一、用势场直接模拟力场时边界条件的控制（论文文献综述）
王刚[1]（2021）在《金属原子间相互作用势的研究及其在纳米颗粒中的应用》文中进行了进一步梳理金属纳米颗粒在化工、能源、环保、医药等领域有着广泛的应用。纳米颗粒的结构特征,如:形状、尺寸、热空位、元素偏聚等,都对其性能有着重要的影响。由于从实验上获得纳米颗粒结构的详细信息比较困难,通过计算模拟来研究纳米颗粒的微观结构及特性也是一种可行的方法。主要包括:第一性原理、分子动力学和蒙特卡罗。第一性原理的计算结果比较精确,但是其太耗费计算资源,通常用于处理100个原子以下的体系。对于包含100个原子以上的纳米颗粒,常用的方法是分子动力学和蒙特卡罗模拟。而分子动力学和蒙特卡罗模拟结果的有效性依赖于原子间相互作用势的精度,但是目前高精度的金属原子间相互作用势（特别是合金势）仍然相对缺乏。本文通过拟合材料物性的实验值或第一性原理计算值,构建了高精度的金属及合金的原子间相互作用势。对于柯西压为正的金属,势函数采用被广泛使用的EAM势的形式。对于柯西压为负的金属,由于EAM势不能正确描述其弹性常数,势函数采用ADP势（EAM势的一种改进模型）的形式。然后把获得的势用于研究金属纳米颗粒的特性,包括:尺寸和形状对其稳定性的影响、空位浓度的分布规律以及元素偏聚特性。首先,通过拟合块体Pt的实验数据得到了一个新的EAM势,并对该势在Pt块体和Pt纳米颗粒中的有效性进行了验证。然后用该EAM势对尺寸和形状对Pt纳米颗粒的结构稳定性和热稳定性的影响进行了系统地研究,计算了不同形状和尺寸的Pt纳米颗粒的结合能、表面能、升温过程中的结构演化和熔点。结果表明:Pt纳米颗粒的结合能和熔点可表示为粒径和平均配位数的函数。值得注意的是,Pt纳米颗粒在熔化过程中形状发生变化,导致其平均配位数发生变化。为了描述形状变化对熔点的影响,在熔点函数中引入了一个形变因子。其次,对上面提到的EAM势的拟合方法进行了改进,把待拟合参数由23个减少为13个。通过拟合块体Pt的实验数据得到一个新的EAM势并验证了该势的有效性。然后用该势研究了薄膜和纳米颗粒中空位浓度的分布规律和尺寸效应。结果表明:薄膜次表面层的空位浓度小于块体的值,表面层和体内的空位浓度以及平均空位浓度均大于块体的值。除了表面层外,薄膜各部分的空位浓度均随着厚度的减小而增大。纳米颗粒体内和次表面层的空位浓度均小于块体的值,表面层空位浓度和平均空位浓度均大于块体的值。纳米颗粒体内和次表面层的空位浓度随着尺寸的减小而减小,平均空位浓度随着尺寸的减小而增大。最后,通过拟合Au和Rh块体结构的实验数据得到了 Au和Rh的纯元素势参数,然后又通过拟合Au-Rh化合物的形成能的第一性原理数据得到了交叉势参数,最终得到了 Au-Rh体系的ADP势并验证了该势的有效性。然后利用该势通过蒙特卡罗模拟研究了 Au-Rh纳米颗粒在300K下的元素偏聚特性。结果表明:Au-Rh纳米颗粒中原子的择优偏聚行为不受颗粒尺寸的影响。在表面上,由于Au和Rh的表面能差比较大,元素偏聚主要受表面能的诱导,Au原子择优占据配位数较低的原子位置。在体内,Au原子趋于占据局域压力就较小的位置来释放应变能,同时整个体系也趋于减少界面面积来降低界面能。Au-Rh纳米颗粒体内的元素偏聚主要受应变能的诱导,而界面能也参与竞争,最终结构是应变能和界面能竞争的结果。
