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磁控忆阻器耦合Hindmarsh-Rose神经元模型及其在DNA图像加密中的应用

赵益波, 杨清, 于程程, 刘明华

计算物理 2025, 42 (2): 232-242. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8850

摘要（36）

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PDF （14881KB）（106）

提出一种磁控忆阻器模型, 建立磁感应耦合Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型。通过分岔图、李雅普诺夫指数谱、相位图以及时序图对所构建的神经元模型进行非线性动力学分析, 进而将模型所产生的混沌序列应用于DNA混沌图像加密算法。实验结果表明: 这种电磁感应HR神经元模型在磁感应强度的影响下能够产生多种放电模式和复杂的混沌行为, 并且基于该模型产生的混沌序列具有随机性, 初值敏感性, 遍历性等特点, 应用于混沌图像加密算法中具有较强的安全性。为理解神经元隐藏动力学机制和构建忆阻器神经元网络提供支持, 对神经元相关的病变治疗具有价值。

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粗糙度对大高宽比槽道内流动影响的数值模拟

刘东, 蒋斌, 刘明侯

计算物理 2013, 30 (5): 759-765.

摘要（277）

PDF （2750KB）（1103）

基于确定表面粗糙结构形状的PML模型模拟表面粗糙度对大高宽比小槽道内流动特性的影响,并与3-D模拟结果对比,结果较为一致.基于该模型对不同的流速和不同的粗糙度进行模拟,结果表明:表面粗糙度导致槽道内出现速度线性分布的流动底层.Re数相同时,单位长度压降与相对粗糙度成二次方关系.粗糙单元高度相同时,压降随Re线性增加.

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微尺度血液透析的多相数值模拟

徐侃, 刘明侯, 刘东, 陈义良

计算物理 2009, 26 (1): 49-56.

摘要（314）

PDF （426KB）（1222）

建立血液流动的剪切稀化模型,并对3-D微管道内血液多相流动进行数值模拟,得到的结果与实验数据比较显示,该模型不仅能预测微管道内速度分布,还可以体现微尺度下血液流动的F-L效应.为了探索无膜透析可行性,利用该非牛顿两相流模型对T型微槽道内血液透析过程进行数值模拟,结果表明,血浆中质量扩散系数较大的组份很容易从血液扩散到透析液中,实现了组份分离.

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PDF方法模拟钝体驻定的湍流扩散火焰

黄庆, 朱旻明, 叶桃红, 刘明侯, 陈义良, 董刚

计算物理 2008, 25 (6): 733-743.

摘要（253）

PDF （600KB）（1186）

采用标量联合的概率密度函数方法,对钝体驻定的湍流射流扩散Sydney火焰HM1进行数值模拟,结合当地自适应建表方法加速化学反应计算,用修正的LRR-IP雷诺应力模型求解速度场.首次对3种不同规模的甲烷化学反应动力学机理进行研究,并与实验数据进行比较,结果表明,模型和反应机理很好地预测了速度场和标量场的变化及局部熄火现象,而考虑反应机理中的C2化学对火焰HM1的影响不大.

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微喷管流的连续介质模型及其适用性

张根烜, 王璐, 张先锋, 刘明侯

计算物理 2007, 24 (5): 598-604.

摘要（223）

PDF （328KB）（1147）

基于无滑移和有滑移的连续介质模型,对微喷管内的超声速冷态气体流场进行了二维和三维数值模拟,利用DSMC方法验证微喷管流中的连续介质模型,并重点分析微喷管流的低雷诺数效应、三维端面效应及其推进性能.研究表明,局部流场的模拟对模型和边界条件的要求要高于推进性能的估算,在努森数小于0.03时,可以使用无滑移的N-S方程预测推进性能;雷诺数是表征低雷诺数效应和推进性能的特征参数,提高工作压力可以改善微喷管的粘性损失和推进性能;在雷诺数大于1000时,若蚀刻深度和喉部宽度的比值超过13,微喷管具备很好的二维特性.

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具有扇区非线性和死区的多输入Lorenz系统的滑模控制

王兴元, 刘明

计算物理 2007, 24 (1): 121-126.

