信息、温度场信息和运行状态信息；S2、构建仿真模型；S3、构建数字孪生模型；S4、构建概率数字孪生模型；S5、交互反馈实体、数字孪生模型、概率数字孪生模型和数据库之间信息，迭代优化，构建的概率数字孪生模型可以对泵进行预测、优化和决策；本方法利用构建的数字孪生模型结合流‑固‑热多场仿真方法，可以得到更加精确的仿真结果，捕捉不确定性对高压内啮合齿轮泵的影响，可以更好的帮助预测、优化和决策。

摘要： 面向耦合物理场快速求解的真伪双重粒子模型建模方法，首先根据CAD构型各边界坐标和形状划分不同的面片，建立样条曲线节点矢量和几何控制点，并计算插值基函数，精细化后得到待求解物理问题的精确分析模型；再根据根据计算精度需求和物理场连续性要求，给定物理场粒子数量和排布方式，对物理场和分析域做粒子化离散；然后构建控制粒子信息与物理粒子信息之间的插值映射关系；再基于数值分析模型中的形状函数和边界对应的控制粒子的物理场信息的线性组合，标记分析域的边界层，施加边界条件，施加物理粒子物性及相互作用，形成面向耦合物理场快速求解的真伪双重粒子模型；本发明以少量自由度完成偏微分方程解算，获得高连续性物理场分布的数值。

摘要： 本发明提供一种考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，包括：步骤1，获取岩石矿物的弹性模量；步骤2，获取测井解释结果；步骤3，改进V‑R‑H模型计算岩石骨架模量；步骤4，计算干岩石弹性模量；步骤5，分别计算油、水的体积模量；步骤6，计算油、水混合之后的混合流体模量；步骤7，计算饱和岩石的弹性模量；步骤8，计算弱固结砂岩的纵波速度。该考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法对现有的岩石骨架计算模型进行改进，提出了岩石固结因子的概念，提高了岩石物理模型的适用性，对浅层弱固结岩石的纵波速度计算有较好的应用效果。

摘要： 公开了海域天然气水合物的岩石物理建模方法、电子设备及介质。该方法可以包括：计算疏松沉积物在临界孔隙度状态下的弹性模量；计算疏松沉积物在实际孔隙度条件下的弹性模量；计算疏松沉积物饱和混合流体的弹性模量；以及计算获得地层的纵横波速度。通过对几口海域天然气水合物探井的岩石物理建模结果进行分析，发现提出的建模方法具有较高的纵横波速度估算精度，在不对测井评价曲线进行修改的条件下，仍可以得到较高精度的纵横波估算结果。且在一个地区内，对多口井使用一组参数即可以获得可接受的建模结果，表明了本发明的方法流程具有高精度、高可靠性、易实现的特点。

摘要： 本申请公开了一种吸收衰减岩石物理建模方法、装置、电子设备及介质。该方法可以包括：设定岩石孔隙为双孔隙结构包括硬孔隙度和软孔隙度；计算岩石骨架的等效弹性属性；计算岩石骨架中包含孔隙时岩石的等效弹性模量，先后加入硬孔隙、软孔隙；计算模型介质孔隙中包含水的弹性模量及衰减属性参数值，完成建模。本发明能够有效和准确的获取岩石的衰减属性，同时能够得到岩石的孔隙结构以及不同频率下的衰减属性特征，为建立衰减属性和岩石物理参数之间的关联提供了有效的途径。