孙呈祥[2]（2021）在《无人车轨迹规划与跟踪控制快速实现方法的研究》文中研究表明无人驾驶汽车逐渐成为全球“智能出行”浪潮下的焦点,在减少交通事故率和提高出行效率方面将起到至关重要的作用,“规划+跟踪”局部运动框架是无人车系统中的重要组成部分。其中“规划”指局部轨迹规划,是在全局规划路径的指导下,评估车辆当前局部周边环境信息,综合考虑安全性、行驶效率及平顺性等诸多因素,从而避开障碍物顺利找到一条无碰撞的最优路径;“跟踪”指轨迹跟踪控制,实时控制车辆跟踪规划的最优轨迹,并且实现跟踪精度或驾驶平顺性等评价指标最优。此外,由于车辆行驶环境复杂多变,无人车辆的局部运动框架需要在很短的时间内完成实时优化控制任务,这对规划和跟踪模块的计算速度提出了较高要求。本文研究了“规划+跟踪”双层控制器的精准控制和快速实现,主要研究内容如下:（1）在车辆局部轨迹规划模块中,研究的局部轨迹规划算法由动态窗口搜索和局部最优筛选两部分组成,动态窗口采样当前及预测窗口下的动态轨迹簇,类比人工势场法设计的环境势场筛选出最优的子轨迹,从而找到一条无碰撞的最优局部轨迹;最后结合Car Sim实车模型,设定随机避障、双移线绕桩、正常超车及失效超车四种仿真工况,验证融合动态窗口法和人工势场法的轨迹规划算法的科学性。分析仿真结果发现,规划算法能够针对不同工况高效合理地规划出局部环境的可行轨迹。（2）在车辆非线性MPC轨迹跟踪模块中,首先依据模型预测控制算法理论知识,搭建了非线性MPC轨迹跟踪控制器,其中预测模型为非线性车辆动力学模型,目标函数包括准确性和平稳性两个评价指标,然后基于MATLAB优化工具箱,求解优化控制问题的最优控制量,即二自由度车辆模型的前轮转向偏角;最后,设定单移线、双移线和蛇形线三种仿真工况,并且每种工况下分设四种巡航速度,观察模块的侧向跟踪精度,并创建了增量式线性二次规划轨迹跟踪控制器作为对照试验。结果显示,与对照组二次规划控制器相比,所构建的非线性MPC轨迹跟踪控制器不仅将跟踪精度提升较多,而且保证了车辆状态较平稳。（3）在车辆非线性MPC轨迹跟踪问题的快速求解算法中,基于非线性MPC轨迹跟踪控制器,抛弃MATLAB优化求解工具箱,应用庞特里亚金极值原理,引入协态变量,构建了具体轨迹跟踪问题下的哈密顿函数,并依据最优控制原理,得到协态变量的二分法迭代规则和具体的显式最优控制率;然后将上一章创建的一般非线性轨迹跟踪控制器作为对照试验,设计相同控制器参数和仿真条件,重点研究构建控制器的求解速度和控制精度。结果显示,所构建的轨迹快速跟踪控制器能保证车辆较准确地跟踪期望轨迹,同时每个时刻关于控制量的求解时长缩减了近370倍。（4）在“规划+跟踪”局部运动框架的快速实现算法中,上层“轨迹规划”控制器中嵌入轨迹规划算法,规划出一条离散分布的预测轨迹序列,下层控制器内嵌入快速轨迹跟踪算法,快速计算出前轮偏角控制量,并以输出量的形式传递给车辆状态更新模型;然后优化框架上下层的预测时域和采样频率关系;最后,分别设计动态正常超车仿真工况和动态失效超车仿真工况验证框架的有效性。结果显示,所构建的双层控制器不仅实现了安全驾驶的要求,同时极大地缩减了过程中每个时刻关于控制量的求解时长,有利于实现控制器的实时优化控制。
张峥[3]（2021）在《事故容错燃料碳化硅包壳氧化行为的理论研究》文中研究说明碳化硅（SiC）被广泛地认为是一种极具潜力的事故容错燃料包壳材料,它被考虑用在下一代核反应堆中。相关的研究表明氧化是碳化硅材料在高温环境下发生功能失效的主要原因。因此,探明碳化硅在不同条件下的氧化机理对碳化硅包壳材料的研发和设计工作具有重要意义。本文以核工程领域常见的3C-SiC和6H-SiC为研究对象,借助密度泛函理论计算、经典分子动力学模拟以及从头算分子动力学等方法系统地研究了这两种碳化硅在抗辐照损伤和抗氧化性能方面的差异,并对这些差异背后的深层物理机制进行了详细的研究。通过对3C-SiC和6H-SiC进行相关模拟计算,发现:（1）3C-SiC表面的抗辐照损伤能力要强于6H-SiC的抗辐照损伤能力。