一种优化的交错变网格有限差分法及其在井间声波中的应用

提出了一种优化交错变网格有限差分算法, 并在二维速度-应力关系的弹性波方程中实现. 利用频散关系守恒准则构造了四阶精度的差分算子, 该算法属于连续变网格方法, 不需要在精细网格和粗糙网格之间进行插值. 将优化算法的数值结果与解析解及八阶规则交错网格差分算法进行了比较, 验证了该算法的精度. 与基于Taylor展开的变网格有限差分算法比较可知, 优化算法的频散特性较好, 在数值模拟中可使用更粗糙的网格. 将提出的优化算法应用于复杂的井间声波模型. 该数值实例表明, 优化算法可以节省大量的计算内存和计算时间, 同时具有优良的稳定性.     

双层优化问题的信赖域算法

基于无约束非光滑优化问题的信赖域算法,给出了一种求解下层为线性约束的强凸优化问题的双层优化问题信赖域算法,并证明了该算法的整体收敛性。     

超级蚁群

一个从意大利的里维拉沿海岸延伸5 793千米直到西班牙西北部的超大蚁群不久前在欧洲被发现。这一蚁群由亿万只阿根廷蚁组成,并分布在互邻共生的千百万个巢穴内。 按照常规,不同蚁穴的蚂蚁相遇后往往是争斗得不可开交。然而科学工作者在对这一超大蚁群进行研究后得出的结论是,这     

火蚁自建救生筏

据说，当地下水位超过地面时，火蚁群便会收集巢穴中的所有卵子，然后蚁群连在一起，形成一个巨型的“救生筏”，这种“救生筏”可持续数周。     

自然进化机制对于系统优化的启迪

本文在分析比较仿狂随机搜索算法与传统优化算法的基础上,提出了仿生系统优化理论是未来系统优化理论的重要组成部分并构造了仿生系统优化理论框架。     

光电半导体材料的理论设计

光电半导体作为一种可以将光能和电能相互转换的材料,近几十年来,在能源和电子信息等领域得到广泛应用.随着计算机算力的提升和理论算法的发展,理论设计方法可以在短时间内探索成百上千种材料,相比于采用试错法的实验方式,具有开发周期短且成本低等特点,逐渐成为新材料研发的关键步骤.通过将物理原则与高通量计算、智能优化算法和机器学习等理论设计策略相结合,可以准确高效地探索性能优异的光电半导体材料.本文概述了光电半导体材料的设计策略和研究进展.首先,介绍基于第一性原理计算光电性质的方法,并分析相关物理性质的成因及其在光电半导体设计方面的意义;然后,结合具体的研究成果对高通量材料筛选、物理原则导向的材料设计、基于智能算法的材料搜索和基于机器学习方法的材料发现等不同的光电半导体设计策略进行概述,为该领域的理论设计方向提供指导原则;最后,对光电半导体设计方面的工作进行总结,并对该领域未来的发展进行展望.     

大数据与量子计算

大数据技术的迅猛发展对计算效率提出了更高的要求.由于量子系统的独特性质,量子计算具有经典计算不具有的量子超并行计算能力,能够对某些重要的经典算法进行加速.人们发现,除了大数分解算法,量子计算的更多用途是对量子体系的仿真计算和在数据分析领域的应用.近年来,大数据和量子计算开始融合.虽然实际使用的量子计算机尚未建成,量子计算在大数据的应用在理论上已经取得了一些重要的进展.实验上也有了一些发展.本文首先介绍量子计算的基本原理和Grover量子算法.随后以量子机器学习作为切入点,介绍了量子计算在数据挖掘领域的应用.     

蚁群预防传染病的策略

<正>在群居昆虫中,研究人员发现了与新型传染病大流行作斗争的一些有益线索。蚂蚁、白蚁、蜜蜂和黄蜂预防传染病的能力对我们很有借鉴意义,可能有助于人类社会控制自身的疾病。英国布里斯托大学生物医学科学学院娜塔莉·斯特罗伊梅特是专门研究小型生物流行病的科研人员,她认为,各国为防止疫情传播扩散而制定的关于保持社交距离的建议似乎"很熟悉",因为她在蚁群中也观察到类似做法。一些科学家认为,昆虫研究领域可以帮助人们想象一个对传染病大流行更具弹性的社会。     

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.     

多层前向网络的全局最优化问题

本文对多层前向网络的全局最优化问题进行了系统的分析，给出了全局最优化算法应具备的基本条件和一种算法格式，对这种算法格式的合理性进行了论证，对该领域未来的研究热点作了说明。     

纳米毒理学与安全性中的纳米尺寸与纳米结构效应

纳米生物效应与安全性是纳米科学中既具有基础科学意义, 又事关纳米科技应用前景的关键问题, 是纳米技术可持续发展的核心. 国际上普遍认为, 纳米技术的未来发展取决于两大主要瓶颈能否取得突破: 一是纳米尺度上的可控加工与大规模生产技术; 二是纳米安全性知识体系与评价方法. 针对后者, 欧洲和美国都提出了“没有安全数据, 就没有市场”(“No Data,No Market”)的方针. 为了保障科技和市场的优先权, “科技要领先, 产品要安全”已成为发达国家的国家战略. 为此, 在短短5 年内已经形成纳米毒理学这个新兴学科, 阐明在纳米尺度下物质的毒理学效应. 本文重点分析纳米毒理学与纳米安全性中的纳米尺寸效应、纳米结构效应这两个重要的科学问题及其研究结果, 同时简单讨论剂量-效应关系这个传统毒理学的中心法则在纳米毒理学中的变化情况, 讨论未来的相应研究内容和方向, 同时也帮助读者更为科学、理性地认识和理解物质在新的纳米尺度下所固有的生物学特性, 包括毒理学特性.     

