心脏系统的混沌运动特征随物种进化关系的探讨

按照非线性理论，对健康人、冠心病人和成年犬进行了心电取样。在对人和犬的大量心电信号的功率谱分析、关联维数和Lyapunov指数计算的基础上，通过对比研究，得出以下结论：（1）心电信号的功率谱、关联维数和Lyapunov指数反映了心脏的总体动态特征，它们可作为一种定量研究心电图的新方法进行心血管疾病的早期诊断。（2）在正常的生理状态下心脏的运动是混沌的，而在病理状态下则趋于有序。（3）基于人犬对比。揭示出混沌是衡量生物体制进化的一个定量指标。     

基于多元方差分析的成对肿瘤SNP array数据分段算法

单核苷酸多态性微阵列(SNP array)技术是近年来获得快速发展的一种高通量生物芯片技术,可以有效地对肿瘤细胞中的染色体变异进行检测.本文针对癌症药物治疗前后肿瘤的染色体变异的成对SNP array数据,提出了一种基于多元方差分析二维统计量的全新染色体异常区域分段算法.对模拟SNP array数据的测试表明,该算法可以精确地将成对肿瘤数据异常区域进行分段,其结果明显好于现有的循环二元分割(CBS)算法.同时,ROC性能曲线分析显示本文算法具有较好的抗噪性能.对赫赛汀治疗前后的成对乳腺癌SNP array数据的分析结果显示,该算法可准确地检测出重要致癌基因ERBB2在治疗前后的拷贝数变化.上述结果表明这种基于多元方差分析的算法是一种有效的SNP array数据分析工具.     

无网格法介点原理

无网格法是一种具有广泛应用价值的计算方法,然而无网格法的收敛性还缺少统一的理论解释,在方法的实现上也有待进一步研究.值得注意的现象是许多无网格法都使用了一种统一定义的介点,因此介点原理被提了出来.这个见解有助于合理解释传统配点法求解不精确和不稳定的原因.基于介点原理,展示了一种新方法的设计与构造过程,并进行了初步的数值验证.研究结果指出了介点对保证收敛性的作用,提出了一种需要介点支持的无网格配点法构造观点,发展了一种新的无网格方法.     

基于NVST观测的米粒识别和形态特征分析

米粒组织是太阳表层对流运动所产生的一种形态特征.由于米粒强度分布不均匀以及边缘比较模糊,使得采用传统的基于强度和梯度阈值的方法来准确地识别它们变得困难.因此,本文提出了一个基于相位一致性的米粒识别算法.选用中国科学院云南天文台抚仙湖的新一代太阳真空望远镜(New Vaccum Sloar Telescope,简称NVST)的高分辨活动区观测资料来展示算法的识别过程,并根据识别结果分析了米粒的形态特征.选取了2个目前已存在的米粒识别算法来验证所提算法的准确性和有效性,实验结果表明所提算法能够有效地提取那些低对比度的米粒特征.同时为了检验算法对阈值的响应程度,分别选取了3组阈值来检验不同阈值情况下的差异性.结果证明所提算法对阈值响应不敏感.为了进一步检验所提算法获取统计结果的准确性,对米粒的直径、强度、形状以及分形维数进行统计.统计结果很好地符合了已有文献的结论,这也进一步验证所提算法的准确性和健壮性,能够用于进一步的科学研究.     

周期脉冲控制R?ssler系统

最近出于利用混沌的目的,控制混沌吸引了广泛的注意.在已提出的各种方法中,一种很简单的方法是用周期扰动控制混沌.对该方法已有的研究大多是针对周期强迫的非自治方程系统,而对自治系统及无方程的情况研究的很少.我们从一维映象出发提出了一种新的利用周期脉冲控制混沌的方法.该方法是对系统变量施加脉冲扰动使一维映象临界点(导数为零)的正向轨道与逆向轨道在合适的点上相连,构成一条新的稳定周期轨道,从而达到控制混沌的目标.在这种机制下可以针对某些具有特定动力学特征的期望轨道预先计算出扰动的参数,同时这种计算不要求知道系统的运动方程.这是其他周期信号控制混沌方法做不到的.     

