沉沉浮浮的科学

把吹好的气球口扎紧,逐渐放入水中,你会感觉有一股力量阻止着气球下潜,当你把手放开时,气球就会猛地弹向空中。自制的天平,当它平衡时,将其中一端放入水中,那么这端会     

考虑尺度相关性及几何约束的小波扩散平滑滤波

在系统分析各向异性扩散与小波平滑去噪的特点与不足的基础上,研究提取重要小波系数的8邻域几何约束方法;考虑到小波系数间存在一定的局部相关性,提出利用窗口内信号的方差与噪声方差的比值估计扩散系数函数;为了加快扩散速度并提高平滑效果,提出一个考虑小波尺度间相关性及几何约束的扩散平滑模型。研究结果表明：与P＆M函数相比,利用扩散系数函数扩散图像具有更高的峰值信噪HS（PSNR）,且受扩散时间尺度的影响较小;对受噪声污染的指纹图像（σ=25）,利用所提出的方法扩散平衡时信噪比为28．809dB,当扩散时间尺度为50时,信噪比为28．724dB,而利用P＆M函数的信噪比分别为27．127dB和25．623dB;新扩散模型性能比其他方法的性能优。对于Lena图像,当σ-=25时,维纳滤波法小波滤波方法、BayesShrink法、LAWMAP法及本文方法处理后的信噪比分别为24．866,26．613,26．854,27．245和27．831dB。     

定高气球探测复杂地形上空的流场和大气扩散参数

本文提供了定高气球探测方法及在兰州的探测结果。 定高气球轨迹表明;在白天主要是偏东风,但在近山地区存在着局地环境。另外利用定高气球轨迹估算了大气扩散参数。     

几种大气稳定度分类方法和相应扩散参数的比较

利用实测资料对大气稳定度的Ｐ．Ｓ法、温差法、Ｒｉ法、风向脉动标准方法进行了比较研究。并用Ｄｒａｘｌｅｒ方法了不同方法划分稳定度对应的扩散参数，进一步比较了扩散参数的差别，及其与Ｐ－Ｇ扩散参数的差别。     

移动式打磨作业粉尘分布规律及其影响因素

为了探究移动式打磨作业粉尘扩散分布规律及其影响因素,根据气溶胶力学和流体力学原理,在高斯扩散模型基础上建立移动式打磨作业粉尘扩散分布数学模型;利用Python语言设计基于该模型的数据可视化仿真程序,并通过该仿真程序探究粉尘源强、平均粒径、风速及稳定度这4个因素对粉尘质量浓度分布的影响。研究结果表明:在打磨作业阶段,粉尘集中分布在打磨作业点处,粉尘云的位置和质量浓度呈稳定状态;打磨作业结束后,粉尘质量浓度随时间延长而逐渐降低,粉尘云向下游漂移且向四周扩散,其影响半径增大;粉尘质量浓度随源强增强而增大,源强对粉尘质量浓度峰值的位置无影响;粉尘平均粒径越小,粉尘质量浓度越高;风速越大,粉尘质量浓度整体越低,粉尘质量浓度峰值的位置越靠近打磨作业点;当大气稳定度在A～D范围内时,大气稳定度越高,粉尘质量浓度越高,粉尘质量浓度峰值位置有向打磨作业点下风侧移动的趋势;当大气稳定度为F时,粉尘的迁移距离最远。     

基于SAFETI模拟的大气条件对天然气扩散影响的研究

为了确定在大气条件影响下天然气泄漏的燃烧影响和毒性影响,采用高斯模型对天然气泄漏后的扩散进行分析,确定了大气对其浓度分布影响的两大因素:风速和大气稳定度。通过SAFETI软件对容器内天然气瞬时泄漏的场景进行模拟,并结合控制变量法对模拟结果"泄漏发生18.75 s时,浓度4.4×10~(-2)天然气云的水平分布情况"、"下风向最大爆炸半径天然气浓度随时间变化的关系"进行分析,研究了天然气扩散过程中受风速和大气稳定度影响的浓度变化趋势和扩散分布规律。研究得出:天然气在泄漏的过程中,以聚集再分散的方式进行扩散,天然气总体分布的几何中心向下风向移动;泄漏天然气在扩散过程中,扩散速度随着风速和大气稳定度的增大而增大;天然气聚集的饱和浓度,随着风速的增大而增大,随着大气稳定度的增大而减小;在一定的时间内,风速越大,大气稳定度越大,天然气的扩散范围越大。     

