物理机制

摘要： 20世纪60年代初期,Tóth基于定水头上边界条件推导出解析解,得出多级次地下水流系统,是水文地质学里程碑式的突破,成功地解决了一系列理论和实际问题。但Tóth解析解存在的缺陷也长期沿袭:单纯重视数学模拟而忽视物理机制;将地形控制地下水位看成是普适性规律;忽视给定水头上边界数学模拟的失真。这些缺陷,尤其是忽视物理机制探究,不仅妨碍Tóth理论自身发展,而且导致地下水流系统理论尚未被国际水文地质界普遍接受。参照河流动力学中应用的最小能耗率原理,类比提出地下水流最小能耗率的表达式。基于已有的通量上边界地下水流模式数值模拟结果,进一步探究物理机制,归纳得出地下水流系统遵循最小能耗率原理的结论。

摘要： 跨海微波超视距远距离传播深受探测和通信领域的重视,其机制分析和规律观测有重要意义.本文对跨海微波超视距远距离传播的机制和有关原理进行了分析,对2019-09开展的C波段和X波段微波昼间跨海面超视距远距离传播试验进行了研究;利用试验测试记录和期间的气象站风观测数据,对试验期间观测到的C波段不同距离线路和X波段50 km线路上白昼的传播规律和机制做了总结分析.本文结论可供对流层微波超视距远距离传播(大气波导传播和散射传播)研究或应用的系统设计、数据分析和机制研究等参考使用,特别是跨海的试验测试可以直接运用.

摘要： 数据密集研究范式主导的数据水文学正在成为水文研究的一个重要方向,而善于从大量数据中挖掘规律的深度学习理论推动了近年来数据驱动水文预报的研究热潮,并不断和水文学科融合,逐步成为数据水文学的重要研究方法体系。从深度学习与水文预报学科交叉的角度,简要介绍水文领域常用深度学习模型的原理与结构及其应用于水文预报中的一般建模方法,在此基础上进一步介绍深度学习与水文物理机制整合的基本方法,以期为相关研究人员开展深度学习水文预报研究提供有益参考。

摘要： 深度学习在数据驱动水文模型方向的应用研究是当前水文预报的研究热点。综述近期深度学习模型在水文预报中的应用研究进展,归纳以往数据驱动模型未表现出的新特点,分析深度学习在水利工程影响下水文建模、不确定性分析等问题中的应用潜力以及深度学习水文预报模型解释的知识发现作用。从物理机制模型中融入深度学习和物理机制指导的深度学习两方面讨论深度学习与水文物理机制整合的研究实例。总结深度学习水文预报研究仍面临的重要挑战,展望可能的发展趋势,以期为深度学习在水文预报中的研究发展提供有效参考。

摘要： 电磁波谱中的太赫兹波段拥有许多比传统光源更独特的性质,在生物、材料、安检和通信等领域有着非常重要的研究价值,而高功率和高效率的太赫兹辐射源则是太赫兹技术转化为实际生产力的一个重要因素和前提条件.文章分别从以气体、固体和液体作为激发介质的角度,总结了激光与不同激发介质相互作用产生太赫兹波的研究进展.对气体介质中常用的四波混频、有质动力、切伦科夫和光电流模型的物理机制以及固体介质中的光电导和光整流模型的物理机制进行了详细撰述,并对影响这几种激发介质产生出太赫兹波的因素进行了分析与总结.最后,对液体激发介质产生出太赫兹辐射源的方法进行了展望.

摘要： 结合近50年来国内外的理论研究进展,梳理了4种混凝土疲劳问题的分析方法,归纳总结了各方法中具有代表性的研究成果,讨论了各方法的优缺点,指出了物理机制在进一步研究中的重要性.

