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受损悬索对称性破缺下非线性耦合振动研究

力学学报 2022年第2期54卷 471-481页

作者：赵珧冰郑攀攀陈林聪康厚军华侨大学土木工程学院福建厦门361021 福建省智慧基础设施与监测重点实验室福建厦门361021 广西大学工程力学研究中心南宁530004

对称性是振动理论中5大美学特征之一,然而对称性破缺又难以避免.本文以工程中常见的易损结构—悬索为例,探究当该系统遭遇非对称性损伤时,对称性破缺对其面内耦合振动特性影响.首先建立受损悬索面内非线性动力学模型,并采用Galerkin法... 详细信息

对称性是振动理论中5大美学特征之一,然而对称性破缺又难以避免.本文以工程中常见的易损结构—悬索为例,探究当该系统遭遇非对称性损伤时,对称性破缺对其面内耦合振动特性影响.首先建立受损悬索面内非线性动力学模型,并采用Galerkin法得到离散的无穷维微分方程.利用多尺度法计算该非线性系统发生面内耦合共振响应的调谐方程.截取前9阶模态,利用数值计算方法得到无损和受损悬索的各类共振曲线及其稳定性,通过计算最大李雅普诺夫指数来确定系统的混沌运动.研究结果表明:已有研究常采用抛物线模拟悬索静态构形,然而一旦发生不对称损伤,采用分段函数更能准确描述悬索受损后的静态构形;对称性破缺会导致悬索固有频率之间的交点变为转向点,其正、反对称模态均变为非对称模态;受损后悬索的非线性相互作用系数会发生显著改变,其内共振响应会产生明显变化;当激励直接作用在高阶模态时,无损系统会呈现出单模态解和内共振解,而受损系统并没有呈现出明显的单模态解;受损系统的分岔和混沌特性会发生改变,系统将通过倍周期分岔产生混沌运动.

关键词：受损悬索对称性破缺频率转向耦合共振分岔和混沌

对称性破缺:手性高氯酸乙酸·二(乙二胺)合锌(Ⅱ)的合成与结构(英文)

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无机化学学报 2014年第6期30卷 1459-1463页

作者：欧光川李治章张敏袁先友湖南科技学院生命科学与化学工程系永州425199

用简单的非手性原料醋酸锌和乙二胺在高氯酸钠的甲醇溶液中反应,反应过程中发生了对称性破缺现象,得到了一对对映体Δ-cis-[Zn(en)2Ac][ClO4](Δ-1)andΛ-cis-[Zn(en)2Ac][ClO4](Λ-1)(en=乙二胺,Ac-=醋酸根)。用元素分析、红外光谱、C... 详细信息

用简单的非手性原料醋酸锌和乙二胺在高氯酸钠的甲醇溶液中反应,反应过程中发生了对称性破缺现象,得到了一对对映体Δ-cis-[Zn(en)2Ac][ClO4](Δ-1)andΛ-cis-[Zn(en)2Ac][ClO4](Λ-1)(en=乙二胺,Ac-=醋酸根)。用元素分析、红外光谱、CD光谱和Xray单晶衍射对产物进行了表征。X-ray单晶衍射结果表明配合物Δ-1和Λ-1中的锌(Ⅱ)离子均与2个乙二胺上的4个氮原子和醋酸根上的2个氧原子顺式配位,形成六配位畸变的八面体构型。{Δ-cis-[Zn(en)2Ac]}+和{Λ-cis-[Zn(en)2Ac]}+单体通过氢键作用分别形成具有右手和左手双螺旋的一维链。用X-ray单晶衍射和CD光谱确定了配合物的手性特征。

关键词：对称性破缺锌配合物晶体结构 CD光谱手性

光活性结构聚集诱导对称性破缺提升光催化裂解水制氢性能

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光活性结构聚集诱导对称性破缺提升光催化裂解水制氢性能

作者：何甜山西大学

学位级别：硕士

氢能作为重要的二次能源,对限制和减少碳排放具有重要意义。光催化裂解水制氢是一种绿色、可持续的制氢途径。有机半导体光催化材料因其可调的电子结构和物理化学性质而受到光催化领域的广泛关注。然而,有机半导体光催化材料由于具有较... 详细信息

