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光滑粒子流体动力学的量子算法
我们提出了一种用于光滑粒子流体动力学 (SPH) 方法的量子计算算法。我们使用规范化程序将 SPH 运算符和域离散化编码到量子寄存器中。然后，我们通过量子寄存器的内积执行 SPH 求和。使用一维函数，我们使用高斯和 Wendland 核函数以经典方式测试一维函数的核和以及一阶和二阶导数的方法，并将各种寄存器大小与分析结果进行比较。误差收敛速度在量子比特数上呈指数级增长。我们扩展了该方法以解决流体模拟中常见的一维平流和扩散偏微分方程。这项工作为更通用的 SPH 算法奠定了基础，最终导致在基于门的量子计算机上对复杂工程问题进行高效模拟。
计算流体动力学的使用、应用和挑战...
摘要 外挂与母机的兼容性需要大量的数据，包括结构、空气动力学和电磁数据。数据的可用性和使用可以确保或警告外挂在飞机上被处理和释放时会如何反应，以及飞机在指定的运载位置携带外挂时的表现。通常，获取数据的成本和时间会导致程序冲突。当今的环境利用建模和仿真的优势，以最及时和最具成本效益的方式获取尽可能多的数据。计算流体动力学 (CFD) 提供了模拟飞行测试和地面测试以获得空气动力学和轨迹数据的方法。通常，CFD 通过填补空白和扩展数据来支持在风洞测试中收集的数据。有时 CFD 提供了解飞行测试所需的外挂兼容性条件所需的所有空气动力学数据。25 年来，空军 SEEK EAGLE 办公室 (AFSEO) 一直引领使用 CFD 支持商店兼容性。本讲义介绍了 AFSEO 使用 CFD 的标准做法以及未来面临的挑战。
人类大脑动力学的单纯形和拓扑描述
虽然功能性磁共振成像 (fMRI) 等脑成像工具可以测量整个大脑活动，但如何最好地解释在数据明显的自组织中发现的模式仍不清楚。为了阐明大脑活动模式如何支持大脑功能，人们可以确定度量空间，这些度量空间可以在实验定义的条件下最佳地区分大脑状态。因此，本研究考虑了几个度量空间在消除实验定义的大脑状态歧义方面的相对能力。一个基本度量空间以拓扑方式解释 fMRI 数据，即，将其解释为随时间变化的多变量信号幅度向量。另一个视角比较了大脑的功能连接，即计算来自不同大脑区域的信号之间的相似性矩阵。最近，考虑数据拓扑结构的度量空间已经出现。这种方法将数据视为从抽象几何对象中提取的样本。为了恢复该对象的结构，拓扑数据分析会检测在连续变形（例如坐标旋转和节点错位）下不变的特征。此外，这些方法明确考虑了跨多个几何尺度持续存在的特征。虽然每个大脑动力学度量空间都有其优点和缺点，但我们发现那些跟踪拓扑特征的度量空间可以最佳地区分实验定义的大脑状态。
速度控制的车辆纵向动力学的建模
纵向动态控制是自动驾驶汽车的重要任务之一，它处理速度调节以确保平稳和安全的操作。要设计一个良好的控制器，需要一个简单而可靠的数学模型，以便它可以用作植物并调整控制器。尽管文献中有许多类型的数学模型，但找到适合控制应用程序的数学模型至关重要。该模型不能太复杂，并且可能太简单了。因此，这项工作的主要目的是得出一个简单而可靠的车辆纵向模型，以便可以将其用作MATLAB Simulink中的仿真植物，以测试或调整各种类型的控制算法的性能。该模型由三个主要部分组成，即车身动态，简化动力列车动态和制动动态。为了验证模型的可靠性，标准的城市驱动周期将用作参考速度，并使用具有反植物模型的分层PID控制结构来控制踏板输入，以替代模拟环境中的驾驶员。结果表明，控制器设法通过可接受的踏板压力响应跟踪驱动周期，该响应在40％的油门压力之间，并在20％的制动下按下，这与车辆的正常操作一致。尽管仅显示仿真结果，但该模型可以用作进一步开发和测试不同类型的控制算法的良好起点。
群体动力学的多学科混合方法研究...