以硅原子作为终止原子的3C-SiC表面的抗辐照损伤性能要强于以碳原子作为终止原子的3C-SiC表面,而以硅原子作为终止原子的6H-SiC表面的抗辐照性能要弱于以碳原子作为终止原子的6H-SiC表面。另外,碳原子替位取代硅原子提高了 3C-SiC的弹性模量、材料脆性以及导热性能。（2）6H-SiC的抗氧化性能优于3C-SiC的抗氧化性能,6H-SiC表面在初始氧化阶段倾向于生成SiO2,而3C-SiC表面倾向于生成CO、CO2和SiO等气态氧化物。氧分子吸附于SiC表面会自发解离为两个氧原子,并且氧分子更倾向于吸附于以硅原子作为终止原子的SiC表面,即以硅原子作为终止原子的SiC表面更容易被氧化。水分子吸附于SiC表面会部分解离为羟基和氢原子,羟基不易继续解离为氧原子和氢原子,同时氢原子在SiC表面上结合形成氢分子也较为困难。吸附能的变化表明辐照缺陷改变了氧分子和水分子在SiC表面上的稳定性和初始氧化物种类,也就是说辐照缺陷改变了 SiC表面的抗氧化性能,但是辐照缺陷没有改变氧分子和水分子在SiC表面上自发解离的这种特性。（3）水蒸汽加快了 SiC表面的氧化速率。从头算分子动力学模拟表明在SiC表面上水分子解离生成的氢原子与氧分子解离生成的氧原子结合形成新的羟基,正是这些羟基促进了 SiC表面的快速氧化。
杨丽平[4]（2021）在《光球视向电流密度分布和耀斑带位置的关系》文中进行了进一步梳理长期的观测和研究表明,耀斑爆发与活动区电流结构有着密切的联系。所以,选择一种适合的方法来计算光球视向电流密度分布,对于预测耀斑爆发的位置和形态都具有重要的意义。我们基于SDO/HMI获得的高分辨率光球矢量磁场数据,利用Ampere定律的微分算法和积分算法计算了2011年2月15日活动区AR11158中一个X2.2级耀斑爆发期间的视向电流密度。结果显示:Ampere定律的两种算法计算得出的电流密度存在显着的差异,形成这种显着差异的原因很可能是由于矢量磁场测量中不可避免地会受到随机噪声的影响。微分法所得电流密度受随机噪声影响更大。当把积分路径扩大至两个环路时,所得电流密度比一个积分环路时受随机噪声影响更小,而且电流的精细结构也很清晰。而当继续扩大积分环路的半径时,得到的电流密度分布图比两个环路时更清晰,但电流中的部分精细结构明显失真。我们得出结论:由于受随机误差的影响,使得利用Ampere定律的微分算法计算视向电流密度时,由于测量值的离散度会增大,从而导致得到的电流密度没有环路积分法好。随着积分环路的扩大,得到的电流密度分布图会越来越清晰。这表明通过扩大积分环路半径可以有效减小随机噪声的影响。但积分环路并非扩得越大越好,而是要根据不同的分辨率来选择合适的积分路径。这样才能在获得清晰电流密度分布图的同时保留完整的电流精细结构。在本文中,我们得出利用Ampere定律的积分算法,并将积分环路半径扩大到两个环路时计算出的视向电流密度最好。为了验证我们所得计算方法的有效性和合理性,我们还将两个积分环路计算出的视向电流密度分布图与SDO/AIA获得的相近时刻的304?波段和1700?波段的耀斑图进行比较。结果发现耀斑带与电流带不但在位置上大致对应,而且形态极其相似。这进一步验证了我们所得电流密度计算方法的合理性及意义所在。本文第1章为绪论部分,主要介绍了太阳的分层结构和太阳活动现象。第2章主要介绍了太阳耀斑和耀斑活动区电流。第3章主要介绍了太阳活动区中矢量磁场的测量和电流的计算。第4章为我们本篇论文的主要工作,即运用Ampere定律的微分算法和积分算法分别计算了与活动区AR11158中的一个X2.2级耀斑相关的视向电流密度,通过比较分析,从中得出一种计算电流密度比较适合的计算方法。第5章为总结与展望。