氢能作为重要的二次能源,对限制和减少碳排放具有重要意义。光催化裂解水制氢是一种绿色、可持续的制氢途径。有机半导体光催化材料因其可调的电子结构和物理化学性质而受到光催化领域的广泛关注。然而,有机半导体光催化材料由于具有较高的激子结合能不利于光生电荷的分离,从而限制了光催化活性的提高。本论文以芘光活性结构为研究对象,探讨了聚集对芘活性结构的电荷分离和光催化活性的效应。研究发现芘分子的聚集会诱导对称性破缺,进而原位构建了一个内建电场促进光生电荷的分离和输运,显著提升了光催化产氢的性能。同时,我们发现1-羟基芘、1-硝基芘和苝光活性结构聚集后同样明显提升了光生电荷的分离效率和光催化产氢活性,证实利用光活性分子聚集增强光生电荷分离具有普适性。主要研究内容如下:(1)选择高对称结构的芘分子,通过增加芘在异丙醇中的浓度获得了芘的聚集体。发现芘的聚集可以将光吸收从紫外光区拓宽到可见光区。通过各种表征和理论计算证实芘的聚集会自发打破其结构对称性,诱导产生偶极电场,显著加速光生电荷的分离和转移。光催化产氢评价结果显示,芘聚集体表现出增强的产氢活性。同时,芘聚集体中非共价相互作用为优化芘聚集体的物理化学和电子性质提供了条件。如2-氨基-5-氰基吡啶和3,4-二氨基吡啶小分子可通过π-π相互作用嵌入到芘聚集体中,进一步提升了光生电荷的分离和光催化产氢性能,400 nm光照下的产氢量子产率高达20.77%。(2)系统研究了芘的类似物(1-羟基芘、1-硝基芘和苝)的聚集效应。相对于芘的类似物单体光吸收,其聚集体均展示了红移的光吸收性质。特别是,这些聚集体均表现出较大的偶极矩,从而加速了载流子的分离,验证了通过聚集诱导对称性破缺提升光生电荷分离策略的普适性。同时,可通过原位嵌入异质小分子(如2-氨基-5-氰基吡啶和3,4-二氨基吡啶)进一步调控和优化这些聚集体的电荷分离性质,从而有效提升光催化产氢性能。本论文工作利用聚集诱导光活性结构对称破缺来促进载流子分离,为光生电荷的分离开辟一条新途径。

关键词：光催化产氢聚集对称性破缺电荷分离

个体规则驱动的群体行为对称性破缺的临界状态

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系统工程理论与实践 2016年第2期36卷 413-426页

作者：郑小京郑君君哈尔滨商业大学商业经济研究院哈尔滨150076 武汉大学管理科学与数据分析研究中心武汉430072 武汉大学经济与管理学院武汉430072

经济系统中,个体相互作用能够给群体涌现非常复杂的非线性行为,导致某些个体的非理性行为可能导致整个经济系统迅速崩溃,这种崩溃前系统的临界状态就显得异常重要.为了得到比较深刻的结论,将经济系统中个体之间的相互作用抽象成以随机... 详细信息

经济系统中,个体相互作用能够给群体涌现非常复杂的非线性行为,导致某些个体的非理性行为可能导致整个经济系统迅速崩溃,这种崩溃前系统的临界状态就显得异常重要.为了得到比较深刻的结论,将经济系统中个体之间的相互作用抽象成以随机复杂网络为结构的自适应博弈模型,从而构建合理的复杂自适应系统理论模型,然后通过随机攻击与蓄意攻击,来确定这一系统逾渗的临界状态.分析认为,当系统受到随机攻击时,系统表现出很强的鲁棒性,然而当系统受到蓄意攻击时,存在一个临界攻击概率使得系统具有较强的临界性.结论认为,系统受到随机攻击时,至少有两个大的组分保持系统联通,然而,当系统受到蓄意攻击时,系统存在一个临界删除概率,当删除概率小于这一临界概率时,系统存在两个大的组分;当删除概率大于这一临界概率时,系统难以保持联通.进一步而言,这一临界概率与系统中Agent的收益相关,这一结论修订了经典的以度为函数的复杂网络中的临界概率.