摘要： 伪火花放电是一种工作于巴申曲线左半支、引燃于空心阴极结构、具有弥散的主放电通道的特殊低气压放电,在脉冲功率和等离子体等领域得到广泛应用.该文综述了近年来有关伪火花放电物理机制和典型应用的研究.首先分析伪火花放电主要过程的典型特征、微观机制和影响因素,依次为预放电、空心阴极放电、超密集辉光放电和真空电弧放电四个阶段;其次讨论当前伪火花放电研究中仍存在的问题,如电流淬灭和阻抗波动等;然后介绍伪火花放电的典型应用,包括伪火花开关、电子束源、极紫外光源等,并着重介绍相关装置的参数水平和技术特点;最后探讨伪火花放电研究今后的发展趋势.

摘要： 随着气候变化与人类活动作用的加剧,流域水资源受变化环境的影响愈加显著.研究变化环境下的流域水资源系统变化特征及需水预测对支撑流域水资源管理与合理配置具有重要的指导意义.基于系统动力学原理,耦合了考虑物理机制的需水预测方法,建立水资源系统模型,以黄河流域为例,分析了多因子驱动及多要素胁迫作用下黄河流域水资源系统变化特征,采用MPI气候模式预估的未来气温、降水结果及未来流域5种不同的经济社会发展情形,预测了黄河流域2017—2030年的水资源供需演变趋势.结果表明:①黄河流域的生活需水量随着流域人口及人均用水需求的增加不断增长.随着产业结构调整,工业需水量呈现缓慢减少态势,生态及三产需水量逐年增加,农业灌溉需水量呈下降趋势;②在加强流域水资源管理力度、增加节水技术投资的前提下,保障流域经济、社会协调发展,注重发展经济的同时兼顾流域生态环境保护,满足黄河流域下一阶段的经济社会可持续发展的要求;③为保障黄河流域水资源可持续发展,实现黄河流域生态保护和高质量发展,需要调整流域水资源管理策略,提高节水程度,促进流域产业结构优化.

摘要： 本文利用美国航空航天局戈达德空间研究所地表气温、美国国家海洋和大气局—环境科学协作研究所20世纪再分析资料,以及第六次国际耦合模式比较计划的多模式Historical试验结果,去除外强迫影响后,研究1910/1911～2019/2020年冬季(DJF)欧亚中高纬地区"暖北极—冷欧亚"(WACE)模态的年代际变化特征及其物理原因.结果表明:WACE具有显著的年代际变化,在WACE正位相时期,乌拉尔阻塞发生频率偏高,有利于热量向极区输送使得极区出现异常暖平流,且水汽向极区输送导致极区水汽辐合,向下长波辐射增加,另外对流活动增强导致潜热释放,进而极区温度上升.与此同时,极涡及欧亚大陆西风减弱且乌拉尔阻塞发生频率偏高,有利于冷空气侵袭欧亚大陆造成异常冷平流,且欧亚地区水汽辐散,向下长波辐射减少,对流活动减弱进而潜热释放减少,导致欧亚大陆温度降低.最后利用CAM3.0大气环流模式模拟了北大西洋海温正异常对WACE的影响,模式结果与统计结果相符合,进一步说明了北大西洋海温正异常可以通过强迫低层与高层大气环流异常,导致极区水汽辐合,欧亚大陆水汽辐散,进而影响WACE的年代际变化.

摘要： 该研究以气象学、气候学、地理学、水文学、生态学、环境科学的基本理论为基础,借助历史文献查询、野外观测调查、遥感反演、气候模型模拟、统计学分析、空间分析、空间尺度转换等技术和方法,以我国寒区黑龙江省和松嫩平原为研究区,研究其百年序列土地利用/覆被变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)特征及对气候、生态环境质量的影响,并揭示其影响机制.结果表明:1900s-2010s黑龙江省土地利用时空分布格局发生了显著变化,以耕地面积扩张,林地、草地和湿地面积减少为主要变化方式,LUCC变化面积占全省总面积的48.01％;这期间LUCC对气温的影响整体表现为降温效应,对减缓黑龙江省升温的贡献为25.57％,LUCC虽然对黑龙江省气温产生空间变化异质性,但没有改变气温纬向性空间分布特征.过去百年黑龙江省森林面积减少对极端高温和极端低温产生显著影响,表现为暖昼日数等极端高温指数增加、冷昼日数等极端低温指数减少、日极端最低气温的极高值升高.农田扩张对年降水量无显著影响,但显著增加了植被蒸散量和植被截留蒸散量,使径流和下渗水量显著减少,对土壤来说,水分的收入项大于通过地表蒸发量的损失项,土壤逐渐变干.黑龙江省是我国绿色植被生产氧气量最多的省份之一,近百年来因森林面积下降使森林氧气量减少了5,621.560万t,西南部由百年前的氧气生产量最高区变为最低区,三江平原森林氧气生产区域明显减少.