王筝[5]（2021）在《α铁断裂和氢脆的原子级模拟及局域氢分布对其影响》文中研究说明钢铁材料在生产和服役中常发生少量固溶氢原子引起的突发失效和断裂,这是一类低载荷和低氢浓度下发生的氢脆现象,往往引起灾难性后果。目前大多认为其与氢对材料局部塑性影响有关,比如:和位错的相互影响、以及伴生的马氏体相变等,但氢原子行为复杂且难于实验检测,特别是影响断裂的氢原子位置和分布始终存在争议,氢脆发生机制仍需继续研究。由于原子级模拟可以直接观察原子行为,其在研究中被大量应用,本工作也采用了这些方法模拟α铁断裂和氢脆过程,并对氢分布对氢脆过程的影响和氢致硬化和软化进行了统计分析。本文首先采用分子动力学（MD）研究了 α铁单晶I型断裂及其中形变诱发的马氏体相变,并采用第一性原理进行了验证。研究中提出了一种扫描裂尖附近原子以追踪裂尖位置的算法,然后在准静态拉伸加载中,根据获得的裂尖位置,外推得到更接近实验结果的临界应力强度因子。模拟中观察到形变诱发马氏体相变,并讨论了相变发生的细节,以及形成的γ和ε相的来源。然后,对内部固溶和裂尖吸附的氢原子引起的氢脆分别采用MD方法和MD结合时间印记-力导向蒙特卡洛（tfMC）方法进行了研究。其间,对裂纹扩展速度和裂尖附近氢原子的位置分布的关联进行了统计,还对裂尖处吸附氢原子引起的空洞和微孔聚合断裂进行了解释。最后,对在间隙位置固溶有氢原子的α铁单晶进行了高通量原子级模拟,计算了弹性常数和弹性模量,并结合聚类算法讨论了氢的微观分布对弹性模量的影响,以及氢致硬化和软化。
张儒珂[6]（2021）在《基于改进人工势场法的自动超车控制方法研究》文中研究指明近年来,自动驾驶技术在汽车领域掀起了巨大的发展浪潮,其发展现状及前景受到了来自社会各界的广泛关注。自动驾驶车辆作为一种可高速行驶的智能机器人,它能够自主感知周边的环境并做出相应的行驶决策。自动驾驶车辆通过合理的路径规划和路径跟踪可以独立或者协调合作完成预定任务,到达设定的目的地。为克服高速公路上车辆因发生碰撞而导致的安全问题,本文基于人工势场法和模型预测控制理论,提出一种保持自动驾驶车辆行驶无碰撞的自动控制器设计方法。具体如下所示:首先,在必要的前提下,构建车辆的运动学模型及动力学模型,运动学模型作为路径规划的预测模型,动力学模型则用作跟踪模块。两个模型分别展现车辆的运动学特性和动力学特性。其次,对传统的人工势场法理论进行分析,并阐述其优势和缺陷。以此为基础构建适应于车辆的人工势场。根据车辆的行驶特性和道路边界条件,构建满足车辆安全行驶约束的道路势场。针对以往的研究存在假设障碍物为静态而忽略了主车和障碍物的速度和方向的问题,提出动态障碍物势场模型,重点涉及被控车辆和障碍物的速度以及方向。再次,对车辆稳定性约束进行推导,得出稳定性约束条件。然后设计面向动态障碍物的路径规划模块,并引入阶跃函数的边界式策略来保证主车与障碍物的边界安全,以实现对路径规划模块的优化和改进。另外,为保证车辆能够沿着规划的路径稳定、安全地行驶,将结合模型预测控制和车辆动力学设计路径跟踪模块。最后,搭建CarSim/Simulink仿真平台,针对四种测试场景,在仿真平台上对设计的自动控制器进行建模和仿真,验证该自动控制器的有效性。本文以自动驾驶车辆为研究对象,针对避障工况下的换道超车控制问题进行相关研究。本文的研究成果将为自动驾驶车辆实现智能避障和换道超车提供基本理论及方法的借鉴和参考。
