机器学习在湍流燃烧及发动机中的应用与展望

随着燃烧科学的发展，数值仿真与实验测量产生了大量数据，这些数据隐含许多有效的物理信息。传统研究方法对此类信息主要利用基于物理规则的模型去处理，但随着数据量的增加，基于数据驱动的方法开始受到重视。机器学习(machine learning, ML)技术由于在数据分析和处理方面取得了巨大成功，为处理燃烧领域的大量数据提供了一种新的范式。该文简要介绍了ML在湍流燃烧中的应用，主要包括化学反应、燃烧建模、发动机性能预测与优化、燃烧不稳定性预测与控制等4个方面，讨论了机器学习在燃烧研究中面临的挑战，并对未来应用进行了展望。     

深基坑开挖对邻近住宅楼的变形影响分析

【目的】深基坑工程中土体的开挖卸荷会导致土体位移变形，可能引起周围建筑物变形，因此有必要对深基坑开挖对邻近宅楼的变形影响进行分析。【方法】本研究以郑州某深基坑工程为例，在采取上部土钉墙、下部桩锚支护的联合支护方式下，使用FLAC3D对基坑的开挖过程进行数值模拟，探究不同工况下基坑开挖对周边土体和邻近建筑物的影响。【结果】研究发现：沉降量随着距基坑边缘距离的增加而减小，最终降低为零；沉降量和围护体的水平位移随着基坑开挖深度的增加而增大；邻近建筑物的沉降随着基坑开挖的加深而增大，随着距基坑边缘距离的增大而减小。【结论】本研究验证了该支护方式的可行性。     

国外期刊亮点

正质子磁矩实现迄今最高精度测量为了试图解决宇宙中缺失的反物质之谜,物理学家完成了迄今为止针对质子固有磁性的最精密测量。德国约翰尼斯·古登堡大学物理学家Andreas MooserAndreas Mooser等指出,一旦与反质子磁矩的直接测量相结合,这项工作将会为物质—反物质对称性的严格验证铺平道路。该项研究成果发表于5月29日出版的Nature上。     

Lévy过程下非对称GARCH模型权证定价

考虑权证标的资产的非正态特征,引入Lévy过程改进GARCH模型下权证的蒙特卡洛模拟定价方法。首先,针对不同Lévy随机分布和有偏GARCH模型建立真实测度下的Lévy-GARCH模型,然后进行风险中性测度转换并对38支大陆权证进行定价,最后对定价结果进行分类比较。结果表明,虽然大陆权证的市场价格与无套利假设下的理论价值有显著偏离,但Lévy-GARCH模型的定价精度仍然优于经典的B-S模型和Lévy随机模型,并且在市场剧烈波动的环境下定价效果提升更明显。     

基于Monte Carlo模拟的中小企业集合债券定价

中小企业集合债券为相关企业融资开辟了新的途径,是中国债券市场上的一项重要创新。利用Monte Carlo模拟对中小企业集合债券定价问题展开研究:首先假设利率服从CIR模型,对现有集合债券定价模型进行改进,构建一个更加合理的集合债券定价模型;然后根据债券主体信用等级与评级机构对债券主体的跟踪评级信息,建立企业信用等级迁移矩阵;最后对AA—及以下信用等级企业的违约强度进行设定,并基于信用等级迁移矩阵计算不同信用等级企业的违约强度,再利用Monte Carlo模拟对集合债券进行定价。实证结果表明,本文所构建的集合债券定价模型是一个有效的中小企业集合债券定价工具。     

垂直喷淋式MOCVD反应器中射流影响的研究

针对垂直喷淋式MOCVD反应器的射流现象进行数值模拟研究.通过改变反应腔高度、喷口间距、喷口速度、托盘转速等,对反应器内的流场、温度场、浓度场随上述参数的变化进行详细探讨,进一步探索MOCVD反应器中射流影响的规律.通过模拟发现:(1)在喷口下方的反应腔空间,射流速度、温度和浓度均存在周期性波动,此波动由衬底中心到衬底边缘逐渐衰减;(2)衬底中心处的垂直射流速度大于周边的速度,中心浓度高于边缘浓度,中心温度低于边缘温度;(3)增加反应腔高度,减小喷口间距,减小喷口速度、增加衬底转速,均有利于衬底上方轴向速度和反应前体浓度沿径向分布的平缓.     

泵水力设计方法的研究现状

泵是流体输送系统的核心动力源,开展泵优化设计、实现节能降耗一直是流体机械领域的研究热点。文章回顾了基于一元、二元、三元流动理论进行水力设计的各种方法,总结了各个水力设计方法的优缺点;概括了近年来在叶轮、导叶、蜗壳水力设计方面的研究热点和主流方法,为今后泵设计方法的发展奠定了基础。以数值模拟结合三元流动理论和优化算法的设计方法已成为当前开展泵水力设计的主流手段,可以预期,随着计算机计算能力的进一步提高和优化算法的快速发展,泵的水力设计水平将会有大幅度提升并会促进泵行业的整体技术进步。     

基于改进大涡模拟模型的风荷载验证

为了获得与近地大气边界层实际脉动风场特征相一致的三维脉动风速,文章首先应用DSRFG(Discretizing and Synthesizing of Random Flow Generation)方法,模拟生成计算流体动力学中大涡模拟算法所需的模拟入口边界脉动风速时程,然后采用改进的动态一方程模型作为大涡模拟的亚格子模型,计算长宽高为1∶1∶3的高层单体矩形建筑在0度风向角下的风荷载分布及特性,并与日本TPU风洞试验进行了对比.结果表明:1当高层建筑长宽比(B/D)=1时,扭矩的能量主要来自涡旋脱落而不是入口湍流的影响;2DSRFG结合改进的动态一方程模型能够较为准确地模拟得到高层建筑表面的平均及脉动风荷载特征.此方法有望应用到实际高层建筑风荷载评估中.