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揭示自然奥秘 开辟科学新界

1996年美国纽约哥白尼(Copernicus)出版社出版了丹麦科学家帕·巴克(Per Bak)的划时代著作《大自然如何  (本文共1页) 阅读全文>>

《现代物理知识》2015年03期
现代物理知识

经济金融中的自组织临界性

复杂性科学在最近二三十年取得了突破性进展,目前从这个学科中发展起来的许多范式和方法都已经渗透到多门传统学科并与其不断融合促成了各种门类的交叉学科和方向。其中自组织临...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国地质大学
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构造-流体-成矿系统自组织临界性模拟研究

成矿系统是复杂地质系统的一个重要子系统,其整体的演化遵循串级、崩塌-间断平衡相交替的分形动力学行为,并且最终归宿于自组织临界性的内禀属性,其时空行为服从自组织临界过程动力学特性。构造-流体-成矿系统是以构造和流体为主导,通过其内部要素及非线性相互作用过程在相关控矿要素作用下广泛而紧密地联系,并最终导致构造-流体-成矿系统产生自组织临界态。在该临界态下,小事件可引起系统的连锁反应进而可导致大规模事件的发生,大/小事件的内禀机制均起因于自组织临界动力学机制。自组织临界性理论所描述的事件规模与大小等总体特征不依赖于事件的微观机制,是典型的整体理论用于解决动态系统问题的一类数学模型。因而不同于一般的基于微分方程的复杂动力学过程模拟,方程中的参数被校准以重现特定的成矿过程,基于非线性理论和复杂性理论是从更一般的意义上探讨成矿系统的整体性质,而不去探究其具体的细节。非线性及复杂性理论尤其是分形/多重分形理论、自组织临界性、混沌等理论引入到成...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
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沙堆模型复杂性现象及自组织临界性系统研究

本文围绕着沙堆模型复杂性现象,展开了以自组织临界性理论为主的复杂性理论及应用的研究。在已有成果的基础上,具体工作如下:1、我们先前的实验表明,散粒体呈现自组织临界性与系统的组构特征和组织原则有关,作为组织原则之一的颗粒非均匀性是影响因素。为进一步深入研究,探讨其它组构特征和组织原则以及其它外界因素对散粒体自组织临界性的影响,我们开展了如下实验:(1)人工碎石材料的均匀沙和非均匀沙单面坡沙堆实验。碎石材料的沙堆表现的规律属性与河沙材料的一致。散粒体颗粒的磨圆度虽然是散粒体的组构特征之一,但不是影响散粒体自组织临界性的因素。(2)坡面插桩和增设坡脚平台的沙堆实验。这些人为对沙堆系统施加影响的办法会影响沙堆落沙的量值,但不能改变沙堆原有的规律属性。(3)多尺度的米堆单面坡模型实验。表明颗粒形状对散粒体自组织临界性的影响不显著。2、在实验基础上,开展沙堆模型复杂性理论专题研究:(1)在论述、分析自组织临界性理论特征和内涵的基础上,结合散...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
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自组织临界性理论与元胞自动机模型研究

沙堆等散粒体是由大量组元构成的、带有局域相互作用和广延空间自由度的耗散动力系统。作为控制大量广延耗散动力系统的普遍组织原则,SOC可能成为对自然界中一大类空间—时间域中的演化过程进行解释的一个全新理论。沙堆模型就是描述SOC的最简单范例,而元胞自动机模型则是研究SOC的技术手段。本文针对大尺度散粒体单面坡沙堆实验中呈现的不同现象和结果,在SOC传统模型上对其进行改造,以便对有关现象进行更好地解释。在模型计算上,利用元胞自动机技术模拟降雨对坡面侵蚀形态的改造;同时对大尺度沙堆模型的并行计算进行了探讨性研究。本文的工作主要包括:1.在先前实验的基础上,继续开展多组非均匀系数不同(均匀沙~φ=6.0)的散粒体单面坡沙堆实验。从均匀沙到非均匀沙沙堆对比试验中可以看出,按照非均匀系数φ可以分为三个阶段:φ<2.85时,系统不呈现SOC;2.85≤φ<5.0时,系统呈现SOC;φ≥5.0时,系统不呈现SOC。2.我们在实验中发现大规模均匀沙...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
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自组织临界性、分形及灾变理论研究

本文围绕着沙堆模型实验,开展了工程领域的散粒体系统呈现自组织临界性的判据的研究;然后基于自组织临界性的判据对两个典型灾害系统——地震系统和斜坡松散堆积物系统的组构特征和自组织临界性动力学行为之间的关系进行了探讨;最后主要针对影响公路和铁路的斜坡重力作用灾害,在自组织临界性概念的框架下,分别对灾害的形成机理、运动过程、预测预报和防治对策进行了专题研究。研究的主要工作及结论如下:1、在课题组先前实验的基础上,开展了各种粒径级配的沙堆实验。在大尺度下,粒径均匀的沙堆和粒径级配曲线斜率不连续的非均匀沙堆表现为序列的准周期行为或规模的正态分布,而粒径级配曲线斜率连续的非均匀沙堆呈现出SOC特征。2、提出用信息熵来描述自组织临界性系统中幂次分布所包含的信息。首次定义了真实沙堆演化中沙崩大小分布的信息熵,并对沙崩信息熵进行了分析。随着沙堆演化的向前推进沙崩信息熵增大,并在临界态基本趋于稳定,达到最大值。沙崩信息熵体现了系统的无序度,表现了沙堆...  (本文共163页) 本文目录 | 阅读全文>>