土地系统自组织理论研究

本文根据土地系统自身特征,应用耗散结构理论,把土地系统看作是一个具有组织功能的开放系统.提出土地熵及度量公式.认为土落涨落是土地系统演替的导因,并探讨了它们的类型与特征.     

耗散结构理论在房地产项目管理中的应用研究

首先,运用专家意见综合评分法对房地产项目风险进行了定量评价,找出了10项风险因素并分别计算了风险权重.然后,运用耗散结构理论将这些风险因素和权重值分别作为影响房地产项目耗散结构形成的熵流因素和因素权重,通过建立并分析项目管理耗散结构模型,提出项目管理熵流管理策略思想,同时根据风险权重的分析计算和熵流因素的排名高低,得出了在房地产开发项目管理中的一些有益启示.     

基于耗散结构理论的知识流分析

本文认为知识流在一定条件下 ,其运行规律遵循系统熵值增加效应的趋势 ,即知识系统表现出从有序到无序的演变 ;另一方面 ,作为远离平衡态的开放的知识系统在另一条件下形成系统的知识耗散结构 ,即表现出知识系统从无序到有序的演变。作者借用知识耗散结构理论对知识流的进化进行分析 ,在此基础之上 ,提出了几点对知识流管理的方法。     

脑瘤诱发的组织变化和皮层脑电图分析

健康组织和肿瘤组织具有不同的代谢,结构和热力学特性.脑瘤的代谢和结构无序性导致其有较高的熵产生.两种组织不同的熵产生决定了熵由癌流向健康组织.脑瘤和正常细胞在熵和能量方面的差异诱发皮层不同的脑电信号.研究了28个脑瘤患者的脑电图并和健康人进行比较,观察到脑瘤患者脑电图频率的降低.多数情况中慢alpha和theta波出现在肿瘤投影区,此可能与其高熵产生和向外的熵流有关.研究认为,脑瘤的持续高熵产生和热耗散及其它物理效应使得皮层电产生慢化,从而使肿瘤及其邻近的脑组织显示出频率较低的电活性.     

运动训练“高原现象”的熵理论及耗散结构理论阐释

基于热力学理论中的熵理论以及耗散结构理论,分析了运动训练过程“高原现象”的熵与耗散结构理论特征及产生机理,阐释了运用熵理论与耗散结构理论研究“高原现象”的实质,依此破解运动训练“高原现象”,为提高运动员竞技能力提供理论依据.     

关于熵概念的教学探讨

用耗散结构理论 ,分析了卡诺循环过程的熵变 ,探讨了熵的本质 .     

城市人-地系统的协调发展与系统模式识别

基于耗散结构理论，对城市人－地系统的特征及协调发展的机制进行了分析，认为城市可持续发展的最佳值域是城市经济、地质环境与资金技术间的交互域。提出系统熵的概念及系统熵的数学表达，扩展了熵流理论，建立了城市系统协调发展的拓扑关系和城市系统识别模式。     

建筑节能改造项目风险共担耗散结构演化机理

建筑节能改造项目风险共担具有耗散结构特性,基于对风险共担的系统解析,利用耗散结构理论,探讨既有建筑节能改造项目风险共担耗散结构的形成机理.在此基础上,构建了基于灰关联熵的风险共担结构演化方向判别模型,指出了风险共担结构的3种演化方向.最后,针对研究结果从推进协同治理、强化制度建设、合理设计契约3个方面提出建筑节能改造项目风险共担决策优化建议.     

基于等级熵的自适应粒子群优化算法

分析了粒子群耗散结构的特性,提出了基于等级熵的自适应粒子群优化(EPSO)算法.在演化过程的前期,针对粒子群优化(PSO)算法具有收敛速度慢、等级熵较大等特点,EPS0采用精英多父体杂交算子来提高算法的收敛速度,使群体形成有序的耗散结构.随着熵的减少.EPSO产生一个微小的混沌给予系统一个外界的负熵,使演化过程向更优适应值的方向发展.数值实验结果表明,该算法具有收敛精度高和收敛速度快的特点,可快速有效地求解某些优化问题.     

