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AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子

光学学报 2024年第5期44卷 161-169页

作者：熊玮玥张海强姚慧上海理工大学理学院上海200093

呼吸子泛指一类具有周期演化或周期分布结构的非线性波,它已成为非线性光学系统的研究热点之一。研究多种呼吸子的时空动力学特征具有实际的物理意义。本文基于孤子理论中的Darboux变换方法构造出AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子解,... 详细信息

呼吸子泛指一类具有周期演化或周期分布结构的非线性波,它已成为非线性光学系统的研究热点之一。研究多种呼吸子的时空动力学特征具有实际的物理意义。本文基于孤子理论中的Darboux变换方法构造出AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子解,并进一步分析了呼吸子的非线性动力学特征。首先,基于AB系统的Lax对,通过修正的平方波函数法与行波变换法获得该系统的椭圆函数周期解以及Lax对的基本解。然后,通过椭圆函数积分公式和Darboux变换迭代算法,推导出dn和cn两种椭圆函数背景下的一阶和二阶呼吸子解的解析表达式。另外,讨论了三种呼吸子的动力学特征,主要包括一般呼吸子(GB)、Kuznetsov-Ma呼吸子(KMB)和Akhmediev呼吸子(AB)。最后,研究了在dn背景下GB和KMB相互作用的时空结构以及在cn背景下两个GB相互作用的时空结构。本文研究结果将有助于理解在非线性光学领域中周期背景下的呼吸子动力学特征和相互作用行为。

关键词：非线性光学呼吸子 Darboux变换 AB系统

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色味锁夸克物质与夸克星

物理学报 2024年第5期73卷 75-84页

作者：初鹏程刘鹤杜先斌青岛理工大学理学院青岛266033

讨论了零温、强磁场下基于准粒子模型的奇异夸克物质、色味锁夸克物质的热力学性质.结果表明色味锁夸克物质比奇异夸克物质更稳定,压强会随着色味锁态能隙常数的增大而增加.并且发现强磁场下磁星的最大质量会随着色味锁夸克物质的能隙... 详细信息

讨论了零温、强磁场下基于准粒子模型的奇异夸克物质、色味锁夸克物质的热力学性质.结果表明色味锁夸克物质比奇异夸克物质更稳定,压强会随着色味锁态能隙常数的增大而增加.并且发现强磁场下磁星的最大质量会随着色味锁夸克物质的能隙常数的增加而增加,磁星的潮汐形变率会随着能隙常数的增加而增加,磁星最大质量的中心密度会随着能隙常数的增加而降低.结果还说明考虑色味锁态得到的磁星质量半径关系可以满足最近实验观测PSR J0740+6620,PSR J0030+0451,和HESS J1731-347所给出的质量半径约束.

关键词：夸克物质夸克星磁星

声波导单模光纤中后向受激布里渊散射的声模分析

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物理学报 2024年第5期73卷 157-166页

作者：冯云龙侯尚林雷景丽武刚晏祖勇兰州理工大学理学院兰州730050

本文推导了单模光纤中的声波亥姆霍兹方程,利用分离变量法求解并获得正规声波导导模的特征方程,定义了声模的归一化频率,结合贝塞尔函数的宗量近似分析了声波模式的特征值范围、截止频率和远离截止,探讨了声模的色散和布里渊增益谱的多... 详细信息

本文推导了单模光纤中的声波亥姆霍兹方程,利用分离变量法求解并获得正规声波导导模的特征方程,定义了声模的归一化频率,结合贝塞尔函数的宗量近似分析了声波模式的特征值范围、截止频率和远离截止,探讨了声模的色散和布里渊增益谱的多峰成因.研究结果表明单模光纤中纵向声波基模L01模无截止,主要被限制在纤芯中,与光基模耦合形成布里渊增益谱的主峰;高阶声模都存在低频截止,在包层分布比基模多,与LP_(01)模耦合形成布里渊增益谱的次峰.只有纵向L_(0n)声模对后向布里渊增益谱有贡献,纤芯掺锗浓度增大能使布里渊增益谱发生红移,声模数量增多,L_(01)模的增益峰值逐渐变大而高阶模的贡献减小.泵浦波长为1.55μm,纤芯掺锗浓度3.65%、纤芯半径4.2μm的单模光纤存在4个L_(0n)和16个L_(mn)(m>0)声模,声模L_(01),L_(03),L_(04)与光模LP_(01)声光耦合产生布里渊增益谱的1个主峰和2个弱峰;纤芯掺锗浓度15%,纤芯半径1.3μm的单模光纤存在3个L_(0n)模和7个L_(mn)(m>0)模,L_(01),L_(02),L_(03)模与LP_(01)模声光耦合使得布里渊增益谱呈现3个主峰.这些结论可以完全解释相应的实验现象,也为光纤SBS声波导研究及应用提供理论参考.