摘要： 研究泥沙运动物理机制及模拟方法具有重要的理论和实践意义.本文以粗粉砂与细沙为对象,分析了泥沙运动的物理机制,包括泥沙自身特性、制约沉速、层化制紊效应(水沙相互作用)、床面形态、动床阻力等.从数值模拟的角度,提出了粉砂-沙悬沙运动统一模拟方法,包括底部参考浓度、临界起动剪切力、不同床面的泥沙扩散系数、制约沉速和层化效应等,并DV模型证明提出的模拟方法是可行的.

摘要： 微间隙下带有弯曲表面电极的气体击穿特性将偏离传统帕邢曲线,此特性一般分为三个阶段:一个上升左支,一个平台区域和一个上升右支.本文使用了粒子-蒙特卡洛碰撞(PIC-MCC)模拟方法,研究了针-板电极微间隙下击穿电压的偏离特性的产生原因.文中模拟了击穿电压Vbr随电极间距d以及气压p的变化,并通过离子密度分布研究了其内在的物理机制.研究结果表明,在微米级间隙下,Vbr不再是pd乘积的函数而分别是d和p的函数.偏离的平台特性在Vbr随d和p的变化曲线中都被观测到,此现象是由于一种放电位置的自调制机制所导致的且由此机制确立了在变化的d和p下的平台出现条件.此外,离子增强场致发射机制的影响也通过理论计算加以考量,此机制仅在间隙距离低于一个临界值是才有效.因此,两种机制分别在较大间隙下导致了偏离的平台区与较小间隙下导致了偏离的左支.

摘要： 掺杂在半导体工业中具有非常重要的意义.传统的半导体掺杂方法有两种,即热扩散和离子注入.热扩散通常需要高温和很长时间,能耗巨大、效率低,而且高温加热过程中半导体材料很容易受到来自周围环境中杂质的玷污.本文延续上述工作，对上述等离子体室温掺杂方法的物理机制进行深入的研究。需要说明的是，在等离子体处理过程中，即便不在待掺材料上施加偏置电压，在待掺材料与等离子体界面也会产生鞘层，存在鞘层电压。等离子体中的杂质离子进入鞘层时被加速，注入到待掺材料中。

摘要： 双4维时空量子力学认为,能量量子化及量子跃迁(突变)假设,与正交归一数学物理方法,切断了相邻本征态之间的力学因果关联,并由此造成类空间隔的产生和本征态平行并存,量子叠加态有可寻的物理机制.量子测量将导致连续补偿作用的引入,相邻本征态之间力学因果关联的恢复,量子场向经典连续场的转变,双4维复时空向4维实时空的全域转换,量子态的非定域"坍缩"是在时空的全域转换中实现的.

摘要： 随着卫星观测数据的增多,人们得以对全球海平面温度进行实时观测.科研人员发现,过去30年间的热带海温变化存在着较强的纬向不均匀的形态,具体表现为热带大西洋、印度洋和西太平洋的强烈增温以及热带东太平洋的降温.东西反向的的热带海温变化进一步通过海气相互作用和大气波动等动力过程影响着全球的气候,引发了全球变暖停滞、极地海冰突变、以及中高纬极端气候事件增多等一系列气候变化,对全球气候系统的发展和演变具有重要的意义.另一方面,这一东西反向的偶际型的热带海温变化模态无法简单由温室气体增多造成的全球变暖来解释.因此热带偶际模态的归因研究具有重要的科学意义.在本文中，应用美国大气研究中心通用地球气候系统模式对这一系列过程进行模拟。在祸合气候系统中，将不同海域的海表温度变率同化进模式中，观察模式海表温度对不同海盆强迫的响应。模拟结果发现，热带大西洋区域的海温变率对整个热带三大洋偶极型海温模态的形成起到了至关重要的作用。在祸合模式模拟的基础上，我们进一步应用一组不同复杂程度的大气和海洋模式对这一过程的机制进行了研究和探讨，结果显示热带的强对流辐合过程、风-蒸发-海温反馈过程，以及比耶克尼斯反馈过程在热带偶极模态的形成过程中扮演着非常重要的作用。