天目山自然保护区生物多样性的熵值测度研究

说明了生态系统是典型的热力学开放系统,并具有耗散结构的特征,阐述了生物多样性的热力学熵机理.在此基础上提出了生物多样性的两个熵值测度指标,并分析了各指标的含义、两指标间的相互关系及其与传统测度指标机理上的对应性.用天目山自然保护区典型样地调查数据进行了验证,验证结果与生物多样性的熵值分析机理相一致.通过对比分析,笔者认为传统生物多样性测度指标没有考虑群落中各种群在个体数量上的绝对差异对生物多样性的影响,从而提出了生物多样性的熵值改进方法,并分析了与熵值测度指标密切相关的几个关键性问题及影响天目山群落生物多样性的主要原因.     

Entransy dissipation and irreversibility of some thermodynamic processes

The relationship between entransy dissipation and the irreversibility of some thermodynamic processes, such as heat transfer, work-heat conversion, free expansion, isothermal diffusion etc., are analyzed in this paper. The results show that there is entropy generation but no entransy dissipation in irreversible work-heat conversion, free expansion and isothermal diffusion. Therefore, entransy dissipation cannot be used to describe the irreversibility of these processes. Both entropy generation and entransy dissipation exist in heat transfer process, which indicates that the entransy dissipation can be used to describe the irreversibility of heat transfer processes. Furthermore, the irreversibility of endoreversible cycles is analyzed. As all the irreversibility in endoreversible cycles is attributed to heat transfer between the heat sources and the working medium, entransy dissipation can be used to describe the irreversibility of this kind of cycles. To verify this conclusion, numerical examples of the endoreversible Carnot cycle are discussed.     

论动态统计信息理论

将现有的静态统计信息理论拓展至动态过程,建立以动力学系统的信息和信息熵的演化规律为主题及其应用的动态统计信息理论.从态变量演化方程出发,推导出表述信息熵和信息的演化规律的动态信息熵密度和动态信息密度的非线性演化方程.这两个方程表明:信息熵密度随时间的变化率是由其在坐标空间和态变量空间的漂移、扩散和产生三者引起的;而信息密度随时间的变化率则是由其在坐标空间和态变量空间的漂移、扩散和减损三者引起的.给出了漂移信息流和扩散信息流的表达式、信息减损率和信息熵产生率的简明公式.证明了动力学系统内的信息减损(或增加)率等于它的信息熵产生(或减少)率,信息扩散与信息减损同时发生.得到了反映传递过程动态特性的动态互信息公式,它在信道长度与信号传递速度之比趋于零的极限情况下变为现有的静态互信息公式.这些结果都是从信息和信息熵演化方程统一得出的,未增加新的假设.作为这些理论公式的应用,研究和计算了布朗运动的漂移扩散传递、热缺陷产生动力学及分子马达3个动力学课题的信息熵和信息的变化式,给出了高斯信道的动态互信息公式.     

对流热过程数值计算稳定性关系新探讨(Ⅰ)──耗散熵产非负定性分析

探讨性地定义了广义熵的概念;对于给定的模型方程,建立了相应的熵方程,揭示了模型方程潜在固有的耗散熵产非负定性质;提出了以该非负定性为准则,对模型方程的一般化数据格式稳定性限制条件的分析方法．针对一些典型的数值格式导出了具体的限制性条件,归纳性地显示该方法的结果为稳定性的充分条件,为耗散与数值稳定性的内在联系提供了新的理解     

A comparison of optimization theories for energy conservation in heat exchanger groups

In general, thermal processes can be classified into two categories: heat-work conversion processes and heat transfer processes. Correspondingly, the optimization of thermal processes has to have two different criteria: the well known entropy generation minimization method and the recently proposed entransy dissipation maximization method. This study analyzes the thermal issues in a heat exchanger group, and optimizes the unit arrangements under different constraints based on a suitable optimization criterion. The result indicates that the principle of minimum entropy generation rate is valid for optimizing heat exchangers in a thermodynamic cycle with given boundary temperatures. In contrast, the entransy dissipation maximization is more suitable in heat exchanger optimizations involving only heat transfer processes. Furthermore, the entropy generation rate induced by dumping used streams into ambient surroundings has to be taken into account, except for that originating from the hot and cold-ends of heat exchangers, when using the entropy generation minimization to optimize heat exchangers undergoing a thermodynamic cycle.     

