部分 - I:基础研究方法I.数学方法特殊功能(Hermite,Bessel,Laguerre和Legendre功能)。傅立叶系列,傅立叶和拉普拉斯变换。复杂分析,分析函数的要素; Taylor&Laurent系列;两极,残留和积分评估。II。 经典力学中心力动作。 两次身体碰撞 - 散射在实验室和质量框架中心。 僵硬的惯性张量的刚体动力学。 非惯性框架和伪构造。 最少动作的原则。 广义坐标。 约束,拉格朗日和哈密顿的形式主义以及运动方程。 保护法律和循环坐标。 泊松支架和规范转换。 周期性运动:小振荡,正常模式。 相对论的特殊理论 - 洛伦兹转化,相对论运动学和质量 - 能量等效性。 iii。 电磁理论静电学:高斯定律及其应用,拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题。 磁静态学:生物 - 萨瓦特定律,安培定理。 电磁诱导。 麦克斯韦的方程式和线性各向同性介质中的方程;接口处的字段上的边界条件。 标量和矢量电势,量规不变性。 在自由空间中的电磁波。 电介质和导体。 反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射。 iv。 穿过障碍物。II。经典力学中心力动作。两次身体碰撞 - 散射在实验室和质量框架中心。僵硬的惯性张量的刚体动力学。非惯性框架和伪构造。最少动作的原则。广义坐标。约束,拉格朗日和哈密顿的形式主义以及运动方程。保护法律和循环坐标。泊松支架和规范转换。周期性运动:小振荡,正常模式。相对论的特殊理论 - 洛伦兹转化,相对论运动学和质量 - 能量等效性。iii。电磁理论静电学:高斯定律及其应用,拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题。磁静态学:生物 - 萨瓦特定律,安培定理。电磁诱导。麦克斯韦的方程式和线性各向同性介质中的方程;接口处的字段上的边界条件。标量和矢量电势,量规不变性。在自由空间中的电磁波。电介质和导体。反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射。iv。穿过障碍物。静态和均匀电磁场中带电颗粒的动力学。量子力学波颗粒偶性。schrödinger方程(时间依赖性和与时间无关)。特征值问题(盒子中的粒子,谐波振荡器等)。坐标和动量表示中的波函数。换向者和海森伯格的不确定性原则。dirac表示法。运动中心的运动:轨道角动量,角动量代数,自旋,添加角动量;氢原子。船尾 - 盖拉赫实验。
在工业机器人系统的数学建模中,Denavit 和 Hartenberg 符号最为重要,因为它提供了一种编写机械手运动方程的标准方法。这对于串联机械手尤其有用,因为串联机械手使用矩阵来表示一个物体相对于另一个物体的姿势(位置和方向)。Jacques Denavit 和 Richard Hartenberg 于 1955 年引入了这一惯例,以标准化空间链接参考系统的坐标。机器人工程系统有助于基于朗肯循环的热电发电系统需要监测由于蒸汽流动导致的管道壁厚减小,这是由于老化过程(例如侵蚀和加速腐蚀过程)造成的。检查困难与恶劣环境(50 o C 和 100% 相对湿度)和具有复杂几何形状的空间有关,例如管道曲线及其支撑结构。这项工作提出了一个监控程序,该程序集成了使用机器人系统和工业 4.0 技术执行的壁厚检查,以处理收集的数据并在整个组织中传播信息。该机器人系统采用“数字孪生”技术开发,这是一种非常逼真的虚拟建模方案,可以与现实世界环境进行交互。它们包括设备和执行检查过程的所有步骤。管壁厚度监测系统将在安格拉 1 号核电站(巴西)使用。
摘要 飞机表面可能发生气动弹性不稳定性,导致疲劳或结构故障。颤振是一种气动弹性不稳定性,会导致结构自激发散振荡行为。经典的二自由度颤振是弯曲和扭转振动模式的组合。已经开发了一种柔性支架系统,用于风洞中刚性机翼的颤振试验。这种柔性支架必须提供一个明确定义的二自由度系统,刚性机翼在该系统上遇到颤振。在进行任何风洞颤振试验之前,进行了实验模态分析 (EMA) 和有限元模型分析 (FEM),以验证固有频率和模式。使用拉格朗日方程开发了系统的运动方程。通过三种不同的方法确定临界颤振速度:稳定流的 p 方法、经典颤振分析和非稳定流的 k 方法,并与实验结果进行了比较。关键词:气动弹性、颤振、柔性结构、风洞试验、实验模态分析、有限元模型分析。1. 简介气动弹性是指研究气流中弹性结构变形与由此产生的气动力之间相互作用的研究领域。气动弹性研究主要有两个领域。首先,静态气动弹性涉及弹性力和气动力之间的相互作用,忽略
