二维米堆模型中的自组织临界行为

对具有随机倒塌过程的二维米堆模型的临界行为进行了数值模拟研究.系统经一个暂态过程后达到一个临界态,雪崩大小的概率统计分布服从"幂次"规律,其临界雪崩指数为τs=1.26±0.01.τt=1.42±0.02和τa=1.30±0.01.它们和BTW沙堆模型的雪崩指数是不同的,所以这个模型和BTW沙堆模型属于不同的普适类.     

米堆模型中由无序性引起的一种转变

采用矩分析方法对米堆模型进行了大尺度的数值模拟研究,考虑了不同的驱动机制:固定位置驱动、两个位置随机驱动、等问距的多个位置随机驱动和系统全部位置随机驱动.结果表明,系统的临界行为,随着外在无序性的增加,从一种简单的有限大小标度行为,转变为一种不规则的复杂行为.     

伊辛模型临界自关联函数的Monte Carlo模拟

采用动力学Monte Carlo模拟方法,在非平衡态临界点上,对二维伊辛（Ising）模型的自关联函数进行了数值研究.在零外场条件下,系统从高温无序初态淬火到临界点Tc,用热浴迭代算法,研究非平衡态下双时自关联函数A（t,t′）随时间的演化规律.在充分分析讨论有限尺寸效应发生的尺度范围之后,对模拟数据进行合理取舍,得到自关联函数在临界点的幂指数λc/Zc≈0.7.实验表明这个值与所选取的参考时间无关,证实短时动力学在临界区域存在普适的标度律.     

描述流体临界区性质的状态方程及标度律方法

针对Ｐｅｎｇ—Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程及Ｆｏｘ提出的标度变换方法，作者提出了两点修正．修正后的Ｆｏｘ方法可以移动计算所得的临界点，并满足过渡区的理论要求．对１５种纯流体的近临界区（０．９８＞Ｔｒ＞０．８３）的汽、液两相密度及饱和蒸汽压的计算结果表明，所提出的方法较原始Ｆｏｘ方法更为合理地描述了流体在临界区附近的性质，同时可实现从远离临界区向临界区的平滑过渡     

自组织系统的非平衡相变临界指数及标度律

在具有普适意义的非平衡相变临界规格化模型基础上，讨论了一般自组织系统中的非平衡定态跃迁相变的临界奇异性和可标度性，导出一组普适的临界指数标度关系及普适类，由之计算出的四组非平衡普适类的临界数值与目前已知的实验及理论结果吻合得非常好。本文还讨论了平衡相变与非平衡相变的临界联系及普适性，将平衡相变临界标度理论的结果作为非平衡相变临界标度理论的理论极限而统一在同一理论体系中。     

无标度网络的级联故障模型及控制方案

提出了一个基于无标度网络的含能量耗散和扩容功能的级联故障模型,通过计算机模拟发现网络中节点的能量耗散和容量扩充是驱动系统向自组织临界状态演化的重要因素.此外,为了减小网络级联故障的规模,对网络中的一些关键节点进行了控制,研究结果显示只要对网络中极少数的关键节点进行控制就能大大降低整个网络的故障规模.     

用准真实沙堆模型的自组织临界特性研究流域水华暴发行为

在引入多象限、优先级和表观摩擦系数等概念的基础上,重构了更具物理意义和更能反映自组织临界性的棱锥形准真实沙堆模型.通过大量仿真计算,研究了颗粒投放区域相对大小对沙堆自组织临界特性的影响规律,并借助内能、结构熵和自由能的概念,对沙堆系统进行了热力学分析.数值计算显示,沙堆模型的自组织临界特性与富营养污染流域暴发水华时的某些复杂非线性关系(例如藻类数量与pH值的关系,水库输出的氮磷物质的量之比与光合固碳消耗营养盐的速率系数的关系)和热力学规律(流域系统熵的变化)具有一致性.结果表明:沙堆模型的自组织临界性与实际流域中水华暴发现象之间存在很强的关联,因而自组织临界性理论有可能为研究水华暴发提供一种新方法.     

二维准流体的自组织临界性

在二维ＢＴＷ模型的基础上建立了准流体系统的计算机仿真模型．研究了临界点的存在性和系统的临界指数行为,建立了一个新的临界参量,确定了具体的算法和程序,得到了一些有意义的曲线．结果表明,二维准流体确实存在自组织临界性．     

基于无标度网络的自组织金融模型研究

针对CB模型及其改进模型中由于规则网络描述的均质群体结构与真实金融市场中投资者相互作用的异质性相悖,提出基于表征异质投资群体结构的无标度网络的自组织金融模型.通过投资者在交易规则约束下的自组织聚簇行为,模拟金融市场的动态演化过程.模型生成的价格波动序列与实际股指具有相似的演化动力学:价格收益的概率分布具有尖峰胖尾的特征,且它的中心峰值与时间尺度存在幂律关系,这表明价格波动序列的演化是一个自相似过程;易变性具有明显的聚簇行为,说明价格波动序列具有连续的巨幅涨落和长程关联性.这些统计特性与金融市场实证相符,验证了模型的有效性.     