摘要： 近年来,在研究硅和锗的发光特性时发现,低维纳米结构能使其能带发生变化并带来很强的PL发光,同时出现了大量关于硅锗低维纳米结构能带转换的理论研究.本文采用第一性原理,对硅和锗的一维纳米线、二维纳米薄膜进行系统的计算,展现硅和锗低维纳米结构的能带变化规律及其原因.通过计算发现，硅锗低维纳米结构的能带结构转换主要与硅(100)晶向和锗(111)晶向受限有关，而与硅(111)晶向和锗(110)晶向受限无关；硅(110)晶向和锗(100)晶向限制到厚度较小（几个原子层厚度）时，低维结构能隙可转化为直接带隙结构；硅(100)晶向和锗(111)晶向受限，在计算的厚度范围（小于7nm）内能隙可转化为直接带隙结构。硅锗低维纳米结构三个取向上受限的能带结构变化是不一样的，其物理机制很有趣。他们的能隙随受限方向尺寸的变化却基本相同，都遵循量子限制效应。

摘要： 人们已看到国家强大和人民幸福已主要由科技发展水平所决定,而拉曼光谱学是反映科技领先水平一个重要方面,因此,国产拉曼光谱仪要求具有世界领先水平是当然的事.有深厚的关于拉曼散射的物理基础和光栅光谱仪的光学基础,以及明确亟需发展的拉曼光谱仪的类型,就自然具备了做出世界领先水平拄曼光谱仪的条件.一方面,由于权威光谱仪器厂在仪器科学方面存在明显的不足,另一方面,又有成功研制世界先进的独一无二拉曼光谱仪的经验,首先，有深厚的关于拉曼散射的物理基础。能从振荡电偶极子模型正确理解拉曼散射的物理机制，并了解振荡电偶极子麦克斯韦理论方程的严格解，全面认识电磁场远场和近场的特性及其与拉曼光谱实验的关联。其次，有深刻的光栅光谱仪的光学基础。对衍射光栅的物理光学和谱仪结构的几何光学均有正确的理解。再次，对亟需发展的拉曼光谱仪的类型有清楚的认识，以便能集中力量进行重点突破。从科学技术和拉曼光谱发展角度看，对于可见光的光栅拉曼光谱仪，空心或液芯光纤遥测拉曼光谱仪和表面或针尖增强近场拉曼光谱仪应是亟需发展的类型。

摘要： '共旋'弦理论是用物理方法探索爱因斯坦晚年追寻引力与电磁力相统一的基础理论.它提出了"引力矩"和"电偶极子星球"二项新概念,可用其探索'厄尔尼诺'的物理机制.认为木星等巨行星和地球分别是带准正、负电荷的电偶极子星球,同时木星等星球对地表也存在'引力矩'作用.虽然木、地二星相隔遥远,仍存在相互作用.是太阳系星球轨道运动过程中的相互作用,形成'厄尔尼诺'灾害.由于行星运行事先可知,因此说"厄尔尼诺"灾害的预测和预防是能够实现的.

摘要： '共旋'弦理论是用物理方法探索爱因斯坦晚年追寻引力与电磁力相统一的基础理论.它提出了"引力矩"和"电偶极子星球"二项新概念,可用其探索'雾霾灾害'的物理机制.认为日、地星球均是电偶极子星球,日、地、月三星球的"引力矩"和"电偶极子星球"相互作用是造成'雾霾灾害'的主因,而人类的不当活动也是造成雾霾灾害的重要原因.认为人类要重视对"地电"的研究.它是形成地球上气候变化、雾霾等灾害主要因素.北半球的冬季是北半球上空的电离层下降时段,大气中的干性悬浮细颗粒污染物极易形成雾霾灾害.只要明确了形成雾霾的物理机制,人类一定能找到减缓雾霾灾害的频度,强度、影响面的科学方法.