近90年来,人们认为进动和放松过程占据了磁化动力学。直到最近才认为,在短时间内,惯性驱动的磁化动力学应变得相关,从而导致磁化载体的额外营养。在这里,我们通过突然激发了具有超短光脉冲的薄ni 80 fe 20(Permalloy)膜,从而导致有效轨道作用于磁矩,将磁化强度的动力学分开,从而使磁力的动力学与它的角动力分开。我们通过时间分辨的磁光kerr效应在实验上研究了惯性方向的磁化动力学。我们发现,Kerr信号中的特征振荡范围为〜0.1 THz的范围为0.1 THz,其在pressional振荡上以GHz频率叠加。通过与原子自旋动力学模拟进行比较,我们证明了该观察结果不能用众所周知的Landau-Lifshitz-Gilbert运动方程来解释,但可以归因于惯性贡献,从而导致磁化载体围绕其角度动量的营养。因此,惯性磁化动力学的光学和非谐振激发可以触发和控制不同的磁过程,从通过活动器的消极作用到单个设备中的进动。这些发现将对对超快自旋动力学和磁化切换的理解具有深远的影响。
摘要:我们提出了一种通用协议,用于从任何广义自由场(GFF)的任何边界模型中构建双重自由散装理论。为了构建批量操作员,我们采用了类似于汉密尔顿 - 卡巴特 - 莱夫特斯奇特兹 - 低谷(HKLL)结构的线性ansatz。但是,与HKLL构造不同,我们的协议仅依靠边界数据,而没有预设形式来进行整体运动方程,因此我们的重建体积完全出现。对于(1+1)d的大小,施加批量操作员代数以及因果结构足以确定批量操作员和动力学独特的局部选择。我们研究了与两侧之间有和没有耦合的几个双面SYK模型的散装结构,并在低温保形极限中找到了与已知结果的良好一致。,我们发现与TFD状态的黑洞地平线的存在一致,并表征了输入的费米子模式。我们还能够在边界数量方面提取大量量子(例如曲率和块状状态相关因子)。在两个SYK模型之间存在耦合的情况下,我们能够使用重建的散装算子之间的双面共同信息观察冲击波几何形状和可穿越的蠕虫几何形状。我们的结果表明,几何体积的特征可以远离低温综合极限。此外,协议的一般性允许将其应用于其他边界理论,而没有规范全息构成。
我们提出了一种方案,利用数值“精确”分层运动方程 (HEOM) 中的准静态亥姆霍兹能量,评估在时间相关外力作用下与热浴耦合的系统的热力学变量。我们计算了不同温度下与非马尔可夫热浴强耦合的自旋系统产生的熵。我们表明,当外部扰动的变化足够缓慢时,系统总会达到热平衡。因此,我们基于 HEOM 计算了等温过程的玻尔兹曼熵和冯诺依曼熵,以及准静态平衡系统的各种热力学变量,例如内部能量、热量和功的变化。我们发现,尽管玻尔兹曼和冯诺依曼情况下的系统熵作为系统-浴耦合强度的函数的特征相似,但总熵产生的特征完全不同。在玻尔兹曼情况下,总熵产生总是正的,而在冯·诺依曼情况下,如果我们选择整个系统的热平衡状态(未分解的热平衡状态)作为初始状态,则总熵产生为负。这是因为冯·诺依曼情况下的总熵产生没有适当考虑系统-浴相互作用的熵贡献。因此,必须使用玻尔兹曼熵来研究完全量子状态下的熵产生。最后,我们检查了 Jarzynski 等式的适用性。
在过去的二十年中,理论和建模已成为应用化学以及分析化学、合成化学和其他化学领域的主要研究课题之一。这是由于方法论、数值方法以及计算机软件和硬件的重大改进而成为可能的。许多实验研究开始包括计算建模。计算机模拟在现代化学中的作用不可低估,有效的建模和模拟在实际应用中起着至关重要的作用,因为它可以提供对实验的见解并帮助优化系统。具体而言,模拟越来越多地被用来用计算代替危险且昂贵的实验。同时,现代材料科学和生物学实验研究的令人瞩目的进步要求进一步发展和不断扩展当今计算化学方法的适用性和准确性。对大型生物分子、纳米粒子和界面进行快速而准确的定性和定量建模成为研究的主要焦点,这需要大量的计算工作,而且在目前的技术水平下并不总是能够实现。大多数计算化学问题都是关于求解分子中电子的薛定谔方程或经典粒子系统的牛顿运动方程。因此,数学应该在新的发展中发挥核心作用。本次研讨会的主要目的是根据顶尖科学家提供的经验分析计算化学的当前需求和期望,并与方法和计算软件开发人员进行讨论。以下部分以研讨会会议为名,包括初始演讲中提出的主题以及圆桌讨论和人际谈话中提出的主题。