关键词： Agent 经济复杂自适应系统对称性破缺临界

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复杂网络对称性破缺度量及其应用研究

复杂网络对称性破缺度量及其应用研究

作者：郑烁湖北大学

学位级别：硕士

本世纪以来,基于复杂网络研究复杂系统受到来自物理学、数学、计算机科学、生物学、人工智能等众多领域学者的关注。尽管不同领域所涉及的研究对象不尽相同,但应用复杂网络来表征这些系统的结构和功能,可以促使研究者从更为简洁的网络... 详细信息

本世纪以来,基于复杂网络研究复杂系统受到来自物理学、数学、计算机科学、生物学、人工智能等众多领域学者的关注。尽管不同领域所涉及的研究对象不尽相同,但应用复杂网络来表征这些系统的结构和功能,可以促使研究者从更为简洁的网络架构理解复杂系统的共性特征。复杂网络的研究包括网络结构的表征、演化规律以及结构与功能关系等方面,这些研究对于理解物理实在、公共卫生、生物生态以及经济金融等众多真实系统具有重要的指导意义。在复杂网络的结构表征研究领域,网络结构的对称性破缺是一个重要且具有挑战性的研究课题。如何度量网络结构的对称性破缺、网络结构的对称性破缺对网络的其它结构特征和网络上的动力学行为有何影响等问题还悬而未决。面对此类问题,本论文基于复杂网络的通信矩阵和通信序列熵,利用量子统计物理和量子信息物理作为理论工具,挖掘表征复杂网络对称性破缺的测度,并进一步探索该测度与网络结构复杂性、网络弹性之间的联系。本文的主要研究内容如下:首先,基于本课题组先前研究所提出的网络整体通信序列熵的思想方法,定义网络中单个节点的通信序列熵,用以描述该节点与剩余网络节点之间通信能力的均匀程度。再基于节点通信序列熵,使用量子信息中的Jensen-Shannon散度度量节点对的对称性破缺度,如果两个节点的通信序列熵相等,说明此两个节点在网络中的地位等同,处于对称的位置,否则它们存在对称破缺。网络的整体对称性破缺用所有节点对的对称性破缺度的统计平均来表征。为了研究对称性破缺度量测度的有效性,我们从不同的角度进行验证。基于规则网络模型进行理论计算验证,并得到良好效果。对于经典复杂网络模型,我们应用仿真模拟进行验证。模拟结果表明,从规则网络向小世界网络演化并过渡到随机网络的过程中,网络对称性破缺在小世界网络附近达到最大;对于无标度网络,随着异质性,度-度关联性,社团结构的增强,网络对称破缺逐渐增大。也就是说,随着网络中各种特殊性质的加入,网络对称性破缺度与网络的复杂性呈现正关联特性。对于网络渗流过程,模拟研究发现随机网络在渗流相变点,网络的对称性破缺度最大。所有这些研究表明,本文提出的对称性破缺度量测度是有效的。其次,论文进一步讨论了复杂网络对称性破缺测度在以下两个方面的具体应用。一是,讨论了网络对称性破缺与网络复杂性之间的关系,探讨用网络对称性破缺测度表征网络复杂性的可行性,结果表明该测度能够有效度量网络的复杂性;二是,针对无关联复杂网络,研究了网络对称性破缺测度与网络弹性之间的关系,探讨用网络对称性破缺来预测复杂动力学网络系统临界相变的可行性,结果表明网络对称性破缺测度持续负增长可以作为系统弹性相变的一个预警信号。总之,复杂网络对称性破缺度量及其应用研究,为复杂网络的结构表征提供一个新视角,可促进我们对复杂网络结构的深入理解,与此同时还可以推动动力学网络系统的弹性研究,进而加强对网络结构与功能关系的理解。

