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.     

地震强度递增沙堆模型响应机制的研究

针对汶川地震Ⅹ度和Ⅺ度烈度区崩塌滑坡面积与累计频率统计关系呈现不同分布规律的现象,开展了地震峰值加速度从0.075~0.450g的6组振动台沙堆模型实验.实验重现了随振动强度增加,落沙量与累计频率从幂律分布-对数正态分布-正态分布依次转变的现象.数学分析表明,变异系数的减小,是这3种概型依次转变的原因.根据实验观察,随扰动递增沙堆表面颗粒行为呈现不同响应模式:微振动时颗粒活动性消失的概率与活动性分叉的概率在总体上平衡,当颗粒间近邻的相互作用导致连锁反应时才能发生大规模落沙事件,具有最大的不确定性.强振动时大部分颗粒就能独立启动,大规模落沙成为必然事件.据此提出,落沙规模由自组织控制的颗粒链式反应过程,向外力控制的颗粒独立下落过程的转化是导致变异系数减小的物理机制.根据以上认识,随地震烈度增加,汶川地震触发的崩塌滑坡规模与累计频率依次服从幂律分布-对数正态分布的现象,可能是具有普适性意义的规律.     

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．     

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.     

用胞映射方法研究乌江流域水华爆发的演变行为

基于连续注入营养基的微生物培养模型,提出一种定量描述三峡库区乌江流域水华爆发非线性非平衡态动力学模型,运用胞映射算法、模型构建技术和自组织临界性概念,结合乌江水域的现场监测数据对缓流水体富营养化污染演变过程、水华消涨行为、磷氮营养物比值和控制相空间吸引子形态的参量进行对比、分析和研究,揭示出水华爆发过程的内在振荡规律和临界性态,预示流域水华可能是多次爆发的结果,可为流域富营养化污染的调控技术提供具有指导意义的理论依据.     

对理论物理中一个自组织临界模型的标度行为的研究

在理论物理中,本文对具有随机倒塌过程的二维自组织临界米堆模型的临界行为进行了数值模拟研究。雪崩大小的概率统计分布服从幂次规律。但是矩分析的结果表明系统的临界行为不能由简单的有限尺寸标度律来表征,而展示出一种复杂的标度行为。     

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     

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.     

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．     

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。     

断层采动型突水自组织临界特性研究

利用重整化群方法研究了断层单元体破裂的随机性和关联性。在此基础上，对断层导水裂隙的扩展规律进行了分析。     

我国城镇人口空间分布的自组织模型

根据耗散结构理论和我国人口分布、演化的特点,建立了描述我国各省(海南省、台湾省除外)城镇人口演化的自组织模型,对我国人口分布发展特点进行了讨论,拟合了1980～1984年的人口空间分布,并预测了未来城镇人口的发展。     

基于自组织模型的城市人口分布动态演化

根据耗散结构理论自组织建模原理,在费尔哈斯模型(Verhulst model)的基础上,以城市区域的人口为状态变量,考虑城市区域人口的相互迁移作用和环境竞争约束因素,尝试建立城市人口区域分布演化模型来进行城市系统演化的讨论.在广州市历史人口数据的基础上,利用基于自组织原理的城市人口区域分布动态模型,模拟预测了广州市未来50年4个区域人口动态演化趋势,其结论可以为现实的广州市人口预测提供参考依据.     

自组织网络随机方向模型的渐近节点分布

应用几何概率的方法分析自组织网络随机方向移动模型的渐近节点分布特征.分析针对两种形状的仿真区域,对于圆形区域,得到了节点分布函数的精确闭式解;对于正方形区域,得到了分布函数的数值积分解.理论分析和仿真证明,应用随机方向移动模型的网络当达到平稳状态时,节点会以较高的概率靠近区域边界,而以较低的概率位于区域中心.     

基于双重自组织模型的土地整治项目区时空配置研究

以海南省屯昌县为例,构建兼顾地理空间和属性空间的双重自组织模型,对土地整治项目区进行时空配置。地理空间采用行政村几何中心点的x,y坐标表示,属性空间采用土地整治潜力、土地整治迫切性和土地整治可行性表示。结果表明,屯昌县各行政村土地整治潜力、土地整治迫切性和土地整治可行性空间差异显著,"南高北低"和"东高西低"特征明显,亟需开展土地整治项目的有坡心镇、南坤镇、西昌镇和屯城镇等。采用双重自组织模型,将161个行政村划分为6个土地整治项目区。基于综合评价得分,将屯昌县划分为优先整治区(近期)、重点整治区(中期)和适度整治区(远期),面积比例分别为25.14%,41.83%和33.03%,并提出不同土地整治分区的目标导向和整治建议。研究结果可为屯昌县土地整治项目规划与实施提供科学依据,同时对提高区域土地整治规划水平、促进土地整治事业可持续发展具有积极作用。     

语音识别中HMM与自组织神经网络结合的混合模型

基于隐马尔可夫模型和自组织神经网络模型提出了一种用于语音识别的混合模型,给出了训练调整权向量的算法,实验结果表明其在语音识别中具有很好的性能·     

基于自组织神经网络的模式分类研究

分析了常用的ＶＱ（ＶｅｃｔｏｒＱｕａｎｔｉｚｅｒ──矢量量化）分类算法所存在的缺点，提出用自组织神经网络模型取代ＶＱ算法，对这种模式分类的过程进行了描述，并阐明它的优点．