嫦娥三号月面巡视探测器高精度定位

高精度的定位技术是嫦娥三号月面巡视探测器在月表实施科学探测任务的重要保障,本文提出了适用于月面环境无高精度控制点的立体图像条带网定位方法.首先,在地面控制场中,采用基于控制点的光束法平差方法获得精确的相机标定参数,进而计算出立体相机的摄影基线和相对方位元素.其次,通过像点匹配、前方交会完成图像的立体模型构建,然后根据不同摄站间的连接点序列建立立体图像条带网.依据连接点坐标观测值的权矩阵和扩展正交Procrustes理论,对立体图像条带网的数学模型进行最小二乘平差,直接获得月面巡视探测器的位置与姿态信息.最后在室内试验场内进行了新方法和传统光束法平差方法的对比验证,结果表明新方法在稳定性和计算效率方面优于后者,探测器定位精度相当.在此基础上,新方法应用于嫦娥三号月面巡视探测器的遥操作系统,充分满足了探测器的定位需求.     

微尺度电动混合混沌反控制方法

针对被动式混沌微混合器受控性差且加工难度大等缺点,基于广义混沌同步理论,提出了一种运用混沌电场对微流控芯片有序层流流体进行主动混合的电动混沌反控制方法.该方法将Duffing混沌模型施加于微流控芯片混合室的壁面电极,结合微流控芯片微混合室建立控制模型,采用Rosenstein小数据量混沌评价法对流体混沌效果量化评价,进一步优化Duffing混沌反控制算法模型参数.对优化后的混合混沌反控制算法与传统正余弦控制算法进行性能分析.研究结果表明,优化后Duffing算法控制流体进入混沌状态的时间比传统正余弦算法提前了约27.3%,最大Lyapunov指数提高约25%,说明该方法有效地提高了微流控芯片微混合器的混沌混合效果.     

混沌时间序列联合预测方法

在混沌时间序列加权一阶局域预测法的基础上, 利用数理统计方法中的区间估计概念并通过对预测误差分布的学习, 提出一种新的联合预测方法, 在给出预测值的同时, 给出该预测结果的置信区间, 并用Logistic映射产生的时间序列检验了算法的有效性.     

交通流局部单向传输对复杂网络拥塞的影响

实施网络局部交通流的单向传输能否有效地提高网络的吞吐量及缓解网络拥塞情况, 对于许多现实复杂系统而言具有重要意义. 通过研究节点的度和介数与节点拥塞情况的关系, 提出了两种用于交通流单向传输控制的流向约束模型. 为检验不同模型下流向约束对网络传输能力的影响, 通过引入一个状态参数H, 利用由稳态到拥塞状态的指标流量相变值来度量网络的吞吐量, 并分别针对3种网络在不同约束模型下进行了仿真. 通过数值模拟得到如下结论: 采用基于度的流向约束模型对ER随机网络和WS小世界网络的数据传输能力几乎没有影响, 网络吞吐量和拥塞情况均没有得到改善, 但该模型在一定程度上缓解了BA无标度网络的拥塞程度; 采用基于介数的流向约束模型有效地提高了ER随机网络和WS小世界网络的吞吐量并在一定程度上缓解了网络拥塞情况, 且较基于度的约束模型进一步改善了BA无标度网络的拥塞程度, 但无论采用哪种约束模型, 均不能有效提高BA无标度网络的吞吐量. 同时可以看出, 对于3种网络, 有意识地对介数较大(拥塞较严重)节点实施流向约束均可以有效地缓解网络的拥塞程度.     

关于分数盒子维算法的分析与探讨

传统的盒子维算法获取的维数值在精确度上有待提高,文章通过时分数盒子维算法的分析,认为分数盒子维算法获取到的维数值较精确,将该算法应用于图像的边缘检测是图像处理的理想方向.     