摘要： 此前,针对玻璃和陶瓷等硬脆材料无法实现体加热热裂法切割加工等问题,本实验室提出了微波热裂法切割技术,实现了对透明(玻璃等)和非透明(SiC陶瓷等)硬脆材料体加热的热裂法切割,取得较高的切割效率和较好的切割质量.本文旨在基于上述结果,系统的揭示微波热裂法切割玻璃过程中的物理机制.该物理机制的实质是微波聚焦热源作用下的玻璃内部温度场分布和应力场分布等关键物理特征影响裂纹扩展过程的规律.因此,本文首先设计了一种长椭圆形微波聚焦物理模型和仿真分析理论及计算模型.利用有限差分计算软件CST计算了该仿真模型中的电磁场分布状态和玻璃内部热功率密度分布状态得出微波热源热功率密度空间分布方程.

摘要： 本发明一个或多个实施例提供一种处理器中物理内存保护机制的实现方法及装置，包括：根据取指令或者数据存取的访问指令计算指令或者数据的第一虚拟地址；根据第一虚拟地址查询翻译后备缓冲器，获取查询结果；如果查询结果为未命中翻译后备缓冲器，则通过页表查找部件根据第一虚拟地址进行物理地址翻译及物理内存保护机制检查，获取翻译结果，将翻译结果返回翻译后备缓冲器，重新查询翻译后备缓冲器；如果查询结果为命中翻译后备缓冲器，则获取翻译后的物理地址以及对应的访问权限信息；根据翻译后的物理地址和对应的访问权限信息执行访问指令。本发明能够减少指令执行路径上PMP查询带来的延迟，降低了功耗。

摘要： 本发明属于无线传输系统物理层技术领域，涉及基于物理层激励‑响应机制的物理层安全认证算法。首先引入单向哈希函数实现共享密钥的随机化，利用基于无线衰落信道特性的认证流程来保护认证信息不被窃取；其次采用含有先验信息的对数似然比(Log Likelihood Ratio,LLR)检测算法来提高认证信息的准确度；最后进行认证相关信息的互相关运算，根据互相关系数大小来判别待认证用户的合法性。实施例的仿真结果表明本发明提出的物理层安全认证算法有明显的性能优势。

摘要： 本发明公开了一种基于注意力机制的强对流天气物理特征量预测方法及系统，其中方法主要体现在搭建模型，所述模型包括注意力机制模块、编码模块以及解码模块，当输入数据进入到所述模型时，输入数据经过所述注意力机制模块，根据上一次的隐藏状态预测当前输入结果，将当前输入结果和当前输入数据叠加在一起并经过解码编码模块进行编码形成当前隐藏状态，将历史隐藏状态和当前隐藏状态相加后，通过所述解码模块解码后进行卷积生成预测结果。本发明有效解决了多维度、多输入的时空序列预测问题。

摘要： 本发明涉及信息物理系统相关领域，具体为基于事件触发机制的信息物理系统控制器的控制方法，本发明考虑欺骗攻击发生在从CPS各子系统传感器节点到控制器节点的测量通道上，结合CPS基于网络的数据传输特点，设计欺骗攻击下的基于新的事件触发机制的控制策略，系统可以在执行器发生故障时实现快速补偿，提高系统控制性能，且系统在受到攻击以及存在故障时有较高的数据包发送率，在系统趋于稳定时数据包发送率降低，减轻通信负担，节约带宽资源，此外，通过融合多个测量通道的信息，当系统部分传感器无法采集数据，利用其他通信信道的数据来使数据传输更稳定可靠。