水下爆炸能量耗散特性分析研究

基于特征线理论得到了水中冲击波的近似传播规律,提出了炸药水下爆炸冲击波传播过程中的熵变及能量耗散特性的近似评估方法.使用该评估方法,对TNT和RS211两种炸药水下爆炸近场冲击波传播过程中的能量耗散进行了计算.研究表明,水下爆炸近场的冲击波超压峰值迅速衰减,熵增与能量损失主要发生在水下爆炸近场的10倍装药半径范围内.对于TNT和RS211两种炸药,20倍装药半径处水中冲击波的能量耗散分别约为水下爆炸总能量的34%和32%,与水下爆炸试验结果基本一致.     

一种微小型图像融合实验系统设计与验证

为了满足微小型载体负载能力的要求,利用BF548处理器体积小、功耗低以及外设资源丰富的优点,设计和验证了一种微小型低功耗图像融合实验平台.并针对所设计的硬件平台,提出快速实现的基于像素灰度概率密度分布离散度分析的红外与可见光图像融合算法.该算法利用灰度概率密度分布之间的离散度判断目标区域和背景区域,不同区域采用不同融合规则.仿真实验表明,该算法相对于传统提升小波融合算法,信息熵提高了16%,标准差提高了86%以上.     

矿井围岩与支护系统复杂性研究

为研究围岩与支护技术问题,对近十年来相关研究工作进行了系统分析,发现围岩与支护是相互作用、相互制约的一个复杂非线性系统。利用力学与非线性系统理论建立了围岩与支护系统的耗散结构模型,论述了围岩熵产生与支护熵流的相互关系。根据信息熵的原理建立了矿井支护可靠熵模型,并与结构可靠性进行对比分析。最后提出深部巷道断面优化设计,降低巷道底角的非线性应力集中状态,实际应用中使巷道底鼓量减少20%以上。     

Entropy and its application in turbulence modeling

The entropy concept was introduced into the turbulence modeling strategy in the present work. First, the turbulent boundary-layer was described from the point of energy dissipation. Based on the theoretical analysis and direct numerical simulations, the relationship between the entropy increment and viscosity dissipation was systematically investigated. Then, an entropy function fs was proposed to distinguish the turbulent boundary-layer from the external flow. This function is universal, independent of the inflow conditions or any specific turbulence model. With this function, a new version of delayed-detached-eddy simulation method SDES was constructed and verified with the supersonic boundary-layer flow and the cavity-ramped flow. Initial results showed that this method could successfully avoid the modeled stress depletion problem inherited from the original DES method.     

癌和正常细胞熵产生的差异性及其治疗意义

通过热力学计算证明通常条件下癌细胞的熵产生率高于正常细胞,熵流方向为从癌到正常组织.但在适当外场作用下,正常细胞的熵产生率可提高更多,因而可以改变熵流方向,从而抑止癌的毒性信息流的扩散.设计了可试用于癌症治疗的方脉冲电场.     

耗散结构视角下生态型物流园区进化模型研究

为探究生态型物流园区实现可持续发展的进化机理,运用耗散结构理论对生态型物流园区已具备的条件进行分析,构建了基于logistic生长曲线的进化模型,发现生态型物流园区的发展经历了物种植入期、种群发展期、郁闭稳定期和种群蜕变期4个阶段,并循环往复、不断演进,进而形成了进化的复合logistic生长曲线.研究表明,生态型物流园区实现可持续发展,有两个主要途径:一是通过园区内部的不断集成与优化引入负熵流,从而减缓总熵的增加速度;二是通过对园区内外部要素的调控,使得园区功能不断升级,从而进入新的演化周期.