2 量子动力学 62 2.1 时间演化和薛定谔方程 62 2.1.1 时间演化算符 62 2.1.2 薛定谔方程 65 2.1.3 能量本征函数 67 2.1.4 期望值的时间依赖性 68 2.1.5 自旋进动 69 2.1.6 中微子振荡 71 2.1.7 关联振幅和能量-时间不确定性关系 74 2.2 薛定谔与海森堡图景 75 2.2.1 幺正算符 75 2.2.2 薛定谔和海森堡图景中的状态函数和可观测量 77 2.2.3 海森堡运动方程 78 2.2.4 自由粒子:艾伦费斯特定理 79 2.2.5 基态和跃迁振幅 81 2.3 简谐振子 83 2.3.1 能量本征态和能量本征值 83 2.3.2 振荡器的时间发展 88 2.4 薛定谔波动方程 91 2.4.1 时间相关波动方程 91 2.4.2 时间无关波动方程 92 2.4.3 波函数的解释 94 2.4.4 经典极限 96 2.5 薛定谔波动方程的基本解 97 2.5.1 三维自由粒子 97 2.5.2 简谐振子 99 2.5.3 线性势 101 2.5.4 WKB(半经典)近似 104 2.6 传播子和费曼路径积分 108 2.6.1 波动力学中的传播子 108 2.6.2 作为过渡振幅的传播子 112 2.6.3 作为路径总和的路径积分 114
物理学是一门经常基于近似的科学。从高能物理到量子世界,从相对论到热力学,近似不仅能帮助我们解运动方程,还能降低模型复杂性并集中于重要效应。这种近似的最大成功案例之一是有效的动力学生成器(哈密顿量、林德布拉量),它们可以在量子力学和凝聚态物理学中推导出来。用于推导它们的技术的关键要素是分离不同的时间尺度或能量尺度。最近,在量子技术中,人们采取了一种更积极的方法研究凝聚态物理学和量子力学。通过调整系统参数和设备设计可以逆向设计动力学生成器。这使得我们可以创建有效的生成器,用于许多信息论任务,例如绝热量子计算[1]、油藏工程[2]、量子门[3]等等。绝热量子定理[4,5]是此类近似的关键因素。它利用了慢时间尺度和快时间尺度的明确分离,由于其简单性、优美性和有趣的几何解释,吸引了一代又一代的物理学家。绝热量子定理最初的表述与动力学生成器有关。另一方面,在量子技术中,我们经常处理离散动力学,如固定门和量子映射。在连续描述和离散描述之间进行转换并不总是很简单,有时似乎是不可能的。这种困难在非马尔可夫量子信道中表现得更加明显:这些是物理操作[完全正和迹保持(CPTP)映射[6]],没有物理(例如林德布拉)生成器[非马尔可夫量子信道不能通过
模块5:虚拟工作和能量方法 - 虚拟位移,粒子的虚拟工作原理以及刚体的理想系统,自由度。主动力图,有摩擦的系统,机械效率。保守力和势能(弹性和重力),平衡的能量方程。能量法对平衡的应用。平衡的稳定性。模块6:颗粒动力学 - 颗粒的运动学:直线运动,平面曲线运动 - 矩形坐标,正常和切向坐标,极性坐标,空间曲率 - 圆柱 - 圆柱形,球形(球形(坐标),相对和约束运动。颗粒动力学:力,质量和加速度 - 直线和曲线运动,工作和能量,脉冲和动量 - 线性和角度;影响 - 直接和倾斜。颗粒系统动力学:牛顿的第二定律,工作能源,脉冲弹药,能量的保护,能量和动量模块7:刚体的刚性身体动力学介绍:刚体旋转的方程式,用于在固定轴上旋转固定轴旋转固定轴的固定平面,一般平面运动,旋转平面运动的旋转旋转的旋转旋转的旋转架子旋转的旋转旋转旋转的旋转。coriolis刚体刚体的加速动力学:刚体的运动方程,平面运动中刚体的角动量,刚体的平面运动和D'Alembert的原理,刚体的系统,刚体的系统,限制了平面运动;作用在刚体上的力和作用,平面运动中刚体的动能,刚体的系统,能量保护,刚体的平面运动 - 脉冲和动量,刚体的系统,刚体的系统,保护角动量。