温度梯度对Taylor稳定性影响及其应用

分析有传热传质效应时的Rayeigh-Taylor界面稳定性问题,导出了相应的Rayeigh-Taylor不稳定临界波长和最危险波长的表达式,并有很好的外延性.结果表明:温度梯度G1＜105时,传热传质效应对临界波长和最危险波长的影响很小,可以忽略不计;G1＞106时,界面传热传质效应的影响就不可忽略.温度梯度会增强界面的Rayeigh-Taylor稳定性,提高临界波长和最危险波长的值,从而降低临界热负荷的预示值.     

传热学研究及其未来发展的新视角探索

本文回顾了传热学发展的历史和现有传热学的基础,指出了目前传热学研究的现状及其所遇到的问题,对未来传热学的发展作了新的探索和哲学思考.     

万物本原：原子构成论的扬弃

以原子构成论为基石的近现代科学在描述简单机械物理系统以外的对象诸如量子现象、宇宙演化和复杂系统时遭遇到挑战。本文在分析这种危机实质的基础上提出以生成性本原来取代原子。针对这个主客体相融的、表达自由意志的开放实在，提出用更为广泛的广义信息概念取代力、物质和能量，从广义信息动力学角度建立起包容近现代科学的一个全新科学框架构想，以作为解释物理、化学、生物、生态、社会和经济等广泛领域中存在的大自然现象的指导思想，并最终实现跨学科的统一。     

生物膜废水处理系统的数学模型及机理探讨

综合考虑影响生物膜形成和稳定的多种因素，提出一个考虑悬浮微生物存在的生物膜废水处理系统的数学模型．通过理论分析和数值计算详尽地讨论了稀释速率、脱落速率、进水浓度、初始接种污泥浓度等因素对生物膜形成和稳定的影响．在此基础上，定性地分析了有关生物膜反应器的工程实际问题，进而对工程改进措施提出了一些重要建议,加深了对生物膜废水处理系统的物理机理方面的认识．     

基于新广义变分原理的非平衡统计力学方法及应用

在近年来非平衡统计力学研究进展的基础上,尝试从广义变分法的视角建立一套描述非平衡统计力学的新方法。即以对哈密顿原理进行修正得到的最大流原理为基础,对开放的复杂系统建立新的统计系综,构造出新的势函数,并推导出随机动力学方程,进而得出重整化方程并进行求解,得到自相似的分形结构,从而建立起一个新的统计力学理论框架。以城市系统为例,结合自组织特征映射网络进行结构模式数值分析,展示了新方法处理复杂系统的强大潜力。     

二维河网系统分形动力学研究

河网系统是一个远离平衡态的、开放的复杂系统。现阶段认为河流的演变机理包括外在宏观形状表现以及内在微观动力学机制,而河流的演变也是二者之间的平衡转化。目前,使用分形理论对河流的特征及河床的演变发展研究已经成为一种重要的手段。鉴于分形理论运用的局限性,特别是算法有宏观形状而无微观机制的弊病,应用线宽和线面积这两个可以直接与河流动力学衔接的概念,推导了可以直接用绘制图形(河流)的线宽计算维数的线维数和线面积计算维数的面维数,实现了维数计算由点到线、面的突破,为河网分形发育程度与河流动力学及最小能耗等理论衔接提供了可能,即为构建河网外在形状和内在动力学的新理论,以及最终实现河流的宏观外在特征和微观内在特征的衔接提供了两种理论途径。     

基于非平衡统计力学的生长原理

结构生长现象普遍存在于生物界和非生物界。通过一般化地处理微观组元的复杂相互作用,基于非平衡统计力学,提出以最大流原理作为揭示生长奥秘的基本原理,描述了生长的一般过程,并讨论其在干细胞分化、工业生态系统的形成、城市的发展等相关案例中的应用,力图为从生物到非生物、从自然到社会等诸多领域的生长现象提供统一的描述。     

最大流原理：多元统计分析的新方法及其应用

本文基于描述复杂系统中结构形成的法则--最大流原理,建立了一套利用给定数据重构复杂系统结构形成和演化一般动力学方程的理论模型和数值模拟方法,以期系统地、全面地处理复杂多元数据.通过新方法在城市复杂系统和湖泊水生态系统上的应用,证实了该方法在反映复杂系统中结构形成和演化的特性、对复杂系统进行量化和聚类方面大大超越了目前多元统计分析的方法,可以作为一种新的多元统计应用数学方法广泛地应用于对复杂系统进行描述、特征提取、分类、聚类、优化、评价以及估计与预测.     

复杂能源系统结构演化和评价的新模型

能源系统作为开放的有机整体,是一个无确定边界的、与环境耦合的实体。定义了描述该实体的新物理量,由此建立了能源系统演化和评价的新模型,对“参考情景”、“可选择情景”以及“高经济增长情景”三种模式下的中国能源系统结构演化进行了案例分析,得到了合理的结果。该模型也为一般的社会经济系统发展提供了比笛卡尔一牛顿式的机械模型和熵增的热寂模型更合理的图景。