王子豪[7]（2021）在《基于势场蚁群算法的无人工程机械路径规划》文中认为在工业4.0的大背景下,工程机械的使用率迅速提高。随制造能力进步及现代项目施工集群化、安全化的要求,无人驾驶技术成为工程机械的一个主要发展方向。路径规划作为无人驾驶领域的关键技术之一,在国内外已悄然兴起,但传统路径规划方法在无人工程机械的应用上并不契合。本文以无人工程机械为研究对象,对多智能算法融合的工程机械路径规划问题进行了研究,主要工作如下:首先,本文详细介绍分析了无人工程机械的工作环境特点,确定了基于栅格地图的环境地图建模以对障碍物及可行区域进行精确表达。对可能出现的未充满栅格及陷阱栅格分别进行了膨化和填充处理,为无人工程机械的路径规划提供准确、有效的环境信息。其次,将人工势场法应用于无人工程机械的复杂环境局部路径规划,针对人工势场算法的不可达及路径曲折等问题分别提出了斥力场函数改进、前进方向角度设置等改进方法,并通过MATLAB仿真验证了算法改进效果。然后,对蚁群法的原理及数学模型进行了介绍,分析了其应用于复杂环境地图全局路径规划中的缺陷,通过引入伪随机比例转移及信息素释放规则完善了算法;结合势场力形成综合启发信息,提高了前期迭代速度及收敛速度;引入势场力权重系数,前期势场力主导算法搜索,提高迭代效率,后期蚁群算法启发信息主导,改善了局部最优等问题;通过MATLAB仿真实验,验证了其具备良好的收敛速度与精度。最后,系统展示了所开发上位机界面,通过对项目管理、工程机械群管理等不同模块的详细介绍,为算法使用及项目监控管理等提供统一平台,为智能化工程机械群协同施工打下良好基础。
闫婧欣[8]（2021）在《基于广义层错能立方金属塑性变形机制的原子计算模拟》文中研究表明探索微观变形机制与力学性能的内在联系和开发具有优异力学性能的新合金体系是推动立方金属发展与应用的重要途径。位错滑移和形变孪生是立方金属的基本变形机制。广义层错能为研究位错的分解、滑移以及孪生变形提供了原子尺度的关键信息。近年来,人们发现合金成分和压强等对广义层错能有显着影响,这些因素可能也影响着B2合金和面心立方（Face centered cubic,FCC）中高熵合金等立方金属的变形行为。但是,目前鲜有报道涉及成分、压强对B2合金变形行为的影响。尽管实验证明变形孪晶开动能同步提高中高熵合金的强度和韧性,人们对成分、压强及温度如何具体影响位错滑移与孪生之间的竞争以及合金的力学性能仍缺乏清晰认识。为加深对B2合金变形行为的理解,并为中高熵合金的成分优化设计和力学性能调控提供理论指导,本文以上述两类合金为研究对象,以广义层错能为切入点,采用分子静力学、动力学模拟和第一性原理计算,系统探讨了成分和压强对B2合金中<111>超螺位错分解和滑移行为的影响,分析了成分、压强和温度对中高熵合金变形机制和力学性能的影响,主要结果如下:1.对B2合金中[111]超螺位错分解和滑移行为的研究表明,随合金种类和成分变化,超螺位错在{110}面的分解组态和分位错Burgers矢量发生连续变化,由两根螺型1/2[111]超分位错构成的两分组态转变为三根混合型分位错组成的三分位错组态。基于此,提出超螺位错的一般分解组态,允许分位错Burgers矢量连续可调,建立了准确预测超位错分解行为的能量最小化判据,证实系统总能量自发优化是决定分解组态随成分变化的基本原则。此外,超螺位错的分解组态和核结构转变是影响其滑移、交滑移行为的关键因素。能量最小化判据能给出核结构转变能垒,因而还可用于评价不同分解组态的交滑移能力。2.探讨了压强对FeAl中<111>超螺位错分解和屈服行为的影响。随压强降低,超螺位错分解组态连续改变,由螺型两分位错组态转变为混合型三分位错组态;同时,核结构非平面特征增强,屈服应力明显升高。高压下,屈服由{112}滑移主导;低压下{110}滑移开动。基于模拟结果,建立了准确预测不同压强下超螺位错分解行为的修正能量最小化判据Ⅰ,提出超螺位错的一般交滑移机制:在螺型两分位错组态中,领头、拖尾超分位错相继交滑移到{112}面,不发生束集;转变成螺型两分位错组态是三分位错组态交滑移的基本机制。