基于变风向高斯烟团混合模型的污染物扩散研究

对气态污染物连续泄漏扩散问题,利用时间分段处理和坐标转换的方法对高斯烟团模型进行了改进,使其能够计算点源连续泄漏和风向变化的情况。基于Python开发了模拟计算程序,模拟分析了风速和大气稳定度对污染物扩散的影响。结果表明：该模型实现了风况变化和连续泄漏扩散场景下,污染物扩散的浓度分布计算;各级危险区域的面积都随着扩散时间的增加先增大,而后趋于稳定,达到稳定所需时间以及稳定后危险区域的面积都随着风速的增加而降低,随着大气稳定度的变差而降低;在各风速以及各大气稳定度下,中度危险区面积都高于其他区域,应重点防护。     

扩散过程的σ-有限不变测度

本文讨论了R~n中扩散过程的σ-有限不变测度。在一定条件下,证明了R~n中一个扩散过程的全体σ-有限不变测度就是此扩散过程的无穷小生成元的形式共轭算符的全体非负解。     

单元体斜截面上的应力不是其上质点平衡的应力

以直杆轴向拉伸为例说明：单元体斜截面上的平衡应力只是保证斜截单元体平衡的应力，不是保证其上质点平衡的应力；单元体平衡与质点平衡是不同的。推导出二向应力状态下质点的平衡应力为σ′α=(σ2x+σ2y+2τ2+2τ(σ2x+σ2y)1/2(sinα2+cosα2))1/2，质点平衡应力σ′α与x轴的夹角为αx=arctan(τ+(σ2x+σ2y)1/2sinarctan (σy/σx))/(τ+(σ2x+σ2y)1/2cosarctan(σy/σx))。推导出二向应力状态质点平衡应力的极值条件：σx=σy；     

一维非周期Thue—Morse链中电子的量子扩散

研究了一维紧束缚电子在TM势场中运动的量子扩散行为 ,分析了体系能谱的特征 ,数值计算了本征能量的Thouless指数 ,自关联函数C(t)及均方位移σ(t) .发现体系中电子的本征态在λ较小时 ,存在扩展态 ;随着λ的增加 ,体系中本征态出现局域态 .对体系的长期行为进行分析发现 ,在初始阶段 ,随着λ的变化 ,体系中电子的扩散行为也不同 ,λ较大时 ,体系中的电子局域在一定范围内运动 ,σ(t)～t0 ,C(t)～t0 ;当λ较小时 ,体系中电子的扩散速度各不相同 .一段时间后 ,对应不同λ值 ,体系的扩散速度相差不大 ,σ(t)～tβ ,0 <β<1,C(t)～t-δ,0 <δ <1.     

一种消除正交双通道幅相不平衡的方法

通过数学推导得出了雷达正交双通道幅相不平衡对改善因子稳定度的分析公式，并通过计算机绘出了幅相不平衡参数K和对改善因子稳定度的限制曲线。分析了正交双通道幅相不平衡对MTI性能的影响并提出了较好的解决办法。     

具有色散的反应扩散方程（组）的整体吸引子

利用一致Ｇｒｏｎｗａｌｌ引理和Ｓｏｂｏｌｅｖ空间的嵌入性质，首先证明了具有色散的反应扩散方程在Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ或Ｎｅｕｍａｎｎ边界条件下的整体吸引子的存在性。其次，在Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ边界条件下证明了当σ〉０时，具有色散和不变区域的反应扩散方程组的整体吸引子的存在性，这里σ将由定理２给出；在Ｎｅｕｍａｎｎ边界条件下证明了具有色散和紧不变区域的方程组的整体吸引子的存在性。     

大气扩散参数测试方法及优缺点分析

本文概述了五种测定大气扩散参数的方法,包括照相法、等容气球法、示踪剂扩散法、风向标准差法以及激光雷达测烟法的优缺点,以供在环境影响评价时,分析大气污染物的迁移、转化、扩散规律时参考。     

熵产生与能耗散

从一般的局域平衡系统的熵平衡方程出发,分析讨论能耗散的物理本质及其与熵产生密度σ的定量关系,指出存在三种不同形式的能耗散:机械能转变为内能,内能中较高质的自由焓转变为低质的内能,内能从高温处转移到低温处时的眨值。结果表明,三种形式的能耗散率Φ_1虽都是Tσ的分量,但总能耗散率Φ与Tσ的普遍关系不是Tσ=Φ而是T(σ-w)=Φ,其中Tw=是单位体积内的体积力对扩散流的功率(而不是一般的功率)。这些结论与已有文献所提出的不同。本文还分析讨论了某些非局域平衡系统的熵产生与能耗散的关系,得出新的结论。     