关键词：光纤声波导受激布里渊散射声模

椭圆函数背景下Gerdjikov-Ivanov方程的多呼吸子

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物理学报 2024年第4期73卷 9-20页

作者：姚慧张海强熊玮玥上海理工大学理学院上海200093

作为非线性发展方程的一种特殊局域解,呼吸子具有包络振荡结构,且这种振荡呈现周期性变化.根据呼吸子在分布方向和演化方向的周期性,呼吸子主要有3种类型,即Kuznetsov-Ma呼吸子(Kuznetsov-Ma breather,KMB)、Akhmediev呼吸子(Akhmediev ... 详细信息

作为非线性发展方程的一种特殊局域解,呼吸子具有包络振荡结构,且这种振荡呈现周期性变化.根据呼吸子在分布方向和演化方向的周期性,呼吸子主要有3种类型,即Kuznetsov-Ma呼吸子(Kuznetsov-Ma breather,KMB)、Akhmediev呼吸子(Akhmediev breather,AB)和一般呼吸子(general breather,GB).近年来,周期背景下的呼吸子现象在许多非线性物理领域被观察到,比如在非线性光纤光学、流体力学等.研究表明背景周期波的调制不稳定性可以激发呼吸子的产生,且周期背景下的呼吸子具有非常丰富的物理性质和相互作用.因此,最近在周期背景下呼吸子的时空结构和相互作用引起了广泛关注.Gerdjikov-Ivanov方程可以被用来描述在量子场理论、弱非线性色散水波、非线性光学等领域中的非线性物理现象.构造该模型的各种类型的解是非常有意义的工作.据了解,在椭圆函数背景下的多呼吸子之前还未被研究过.本文首先利用修正的平方波(modified squared wave,MSW)函数法和行波变换法获得该方程的椭圆函数解.然后,在椭圆函数解初始条件下得到该方程Lax对的通解.基于椭圆函数的转换公式以及积分公式,将势函数周期解化简为只含有Weierstrass椭圆函数.然后,利用达布变换构造出在椭圆函数背景下呼吸子的具体表达形式.在椭圆函数背景下,推导出3种不同类型的呼吸子,包括GB,KMB和AB.最后,给出3种呼吸子的时空结构三维图,并且展示它们之间相互作用的过程.

关键词： Gerdjikov-Ivanov方程椭圆函数达布变换呼吸子

GBAVTII探测西安上空夜气辉反演O_(2)(0-1)柱浓度及其波动的研究

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地球物理学报 2024年第3期67卷 960-968页

作者：方妍李存霞惠宁菊刘洋河李文文李凌青唐远河西安理工大学理学院西安710048

探测高层大气的粒子浓度具有重要的科学意义.本文利用安装在中国西安城区(海拔457m, 34.23°N,109.01°E)的自制地基气辉成像干涉仪GBAVTII(Ground-based atmosphere VER&temperature imaging interferometer)对峰值高度在94 km处的867.7 nm O_(2)(0-1)夜气辉长期定点观测,反演得到O_(2)(0-1)的柱浓度,并根据大气温度及O_(2)(0-1)粒子柱浓度的扰动提取得到大气重力波、行星波周期.本文首先阐述了地基GBAVTII探测气辉的原理,并从气辉辐射理论及地基探测模式导出气辉强度表达式,建立地基仪器探测得到的气辉的积分体发射率IER(Integrated Emission Rate)与大气中O_(2)(0-1)柱浓度的关系,然后利用2019年以来的多日观测数据,得到西安地区上空O_(2)(0-1)粒子的柱浓度量级为10~4cm^(-2);经对比发现2020年9月17日GBAVTII探测O_(2)(0-1)柱浓度结果与NRLMSISE-00模型数据的相对误差在0.5%~30%.我们从GBAVTII整夜拍摄气辉成像干涉图中反演出西安上空90~100 km的大气温度和O_(2)(0-1)柱浓度及扰动特征,得到周期在8~10 h左右的潮汐波,去掉潮汐趋势的温度和柱浓度残差序列,利用小波分析提取得到周期为2.3 h的重力波.最后我们利用2022年4月21日—2022年5月6日期间的O_(2)(0-1)柱浓度探测序列得到日平均柱浓度并提取准2日的行星波周期.GBAVTII所探测得到大气波动的周期尺度与其他已有中纬度地区的探测结果相吻合.

关键词： GBAVTII O_(2)(0-1)气辉 O_(2)(0-1)柱浓度大气波动

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部分信息和损失厌恶下的最优投资与再保险

系统工程理论与实践 2024年第3期44卷 932-946页

作者：陈凤娥季锟鹏彭幸春武汉理工大学理学院武汉430070

该文研究了具有损失厌恶特征的保险公司在仅拥有部分信息时的最优投资与再保险策略.首先,利用滤波技术将问题进行转化.然后,在期望S型效用最大化准则下,运用鞅方法,偏微分方程,傅里叶变换和逆变换方法得到了最优投资与再保险策略的半解... 详细信息

该文研究了具有损失厌恶特征的保险公司在仅拥有部分信息时的最优投资与再保险策略.首先,利用滤波技术将问题进行转化.然后,在期望S型效用最大化准则下,运用鞅方法,偏微分方程,傅里叶变换和逆变换方法得到了最优投资与再保险策略的半解析表达式.最后,利用蒙特卡罗方法进行数值分析.结果表明忽略学习下的最优投资与再保险比例比滤波估计下的更低,而且在参考点水平较高时,相比较最优再保险与通胀指数债券投资比例,忽略学习对最优股票投资比例的影响更显著.另一方面,幂效用下的最优策略比S型效用下的最优策略更加激进,其中最优再保险比例在两种效用函数情形差别最大,这说明心理因素对再保险策略的影响最显著.