关联分析定位水稻第4号染色体的芒性基因并结合连锁分析精细定位Awn4.1

芒性是水稻一个重要的驯化相关性状,但目前还没有其精细定位及关联分析的报道.利用303份栽培稻微核心种质材料和一个200株的BC5F2分离群体,考察其芒性表现和基因型,通过关联分析和连锁分析相结合的方法定位水稻第四号染色体的芒性基因.首先,运用logistic回归进行标记与性状的初步关联分析,在第4号染色体上发现了5个关联位点,包括了前人所发现的所有位点.然后,在其中一个位点Awn4.1的区间内加密标记,通过连锁分析与关联分析相结合的策略将芒基因Awn4.1精细定位在330kb的区间内,为克隆芒基因Awn4.1打下基础.结果表明,利用核心种质材料,结合连锁分析与关联分析方法能够更加高效和准确地定位水稻基因.     

标准特征值问题扰动分析的精确方法

在扰动量存在的情况下,准确计算特征值的扰动量是确保结构安全性的重要问题.针对标准特征值问题扰动分析提出了一种精确方法,能够高效地计算特征值扰动量的准确值,克服了矩阵摄动级数展开法忽略高阶项导致的计算精度不足的缺点.提出的方法推导得到了标准特征值问题扰动分析求解方程.求解方程推导过程中没有经过近似处理,将求解标称系统标准特征值问题方程得到的特征值标称值代入,就能求得特征值扰动量的准确值,从而能够有效满足高精度和高效率要求.3个数值算例分别对所提出的精确方法进行了验证,与矩阵摄动级数展开法的计算结果相比,能够准确高效地计算特征值的扰动量,具有精确和高效的双重优势.     

混沌和分形的普适常数的物理意义

混沌吸引子普适常数包含哪些物理内容?或者说,分形维数的物理意义是什么?这是目前混沌与分形理论发展过程中人们关心的重要问题,因为这一问题的解决与建立混沌控制的理论框架和分形的动力学机制之间有直接联系.本文根据拓扑思想重建了一种能态动力学系统,并在该系统中能量“分级极值”结构的前提下,对混沌和分形的基本特征进行讨论,其结论是把混沌和分形的普适常数的物理意义归于“能级变化率”的概念.     

鲁棒的高速物理随机数发生器

基于宽带混沌激光作为物理熵源, 提出一个性能稳定的高速物理随机数发生器实现方案. 利用差分比较器对宽带混沌信号延迟作差, 再经由时钟控制的触发器进行采样保持以及后续异或处理, 实验获得了速率为1.44 Gbit/s 的随机数. 该方案免去了精确的阈值电压调节过程, 利用差分比较纠正了混沌幅值概率密度分布的偏差, 使混沌幅值分布的中值偏斜度系数为γ= 1.5×10^-6. 此实验系统可抗外界波动信号的干扰, 能够连续稳定工作至少12 h.     

一种新的三维欧式距离变换方法及在数字岩心中的应用

针对目前距离变换方法在三维数字岩心中应用时,搜索方向多、计算数据量大、耗费时间多、占用内存大等问题,提出一种基于几何拓扑学理论中空间邻居关系的新的距离化搜索算法.根据岩石内部孔隙结构与二维平面欧式距离求解方法,引入一个三维空间距离游标进行辅助计算.相比现有方法,新的算法简化了邻居域欧式距离值的比较规则,避免了复杂的欧式距离结构体带来的大量运算,且算法复杂度低,可以被更好地理解和应用.本文详细叙述了算法的具体实现过程,并将该方法推广到具有缝洞特征碳酸盐岩数字岩心的孔隙空间分割工作中.结果表明该方法准确高效,对于油气藏孔隙级微观描述具有现实意义.     