关键词：复杂网络通信序列熵对称性破缺复杂性网络弹性

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对称性破缺与宇宙设计

自然辩证法研究 2007年第1期23卷 27-32页

作者：桂起权山西大学科技哲学中心

寻求内在的对称与和谐是宇宙设计的最基本原则,但对称性破缺,作为宇宙设计的辅助原则,则是隐含对称性的间接表现形式。粒子物理的希格斯机制表明,“自发破缺”也可能为规范对称性理论贡献力量。

关键词：对称性破缺宇宙设计数学和谐规范对称性希格斯机制

对称性破缺创造了现象世界——自然界演化发展的一条基本原理

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科学技术与辩证法 2008年第3期25卷 62-67,89页

作者：武杰李润珍程守华太原科技大学人文社科系山西太原030024

自然科学和社会科学的发展,特别是复杂性系统科学的研究,揭示出从无机的物质世界到有机的生命世界,再到复杂的社会经济生活,都是从无序走向有序的过程,而对称性破缺是走向有序的主要机制。文章通过对自然科学、社会科学中的对称破缺现... 详细信息

自然科学和社会科学的发展,特别是复杂性系统科学的研究,揭示出从无机的物质世界到有机的生命世界,再到复杂的社会经济生活,都是从无序走向有序的过程,而对称性破缺是走向有序的主要机制。文章通过对自然科学、社会科学中的对称破缺现象的考察,指出对称性破缺在本体论、认识论和方法论方面的教益,从而反映出对称性破缺是自然界演化发展的一条基本原理。

关键词：对称性对称性破缺自然演化复杂性

对称性破缺Au-ITO-Ag纳米核壳的光学特性研究

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兵器材料科学与工程 2017年第3期40卷 46-51页

作者：张敬萍付光杰吕靖薇刘超王金玉牟海维东北石油大学电气信息工程学院黑龙江大庆163318 东北石油大学电子科学学院黑龙江大庆163318

以对称性破缺Au-ITO-Ag纳米核壳结构为研究对象,采用有限元法系统研究其LSPR消光特性的影响因素及变化规律,运用等离激元杂化理论对其LSPR现象进行解释。研究结果表明:纳米核壳的消光特性对入射光偏振方向极其敏感;当入射光偏振方向垂... 详细信息

以对称性破缺Au-ITO-Ag纳米核壳结构为研究对象,采用有限元法系统研究其LSPR消光特性的影响因素及变化规律,运用等离激元杂化理论对其LSPR现象进行解释。研究结果表明:纳米核壳的消光特性对入射光偏振方向极其敏感;当入射光偏振方向垂直和平行于对称轴方向时,横向模式︱ω_⊥〉和轴向模式︱ω_//〉可产生多个偶极和高阶共振模式;通过改变Au内核的半径,3层纳米核壳的LSPR共振模式可调谐至近红外区域,在生物传感器和选择性滤波器应用方面潜力巨大。

关键词：消光特性对称性破缺 Au-ITO-Ag纳米核壳有限元法

浮动在云与海之间的科学长诗--评话剧《对称性破缺》

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上海戏剧 2022年第6期 17-19页

作者：成炜上海戏剧学院

“对称性破缺”本为一个物理概念,可以简单地把它理解为对称性的丧失,话剧九人的新戏《对称性破缺》正是以此为戏核,由此来隐喻剧作中三个主要人物叶启荪、吴大有、瞿健雄不同的命运,他们各自的人生看似交集有限,却因为“科学”二字紧... 详细信息

“对称性破缺”本为一个物理概念,可以简单地把它理解为对称性的丧失,话剧九人的新戏《对称性破缺》正是以此为戏核,由此来隐喻剧作中三个主要人物叶启荪、吴大有、瞿健雄不同的命运,他们各自的人生看似交集有限,却因为“科学”二字紧密相连,他们在乱世中坚持着自己的学术信仰,为了解开物理题目用尽了自己的一生。

关键词：对称性破缺九人吴大有物理概念学术信仰紧密相连