城市水泥下垫面／郊区下垫面湍流统计特征分析

为探讨城市水泥下垫面和郊区下垫面上的无量纲速度方差及温度方差与稳定度的关系,对2006年2月18日至3月10日南京市委党校楼顶和南京大学浦口校区观测站三层高度上的湍流资料的统计特征进行了对比分析,发现在不稳定层结下,城市水泥下垫面上的无量纲水平速度方差σu/u*和垂直速度方差σw/u*比郊区下垫面小,两者随稳定度z/L的变化基本符合1/3次律,但不能直接用Panofsky等提出的乡村下垫面条件下的经验关系式来表示。城市水泥下垫面上的无量纲温度方差σT/T*大于郊区下垫面。同时,在郊区30m高度附近的无量纲水平速度方差σu/u*和垂直速度方差σw/u*满足1/3次律,2m高度则不满足1/3次律。40m以下高度σT/T*与-z/L之间满足-1/3次律。     

基于Hoek-Brown非线性极限平衡法的边坡安全系数

为了建立Hoek-Brown非线性准则下边坡安全系数计算的极限平衡法,通过理论推导与Hoek-Brown参数相对应的等效黏结力和内摩擦角,得到Hoek-Brown准则中简化Bishop极限平衡法计算边坡的安全系数公式,并分析Hoek-Brown参数对于边坡安全系数的影响,研究结果表明:岩体材料的等效黏结力与弱化因子D呈线性关系,而与岩体地质强度指标IGS、完整岩石单轴抗压强度σci和完整岩石参数mi呈非线性关系;等效内摩擦角与各Hoek-Brown参数均呈非线性关系.随D的增大,边坡安全系数F线性减小;随IGS的增大,F非线性增大;当σci较小时,F和σci关系呈现一定非线性特征,当σci较大时,二者呈现线性关系特征;F随mi的增大,呈先减小后增大的趋势.     

把空气浮起来

王老师在兴趣小组里做了一个十分有趣的实验。他在天平的一端放着一只灌满压缩空气的瓶子，瓶塞上的开关紧闭着，瓶口上套着一个瘪气球:天平的另一端放砝码，使天平平衡。然后，打开瓶塞上的开关，压缩空气进入气球，气球胀大了。这时，天平上放着砝码的那一端往下沉，说明瓶子和气球变轻了。瓶子和气球的重量不会变，空气的重量也没有减少，为什么瓶子和气球变轻了呢？ 同学们开始了激烈的争论。 有人说：“压缩空气从瓶子里冲到气球里，给了气球一个向上的力，由于瓶子和气球是相互连着的，所以瓶子也受到向上的力，这就变轻了。…     

为什么气球撒气会“乱跑”

好朋友明天来我家玩,我打算今天美化一下我的房间。现在,我先吹一些彩色气球当装饰材料吧!哎呀,不好,我还没用线绑好气球口,刚吹的气球就掉了!     

复杂地形上大气扩散规律的比较研究

利用三次在不同地形条件下由Ｇｉｌｌ型双向风标风速仪测得的资料，对复杂地形下大气扩散规律进行了比较研究。研究表明，在此类地形条件下的大气扩散参数对地形与稳定度比较敏感，地形越复杂，大气越不稳定，则扩散参数曲线与Ｐ－Ｇ曲线相差就越大；现有的σψ稳定度分类法，受地形影响很大；复杂地形很难出现极端稳定或不稳定层结，但在特殊地形下形成的特殊气象条件会使大气产生特殊的稳定层结，而不利于扩散。     

随机理论在经济建模中的应用

在金融市场上，局部无风险的债券与高风险的股票价格瞬息万变，本文给出了债券和股票价格的随机模型，该模型反映了价格与债券的利率ｒ（ｔ），股票的升值率ｂ（ｔ）及扩散矩阵σ（ｔ）等的联系。当投资者同时参与消费时，考虑到效用函数Ｕ及无穷分段的折扣函数β（ｔ），在ｒ、ｂ、σ为常值的条件下，得出了反馈形式的最优消费投资公式