核态池沸腾传热现象中的重力标度规律

沸腾过程极强的热传递能力使其在地面常重力环境和空间微重力环境都有着广泛应用.重力是影响沸腾传热性能的重要因素,关于重力影响规律的研究对相关空间应用具有重要意义.本文回顾了有关核态池沸腾传热重力标度规律的研究现状和进展,特别对基于地基短时失重飞机准稳态沸腾实验结果提出的Raj-Kim-McQuillen重力标度律模型(RKM模型)进行了详细评述,讨论了其中关于核态池沸腾曲线起、止端点(沸腾起始点和临界热流点)及其渐近性能的基本假设和隐含假设.通过与经验知识(包括实验观测数据和数值模拟结果)比较,明确了RKM模型的贡献与不足,建议了进一步的低重力实验和深入系统的数值模拟等,以推进该领域研究深入开展.     

蛋白三态去折叠自由能计算新方法

基于三态模型中的传统假设,三态解折叠蛋白的解折叠过程可以看作是一个连续而独立的两个两态过程.本文提出一种新的三态解折叠蛋白去折叠自由能计算新方法,且将该方法用于计算三态解折叠蛋白Y79W-W83F-Cu的去折叠自由能.数据分析表明,用该方法求得的蛋白去折叠自由能较用先前报道的方法更精确.     

煤纳米孔径与分形特征的同步辐射小角散射

煤是一种非均质多孔介质,孔隙结构复杂.本文利用同步辐射小角散射试验对6种不同煤阶煤样纳米尺度微孔结构(1~100 nm)进行测试,分析了煤样的Porod散射曲线、Guinier散射曲线、孔径分布、比表面积和分形特征等,探讨了煤化过程中煤中微孔隙结构的演化特征.实验表明:6种煤样Porod散射曲线均呈现正偏离现象,Guinier曲线表明煤样孔隙呈多分散系分布特征;基于最大熵理论计算得出煤样孔径分布呈"双峰"形态,随变质程度增加,煤样平均孔径和最可几孔径均呈下降趋势;煤样比表面积表现为先增大后减小又缓慢增加.测试煤样的分维数在低角q阶段呈现表面分形,在高角q阶段表现为孔分形.表面分形维数随煤阶增加呈先减小后增加而后又减小的变化趋势,孔分形维数随煤阶增加呈先减小后增加的态势,且当R_(o,max)为2.07%时达最小值.     

计算氢分子间电子相关能的理论方法

计算某种相对取向下的两个氢分子之间的相互作用能,如果只是确定平衡点的位置和势阱深度,可以选用从头计算法中精度较高的理论,在估计位置附近算几个点即可.若要进一步研究体系的状态方程,则必须计算数百个点,以便得到全程的相互作用势曲线.此种情况下,以自洽场计算结果为基础,进一步考虑电子相关能及色散能是一个很好的途径.本文提出了一种计算氢分子间电子相关能的理论方法。     

关联图分析: 一种基于连锁图的QTL综合分析方法

通过统合分析整合多个独立实验QTL (quantitative trait locus)定位结果获得的一致性QTL, 可为标记辅助育种和基因图位克隆提供坚实基础. 但是这种方法没有充足的生物学背景支撑, 而且遗传图谱间不同映射会严重影响分析结果. 为此, 本文提出一种基于连锁图的QTL综合分析法, 简称关联图分析. 首先, 利用连锁群构建图模型; 然后, 利用非监督分类法来寻找基因组间具有模式性共分离趋势的标记区间; 最后, 通过频繁集挖掘法对这些标记区间挖掘以获得与 QTL 紧密连锁的分子标记(区间). 新方法通过Monte Carlo模拟研究和3个棉花QTL定位结果的综合分析予以证实. 新方法的优点在于: 不需要构建参考图谱; 利用基因组间的分子标记模式性共分离趋势来查找特异性QTL, 在一定程度上排除了初始QTL的干扰; 通过非特异性QTL获得的具有潜在育种价值的分子标记, 在作物育种上更有利用价值.