考虑剪切应力影响,构建了定量评价不同压强下超螺位错交滑移能力的修正能量最小化判据Ⅱ,该判据有助于深入理解超螺位错在复杂应力下的屈服行为。3.成分对FCC中高熵合金的变形机制和力学性能有重要影响。提出成分优化设计的基本原则:降低FCC相自由能以提高FCC相稳定性,提高剪切模量G以增强屈服强度,降低层错能以促进孪晶开动、提高加工硬化能力和塑性。此外,泊松比v、体弹性模量B与剪切模量G之比（即B/G）可用于评价韧性。对CoCrNi合金,增大Co含量提高剪切模量G;增大Cr含量提高B/G和v;降低Ni含量并增大Co、Cr含量明显降低层错能,因而能促进孪晶开动和提高合金综合力学性能。加入0～10at.%的Al、Cu、Ti、Mo,CoCrFeMnNi合金FCC相稳定性有所降低。当Mo含量为2at.%时,层错能降低,剪切模量G升高,有利于孪晶开动和强塑性能的同步提高。4.CoCrFeMnNi高熵合金密排六方（Hexagonal close-packed,HCP）、FCC 相稳定性转变是孪生倾向随压强增大明显增强的根本原因:高压下HCP相稳定性增强引起层错能降低,促进孪晶通过相邻{111}面上宽层错带重叠或Shockley位错连续发射形核;另外,高压可引发FCC→HCP相变,而孪晶、层错是相变中间组织。但是压强对CoCrNi中熵合金的层错能和孪生倾向影响不大。此外,温度是影响CoCrNi和CoCrFeMnNi中高熵合金孪生倾向和力学性能的重要因素。低温下,两种合金都有很强的孪生倾向;随温度降低,剪切模量G、v和B/G均升高,因而低温变形能显着改善加工硬化能力、塑性、屈服强度和韧性。
吕一轩[9]（2021）在《集体运动的相变行为分析与动力学建模研究》文中研究表明自然界中的群体行为因其丰富的自组织结构而受到广泛关注。群体的有序运动涉及范围小到菌落扩张,细胞聚集,大到动物的迁徙,甚至人类的交通行为等,都被囊括其中。特别地,在这些多体系统中,仅仅由简单的微观相互作用就能促使复杂的宏观结构诞生,诸如沙丁鱼抱团形成的涡旋,龙虾的行军队列,奔涌的马群形成的浪潮,以及行人运动过程中自发形成的通道等。在近几十年,人们通过大量的观察和实验来建模重现这些现象,关心这些宏观有序现象诞生与消亡背后的成因,分析其中的相变行为,试图给予这些现象合理的解释。在本学位论文中,我们主要讨论了不同类型自然群体的运动模式及其所形成的特殊有序现象,并对其相变行为进行分析。在第二、三章中,探讨了鸟群、鱼群中速度对齐行为的内在因素以及其可能的相互作用形式。这种从一般性现象推出的类似于Vicsek模型的相互作用,体现了该群体的内在特征。在第四章中探讨了更为复杂的行人群体,尝试在纷繁多变的行人运动中找到物理建模的合理逻辑。动物群体的研究往往是在同一场景中找出不同群体共同的运动特征,而行人动力学建模则要求以同一套运动逻辑适用于不同的生活场景,这是集体运动研究中试图找到普遍内在规律的不同方法。主要研究内容与研究成果概述如下。第一章中,介绍集体运动这种自然现象与其研究背景以及多粒子物理体系中人们关心的相变现象。简单推导了研究所需要的状态分布方程。系统地介绍了集体运动领域中重要的Vicsek模型的基本概念,发展历史,相变类型讨论,多种自组织结构分析,以及迄今为止关于该模型的相关计算结果。第二章通过总结群体（如鸟群、鱼群、羊群）运动建模的相关研究,指出描述群体运动及其宏观秩序涌现的模型存在一定共性。通过分析紧致、稳定、高度有序的系统,发现群体运动方向一致秩序（类似于铁磁相）的形成需要两个必要条件:个体间的相互作用存在运动方向上的势阱;或者个体之间能够形成稳定的空间结构（类似于晶格）。