摘要：在二十一世纪初出现了主动学习空间。主动学习空间设计不仅代表了传统教室的身体外观的大修，而且还反映了从以教师为中心的学习到以学生为中心的学习的范式转变。当前的可用研究主要集中于学生的学业表现以及学生和教师的看法。进行了有限的研究，以调查学生一级的互动，以找出在积极学习空间中正在发生的互动以及它们如何影响学生学习。这项研究采用了顺序的探索性混合方法设计，首先通过学生焦点小组讨论，然后进行在线学生调查，从而在活跃的学习空间中进行学生学习。利用了焦点小组讨论中出现的主要主题来开发在线调查。这项调查的目的是交叉验证定性结果，并进一步寻求有关定性发现引发的未解决问题的答案。定性数据表明，主动学习空间中的空间平等使学生处于积极的心态并诱发了积极的课堂参与。相互联系的屏幕使学生可以轻松查看课堂内容并与同行协作。在空间中进行的小组工作促进了相互学习，促进了学习责任制并改善了同伴关系。验证和加强定性发现的群体动力学的定量调查数据。本文将帮助教育工作者更好地了解主动学习空间中的学生行为，并更好地设计适合空间的教学策略。
通过写作捕捉学生对热力学和动力学的概念
热力学和动力学是化学课程中的关键主题，对不同教育水平的学生都构成挑战。这些困难源于这些主题固有的复杂性和混合表述。此外，虽然热力学和动力学是相关的，但学生很难在概念上建立正确的联系，有时将它们视为两个毫无关系的独立主题，有时又混淆它们的含义和解释力。在这里，我们通过一项写作学习活动捕捉了学生对热力学和动力学的概念，该活动利用同行评审和修订，让学生将这些概念应用到现实世界中。这项研究确定了学生是否专注于作业针对的概念，并描述了同行评审反馈的化学内容。学生对热力学和动力学内容的描述，以及两者之间的关系以及它们如何与作业中给出的应用联系起来，在这一过程中得到了改进，这表明同行评审和修订在支持学生描述这些概念方面发挥了重要作用。在以内容为中心的同行评审评分标准的指导下，学生提供了建设性的化学内容导向反馈。具体而言，对学生写作和评论的分析表明，这项作业有潜力让学生参与建立复杂相关主题之间的联系，包括区分自发性和速率以及适当地关联活化能和速率。这项研究的结果表明，即使没有教师的直接反馈，写作也可以用来引出学生对物理化学主题的具体概念，并培养学生对化学内容的解释技能。
对流能量周期和大规模动力学的相互作用
摘要：对流生命周期在热带大规模动力学中的重要性长期以来一直强调，但没有明确的分析。目前的工作通过将对流的能量周期耦合在Arakawa和Schubert的对流参数化与浅水模拟气氛的框架下。首先提出了系统的仔细推导，因为文献中相当缺少。线性对流耦合波的平方频率由干重的平方和对流能量周期频率给出，从而缩短了通过大规模耦合的对流循环周期。在弱的非线性状态下，该系统遵循类似于Korteweg - de Vries方程的方程，该方程表现出孤立的波溶液，行为让人联想到观察到的热带西风爆发。
青少年发展的行为和神经动力学的变化
青春期是一个重要的发育时期，在此期间，大脑功能和行为发生了很大的变化。执行功能的几个方面，包括抑制响应，在此期间有所改善。相应地，结构成像研究已证明皮质和皮质下灰质体积的一致降低，死后组织学研究发现，前额叶皮质中兴奋性突触的大幅度降低（40％）。最近的计算建模工作表明，突触密度的变化是任务性能的改善。这些模型还可以预测与吸引子盆地深度相关的神经动力学的变化，其中更深层次的盆地可以构成更好的任务绩效。在这项研究中，我们分析了与任务相关的神经染色体，在跨越早期至晚期的大量纵向持续的受试者（男性和女性）中。我们发现年龄与埃里克森侧翼任务中的行为表现呈正相关。较旧的受试者在特定的认知操作过程中围绕与任务相关的EEG潜力的更深吸引者盆地的特征。因此，与检查兴奋性突触修剪的效果的计算模型一致，老年青少年在任务执行过程中表现出更强的吸引力动力学。
青少年发展的行为和神经动力学的变化
摘要44 45青春期是一个重要的发育时期，在此期间发生重大变化46在大脑功能和行为中发生。执行功能的几个方面，包括响应47抑制作用，在此期间有所改善。相应地，结构成像研究的皮质和皮质下灰质体积有48个记录的一致降低，而49个验尸组织学研究发现，在50个前额叶皮质中，兴奋性突触的大幅度降低（〜40％）。最近的计算建模工作表明，突触51密度的变化是任务性能的改进。这些模型还可以预测与吸引子盆地深度相关的52个神经动力学的变化，其中更深层次的盆地可以在53个更好的任务绩效基础上进行。在这项研究中，我们分析了在青春期早期至后期的一大批纵向（男性和女性）中，分析了与任务相关的神经动力学。55我们发现年龄与埃里克森侧翼任务中的行为表现呈正相关。56名较旧受试者在特定的认知操作期间围绕与任务相关的更深吸引者盆地的特征是诱发了57个脑电图。因此，与检查兴奋性突触修剪的效果的计算58模型一致，老年青少年在任务性能过程中表现出更强的59个吸引力动力学。60 61
系统瘤对理解科学动力学的贡献
从对科学的非常通用的定义开始为“ 1）知识，2）方法和3）认识的方式”（Abell＆Lederman 2007），本文提出了一个问题，即在第2和3点上对知识的进化可以说的是什么。我们在这里开发了一种独立于任何特定协议的方法，尽管其应用要求有足够的共识来描述与知识体体合法记录相对应的材料（例如同行评审的论文）。尽管我们将这种知识体的演变称为“科学的演变”，但应清楚地说明，为了避免混乱，本文也不涉及科学方法的演变，也不涉及科学知识的演变。