寒武纪澄江化石库中叶足动物起源与演化浅析*

叶足动物是寒武纪海洋中非常特殊的类群,它们因为具有柔软的叶片状附肢而得名,而这柔软的叶片状附肢正是地球历史上的“第一对腿”。这对腿的出现,使地球进入了全新的“步行”时代,并且继而开启了地球上最大优势类群节肢动物的演化之门,其重要性不言而喻。笔者以澄江化石库中的叶足动物为主线,浅析寒武纪叶足动物的起源和演化。     

基于微流控技术的高通量材料合成、表征及测试平台

随着微流控技术的不断发展以及传统实验方法所暴露出的种种弊端,人们迫切希望微流控技术可以将传统实验室中的实验操作过程如样品预处理、混合、反应、萃取、分离、表征和检测等集中在一个芯片上,以微流控芯片代替传统实验室。这种高通量的实验方法将显著提高反应效率,增加产量,从而不但实现高通量材料的合成、表征与检测,也进一步促进了平台的集成化、微型化、自动化和便携化的发展。     

催化剂在污水处理方面的应用

我国现阶段污水处理处于发展阶段,文章从污水处理中应用的各种催化剂及其原理,对现阶段催化技术在污水处理方面进展概况和发展趋势进行综述。     

纳米技术的标准化进程和伦理问题

纳米技术的快速发展和纳米技术产品的逐步进入市场, 引起了人们就使用纳米产品对人类健康、安全和环境产生影响的特别关注, 这也是目前伦理学所关心的问题. 标准化不仅在消除贸易障碍、促进国际技术交流和贸易发展、提高产品在国际市场上的竞争能力方面具有重大作用, 对于保障身体健康、生命和环境的安全同样具有重要作用. 本文介绍了纳米技术的健康、安全和环境的标准化进程. 认为上述工作将促进社会科学和自然科学在纳米伦理问题上的交流与沟通, 以期共同解决纳米伦理问题.     

端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系——2009年诺贝尔生理学或医学奖简介

美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克三人同时获得2009年诺贝尔生理学或医学奖,这是由于他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”,这一研究成果揭开了人类衰老和肿瘤发生等生理病理现象的奥秘。本文将就端粒和端粒酶的发现、结构和功能及其与人类衰老、癌症的潜在关系等方面做一简要介绍。     

加强合同管理,增强索赔意识,提高经济效益

文章通过施工实践中的几个索赔事件的处理,介绍了合同管理对施工企业的重要性,施工过程中3个阶段的合同管理及索赔的步骤。     

含银抗感染制剂的研究进展

自古代起,银的抗菌性就已引起了人们的注意,并被广泛地应用在烧伤、创伤、细菌感染等的治疗上.近年来,随着细菌耐药性和各种变异病毒的产生,作为一种无机抗感染制剂,银更是受到了人们的广泛关注.本文主要介绍银应用于医学研究的状况,并对银离子、纳米银、以及各种负载银制剂,如以羟基磷灰石(HA)为载体的银制剂、以分子筛(zeolite)为载体的银制剂和以有机聚合物(PMMA)为载体的银制剂等的抗感染性研究进行了综述,为下一步临床研究奠定基础.     

化学是社会发展的推动者

本文摘录自作者所著的《化学是什么》一书,该书由北京大学出版社出版。用5小节内容说明化学对社会发展、环境保护和人民生活所作出的贡献,提高公众对化学的认识：用火的化学活动使猿猴进化成人;石油能源的开采利用;玻璃的研制;环境和化学;青蒿素的化学改性。     

地下水化学异常与地方病*

地下水化学异常是一个重大的世界性环境问题。长期饮用化学异常的地下水可严重影响居民的身体健康,导致各种地方病爆发。在我国,地方性砷中毒和地方性氟中毒是两类最为典型的地方病。高砷地下水、高氟地下水是地方性砷中毒和地方性氟中毒爆发的根本原因。这两类地下水主要形成于水文地球化学条件独特的干旱半干旱内陆盆地。这些盆地一般地下水径流缓慢,蒸发作用强烈,地下水呈弱碱性,水化学类型主要为HCO3 Na型。地下水As含量和F含量是地方性砷中毒和地方性氟中毒的主要决定因素。此外,地下水的其他化学指标、居民营养状况、饮食习惯等也可影响这两类地方病的发病率。然而,我们对地方性砷中毒、地方性氟中毒的发病机理、影响因素等方面的认识还相当有限,急需开展多学科联合攻关。