关键词： S型效用部分信息投资再保险

基于片段充电数据和DEKF-WNN-WLSTM的锂电池健康状态实时估计

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1565-1576页

作者：宋显华姚全正哈尔滨理工大学理学院哈尔滨150080

实时准确地评估电动汽车锂电池健康状态(SOH)对电动汽车的稳定行驶至关重要。因此,该文提出一种基于锂电池日常片段充电数据和双扩展卡尔曼滤波-小波神经网络-小波长短时记忆神经网络(DEKF-WNN-WLSTM)的电池全充时间估计模型,进而提高... 详细信息

实时准确地评估电动汽车锂电池健康状态(SOH)对电动汽车的稳定行驶至关重要。因此,该文提出一种基于锂电池日常片段充电数据和双扩展卡尔曼滤波-小波神经网络-小波长短时记忆神经网络(DEKF-WNN-WLSTM)的电池全充时间估计模型,进而提高了片段充电数据评估电池健康状态的准确度。首先,设计双扩展卡尔曼滤波预测-校正算法,分别用来估计片段充电数据对应的全充时间和校正扩展卡尔曼滤波的状态初值,以提高估计的准确性。然后,设计了小波神经网络-小波长短时神经网络来学习扩展卡尔曼滤波递推过程的观测值。最后,通过实验仿真,验证了所提算法在锂电池健康状态实时估算中的准确性和有效性。

关键词：锂离子电池模型参数辨识最小二乘法自适应遗忘因子

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铌酸锂包层硫系中红外少模光纤的电光效应

北京邮电大学学报 2024年第1期47卷 112-119页

作者：段博侯尚林雷景丽武刚晏祖勇兰州理工大学理学院兰州730050

提出了一种采用LiNbO3晶体为包层、光轴方向沿光纤轴线方向的中红外硫系少模光纤,采用全矢量有限元法研究了外加电场对LiNbO3晶体的主轴折射率比和光模式的传输特性的影响。结果表明,在2.25~3.85μm波长范围内,模式有效折射率与功率限... 详细信息

提出了一种采用LiNbO3晶体为包层、光轴方向沿光纤轴线方向的中红外硫系少模光纤,采用全矢量有限元法研究了外加电场对LiNbO3晶体的主轴折射率比和光模式的传输特性的影响。结果表明,在2.25~3.85μm波长范围内,模式有效折射率与功率限制因子均随着波长增大逐渐降低,而差分模时延呈现上升趋势。外加轴向电场不但会减小各光模式的有效折射率与差分模时延,而且会增强对各模式能量的限制,并随着模式阶数升高,电场的限制就愈发明显。无外加电场时HE11模色散随波长增大而呈现上升趋势,而HE_(21),TE_(01)和TM_(01)模色散呈现抛物线型分布,且存在2个零色散波长。当电场增大时,光模式的色散均会增大并会导致色散零点蓝移。电场为4×10^(9)V/m时,HE_(11),HE_(21),TE_(01)和TM_(01)模短波长处的零色散波长比无电场时分别蓝移0.5695μm,0.3915μm,0.3862μm和0.5594μm。

关键词：少模光纤铌酸锂三硫化二砷电光效应色散

价格竞争、保鲜努力与农产品电商冷链物流模式演化

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复杂系统与复杂性科学 2024年第1期21卷 100-108页

作者：李春发俎晓彤田盖地天津理工大学管理学院天津300384

科学合理的冷链物流模式是确保农产品电商价格、新鲜度竞争力的关键。针对涉及两农产品电商、电商自营冷链物流和第三方冷链物流商的供应链,构建两电商竞争、第三方冷链物流商主导的Stackelberg博弈模型及两电商冷链物流模式选择的演化... 详细信息

科学合理的冷链物流模式是确保农产品电商价格、新鲜度竞争力的关键。针对涉及两农产品电商、电商自营冷链物流和第三方冷链物流商的供应链,构建两电商竞争、第三方冷链物流商主导的Stackelberg博弈模型及两电商冷链物流模式选择的演化博弈模型,并通过仿真揭示交叉价格弹性、新鲜度需求弹性、自营和第三方保鲜投入成本系数对演化路径的影响。研究表明:若交叉价格弹性、新鲜度需求弹性和第三方保鲜投入成本系数分别增大,自营冷链物流为演化稳定策略,电商倾向自营冷链物流。若自营保鲜投入成本系数增大,第三方冷链物流为演化稳定策略,电商倾向与第三方冷链物流商合作。

关键词：农产品电商平台价格竞争保鲜努力冷链物流模式演化博弈