摘要： 本发明涉及防灾减灾工程仪器技术领域，尤其涉及一种土石坝内部侵蚀机制模拟的物理实验装置，包括箱体，所述箱体呈中空顶部开口的方形结构，所述土石坝物理模型设置于所述箱体的内腔底部中间，所述水压机的输入端通入水池内，其输出端与所述箱体的内腔左端连通，所述箱体的右端端壁设有透明观察口，所述高清相机设置于所述箱体的右侧，其镜头朝向所述观察口，所述箱体的上方设有转动模拟降水器，所述转动模拟降水器通过管道与所述水箱连通，所述管道上设有可调节阀门和流量计；所述砂水收集器与所述箱体内腔底部连通。本发明能够有效解决现有模拟装置适用性单一、监测数据不实时准确、实验后砂水无法进行下一步富水砂层研究等问题。

摘要： 本发明公开了一种基于物理散射机制的变化检测方法，包括：获取待检测的全极化SAR图像；对所述待检测的全极化SAR图像进行预处理；基于预处理后的数据，得到所述待检测的全极化SAR图像对应的基于物理散射机制的参数α

摘要： 本发明提供一种物理机制引导深度学习的洪水‑水库映射关系模拟方法，包括以下步骤：步骤1，选定用以构建“洪水不确定性‑水库防洪库容”映射关系的深度学习模型；步骤2，筛选描述洪水不确定性特征的参数并归一化处理；步骤3，随机抽样筛选出2/3的样本作为深度学习模型的训练集，并设定优化目标函数；步骤4，剩余1/3的样本验证深度学习模型的模拟效果。本发明能够利用深度学习理论方法对大样本数据处理的优势，将“洪水不确定性”与“水库调度”之间的物理联系通过数据驱动的方式进行的合理的描述，从而在考虑径流不确定性的情景下更好地指导水库调度决策的制定，可广泛应用于水库汛期预报调度中，为科学制定调度决策提供依据和技术支撑。

摘要： 本发明涉及一种基于大气物理机制的星载加速度计校准方法，属于卫星重力探测技术领域，包括以下步骤：采集原始数据集；对原始数据集进行预处理获得非保守力观测值和非保守力物理模型值；基于非保守力观测值和非保守力物理模型值构建校准模型；求解校准模型，获得尺度因子满阵解和偏差参数。本发明能有效避免卫星精密定轨与重力场建模的同解法引起加速度计校准参数和重力场相关参数耦合现象，同时无需先验信息约束且校准步长精化和参数估计全面，从而改善星载加速度计校准性能。相较于同解法，本发明提出的算法原理简洁高效，参数估算全面，实用性强，值得推广。

摘要： 本发明属于工程抗震技术领域，本发明的基于物理机制的三层次工程抗震地面运动选择方法包括如下步骤：综合考虑场地效应、震中距、震级大小的地震环境因素，第一层次地面运动的选择完成；计算工程结构各阶周期和振型，计算各振型参与质量系数；确定有效振型数及有效周期为；计算区段周期点上地面运动时程谱加速度与规范谱相对差，进行局部谱匹配，第二层次初步地面运动选择完成；计算有效周期上地面运动时程谱加速度与规范谱相对差；计算区段周期点上地面运动时程谱加速度与规范谱相对差平均值。本申请解决了长周期工程结构的高振振型地面运动选择问题，提升了不同工程结构地面运动选择技术在大震、特大震条件下的适用问题。

摘要： 本发明公开了一种耦合深度学习和物理机制的区域性植被蒸腾预测方法，基于原始P‑T模型构建了P‑T蒸腾模型，将该模型原始的净辐射通量Rn和P‑T修正系数α替换为植被净辐射通量Rnv和植被修正系数αv；为了准确估计植被修正系数αv，创新性的将植被、土壤和气象参数输入深度神经网络来预测αv，然后将估算的αv导入蒸腾模型计算植被蒸腾量，通过将实测植被蒸腾量与预测的植被蒸腾量进行验证来优化DNN模型中αv的估计。相较于单纯深度学习模型，本发明耦合物理机制的深度学习模型可显著提高在极端气候条件下的植被蒸腾量的模拟精度。这对于准确估算区域植被需水量、指导农田精准灌溉等领域具有重要意义。