摘要（282）

PDF （281KB）（1013）

设计了具有扇区非线性和死区的多输入不确定Lorenz系统的滑模变结构控制器,从理论上证明了该控制器的有效性.在该控制器作用下,受控Lorenz系统可以迅速到达任意目标轨道,且不受输入的扇区非线性和死区、参数的不确定性及外部噪声的影响,具有很强的鲁棒性.最后通过对受控Lorenz系统的仿真研究,验证了该控制器的有效性.

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微直通道内气体滑移流动的二维理论和数值研究

张根烜, 刘明侯, 陈义良, 王璐

计算物理 2006, 23 (6): 685-691.

摘要（217）

PDF （402KB）（1111）

以微直通道内气体滑移流动为例,采用扰动分析方法,结合不同阶滑移条件,得出N-S方程的理论解.采用不同滑移模型,对不同进出口压比、长宽比、工质的微通道流进行理论和数值分析,着重研究稀薄效应、热蠕动效应以及不同滑移条件对计算结果的影响.计算表明,努森数是表征稀薄效应的特征参数,而热蠕动效应的强弱依赖于雷诺数.在极大长宽比的低速流工况下,理论和数值结果与实验吻合很好.

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堆积床内非驻定过滤燃烧的一维研究

张根烜, 陈义良, 刘明侯, 叶桃红, 王海峰

计算物理 2006, 23 (2): 217-223.

摘要（281）

PDF （419KB）（1295）

多孔介质内气体过滤燃烧不同于自由流中燃烧,燃气与多孔介质强烈换热.热波波速和燃烧波波速是燃烧过程的特征参数.以惰性堆积床内的甲烷/空气的低速过滤燃烧为例,提出一维解析模型,用摄动理论推导出燃烧波波速,用直接求解方法和格林函数方法给出充分发展后的和瞬态的燃烧温度分布,并进行计算验证.

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CH₄/O₂/N₂层流火焰瞬态响应特性数值分析

王海峰, 陈义良, 陈华蕾, 刘明侯

计算物理 2006, 23 (2): 193-198.

摘要（252）

PDF （404KB）（1198）

用数值分析方法研究CH₄/O₂/N₂层流扩散火焰的瞬态响应特性.采用详细的GRI-Mech 3.0机理(包含53种组分,325个基元反应)描述CH₄氧化和NO_x生成.首先比较火焰面稳态结构的计算结果和实验数据,以验证数值方法的可靠性.用台阶跃变的火焰拉伸率来模拟瞬态流场对火焰面局部结构的影响,给出了火焰面结构(温度、组分浓度)的瞬态响应曲线,分析了火焰面的响应特性.着重探讨了不同拉伸率跃变幅度对响应特性的影响,发现火焰面的响应对于拉伸率正向跃变和负向跃变并不对称,而是相反,且在小的拉伸率跃变范围内火焰面响应时间和拉伸率跃变幅度近似成反比关系.另外,温度的平均响应时间远大于一个典型湍流燃烧场的流动时间尺度,说明火焰面非稳态效应对于湍流燃烧数值模拟有重要意义.

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轴对称射流气动声场的数值模拟

胡国庆, 刘明宇, 傅德薰, 马延文

计算物理 2001, 18 (3): 193-198.

摘要（234）

PDF （260KB）（1164）

构造了Kirchhoff积分和CFD计算相结合的算法,采用高精度差分格式对不同喷口马赫数的轴对称射流进行数值模拟,并以此作为近场声源,运用Kirchhoff积分方法研究远场气动噪声.数值结果表明,远场噪声具有方向性,噪声声压在离开对称轴20°处达到最大值.随着传播距离增大,噪声方向性逐渐减弱.

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可压缩轴对称射流流场近区的数值模拟

刘明宇, 马延文, 傅德薰

计算物理 2000, 17 (4): 341-346.

摘要（234）

PDF （401KB）（1139）

采用高精度差分方法对二维轴对称可压缩射流流场进行了数值模拟,研究了大尺度涡结构的形成和发展过程及其在射流发展过程中的作用,计算结果显示了射流失稳后首先出现Kelvin-Helmholtz非稳定特征,之后向下游发展的过程中,非线性效应的增长导致涡的配对和对并;指出射流场中压力波动的分布是大尺度涡结构分布的直接结果。

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