自组织临界模型用于聚合物的介电弛豫

用极值动力学模型引入自组织临界中OFC模型的能量传递能量a,得到了同时与KWW方程和幂律均相关的介电驰豫的函数关系,理论分析与用时域介电谱方法测量的聚丙烯在－15℃－90℃慢极化电荷的驰豫过程基本相同,由此可知KWW方程的参量β反映了外界温度对材料驰豫单元的影响;参量a反映了能量传递的大小及温度的影响。     

自组织临界性一维砂堆模型中微观态的等几率假设

本文从一维砂堆模型出发，研究自组织临界性，对系统状态，路落粒子数，扰动范围，进行计算机模拟计算，引入几率平均假设，所得结果与实验吻，从而得了一维砂堆模型的初步理论解释，进一步获得了一些理论上的结认     

沙堆实验的自组织临界性与水华暴发行为的关系研究

用圆柱形铝粒和铁粒进行沙堆物理实验，均得到高相关性的幂率函数K=a（Δw）^b，表明沙堆系统具有自组织临界性.在此基础上考察沙堆系统行为与不同颗粒及不同底盘的关系，并对统计数据a和b进行了重构得到在文中定义为水华暴发趋势的协同参数^{Y₁和Y₂.Y₁与L/d}（表征迁入水域系统的营养盐量）呈较好的线性正相关，Y₂与D（表征水域环境对营养盐的负荷量）呈较好的线性负相关.结合文献资料对比分析可以证明：L/d值越大（迁输入量越大）水华暴发趋势Y1越高；D值越大（系统负荷能力越高）水华暴发趋势（可能性）Y₂越低.     

自组织系统的非平衡相变临界指数及标度律

在具有普适意义的非平衡相变临界规格化模型基础上,讨论了一般自组织系统中的非平衡定态跃迁相变的临界奇异性和可标度性,导出一组普适的临界指数标度关系及普适类,由之计算出的四组非平衡普适类的临界数值与目前已知的实验及理论结果吻合得非常好.本文还讨论了平衡相变与非平衡相变的临界联系及普适性,将平衡相变临界标度理论的结果作为非平衡相变临界标度理论的理论极限而统一在同一理论体系中.     

交通流中的自组织临界性研究

交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为。由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合作用所引起的高阶时空关联,采用传统的考察局域点车辆占据状态的动力学演化方法,尚未有任何国内外学者得到过高速车辆的一维和二维交通流模型的相变基本图的精确解析描述。作者摒弃传统思路,采用以相邻车辆距离为变量的全局动力学演化考察方法, 通过完全严格的逻辑推理及统计力学细致平衡条件的运用,首次给出了允许高速车随机减速的一维交通流Fukui-Ishibashi元胞自动机模型相变基本图曲线的解析平均场方程,所得结果与模型的直接数值模型可以精确地吻合。基于交通流中实际车辆的加速及延迟行为,进一步提出两种新的一维交通元胞自动机模型－限制加速模型和追尾车随机减速模型。应用考察车距动力学演化的方法,仍然能够得到两个新模型相变基本图的精确解析平均场方程。这些精确解析结果的获得既对于交通流复杂系统的自组织临界性和相变行为提供了基本的物理理解,又对于高速公路实际交通运输的信息管理和控制具有指导意义。     

自组织系统的非平衡相变临界指数及标度律(英文)

在具有普适意义的非平衡相变临界规格化模型基础上,讨论了一般自组织系统中的非平衡定态跃迁相变的临界奇异性和可标度性,导出一组普适的临界指数标度关系及普适类,由之计算出的四组非平衡普适类的临界数值与目前已知的实验及理论结果吻合得非常好。本文还讨论了平衡相变与非平衡相变的临界联系及普适性,将平衡相变临界标度理论的结果作为非平衡相变临界标度理论的理论极限而统一在同一理论体系中。     

自组织临界性的相空间重构

作者通过采用相空间重构法对具有自组织临界性的BTW沙堆模型进行了分析,根据仿真得到的沙崩关联长度这个一维时间序列,用时延技术进行吸引子重构,得到了重构相空间的嵌入维数和关联维数,说明关联维数越低,系统的层次越高,趋势越明显．用相空间重构法可以用来分析其他具有自组织临界性的系统,在进行短期预测上有一定的意义．     

自组织临界现象的计算机模拟

本文模拟了二维三角形格点上的连续状态变量的自组织临界现象，研究了自组织临界状态的特性，计算了相应的临界指数，并对其普适性加以讨论。     

自组织临界性与大规模森林火灾的防治

对经典的自组织临界性森林火灾模型进行了数值模拟,在此基础上,重点对我国1960,1970,1980和1987年前后,以及日本1995年前后的森林火灾发生情况进行了比较,分析了大规模森林火灾的发生频率与中小型森林火灾之间的联系.结果表明森林火灾模型可以描述森林火灾系统的自组织临界性,并与真实的森林火灾数据符合得较好.森林火灾系统的自组织临界性对火灾防治有一定的指导作用.     

颗粒系统的广义势及其临界指数

作者对BTW模型进行了简单修改,得出了系统构型的运动方程,进而构建了系统的广义势函数,讨论了广义势在临界点附近的渐进形式,得出了颗粒系统的临界变化规律和临界指数,并提出了一些需要改进的意见.     

冲击矿压诱因-能量积聚与耗散的自组织临界性

针对能量积聚具有耗散结构的自组织性，依据突变理论，只要煤体中能量的积聚与耗散维持一个动态平衡，从而其储存能将始终维持在某一正常水平，从细观损伤、断裂力学的角度来看，煤体中能量积聚与耗散的载体-微缺陷（裂纹、孔洞等）就不会失稳断裂而形成冲击。通过理论研究与现场实测发现煤体中能量的积聚与耗散具有自组织临界性（SOC），因此可以通过煤体中能量的释放率来控制能量的积聚率，并利用电磁辐射强度（幅值）来检验能量释放的效果，使得能量的积聚与耗散维持动态平衡并处于自组织临界值之内，从而实现冲击矿压的动态防治。