我们运用平均场近似方法,分析了全连接系统在临界点附近的相变行为,得到了广义上多种相互作用模型的临界指数及其相变临界点。进一步研究发现这类模型的相变过程属于同一个普适类,不同的相互作用模型仅会影响其临界点位置。数值计算以及分子动力学模拟结果与理论解析结果基本符合,印证了不同模型具有相同临界行为的普遍性。在第三章中,进一步对角向势阱模型可能产生的多重相变现象进行了深入分析。研究了类Vicsek模型中极化液体、聚集带、均匀无序三种组织结构之间的相变行为。解析计算了聚集带中的密度规模大小,给出了聚集带峰值密度随参数变化的非单调性质,并在此基础上分析了噪音强度和相互作用半径对于相变行为的影响。最后讨论了由不同相互作用半径导致的相变类型由连续到非连续相变转变的过程,并给出了相变分界线和相变类型分界线的模拟与半解析结果。在第四章中,我们对行人群体的运动行为展开了建模研究。不同于Vicsek模型从预设的宏观特征推测个体间的微观相互作用,行人动力学建模主要受到日常行为逻辑的启发,将预判行为和从众行为作为行人动力学物理模型的主要驱动力。预判行为使行人主动避让可能发生的碰撞冲突,行人通过分析周围的环境来决定是否调整运动方向或者运动速率来确保安全通行;而从众行为则反映了行人会主动靠近那些与自身运动方向相同的行人,以实现能够高效通行的心理。我们深入探讨了行人在四种不同运动场景中的集体行为,其中包括,在直线走廊中运动方向相反的相向行人流;在十字路口交汇的方形区域中运动方向相互垂直的交叉行人流;特定边界条件下无特定目标的行人流;特定区域内拥挤人群的疏散。通过调整两种相互作用机制的权重参数,重现了日常生活中能观察到的多种典型的行人运动模式:行人局部通道的形成与消失、妥协让步行为、“走走停停”的交通波以及涡旋现象等。特别地是,模拟结果发现,较强的从众吸引作用仅仅在走廊运动场景中有利于群体通行效率的提升;在十字路口场景中减速避让则是保证系统秩序的主要机制。在最后一章中,我们对全文进行了总结,并提出了一些展望。
赵俊琦[10]（2021）在《新型二维压电纳米材料的压电及热传导性能的理论研究》文中研究指明二维压电材料因其具有二维材料的高强度、高热导等优异性质,近来受到研究者的广泛关注。然而目前大量的研究集中在实验已合成或晶体结构较简单的二维压电纳米材料上。本工作利用MD方法和DFT方法研究了两种新型的二维压电材料:一种是尚未在实验中合成但具有潜在应用价值的单层h-BAs,另一种是晶体结构相对较复杂的MoS2-WSe2横向异质结。根据理论预测立方BAs单晶具有仅次于钻石的超高热导率,最近科学家通过实验验证了其超高的热导率。这项工作引起了我们对二维h-BAs极大的研究兴趣。在本工作中,我们利用组合tersoff势函数通过MD方法研究了单层h-BAs的压电性能和热传导性能。我们的计算结果表明,单层h-BAs的压电系数e11具有明显的各向异性,其沿扶手椅方向的数值为8n N/m,而沿锯齿形方向的数值为12n N/m。这种与边缘有关的各向异性现象已在实验上得到证实。另外,我们利用DFT方法计算了单层h-BAs的波恩有效电荷为0.68 e,在无应变下的直接带隙为0.76e V。然后,我们利用非平衡动力学方法模拟了单层h-BAs的热传导性能。我们计算了单层h-BAs在200K-800K间的热导率。结果表明,室温300K下h-BAs的热导率为186W/m K,并且随着温度升高收敛至95W/m K。这些结果表明单层h-BAs有望应用在压电、半导体和热管理等多个领域。横向异质结自2014年首次从实验合成以来,因其在一维界面处具有本征应变和内建电场而被广泛研究,然而关于压电性能的研究还非常少。在本工作中我们采用基于现代极化理论的DFT方法分别计算了两种不同的TMD材料的压电系数,其中MoS2的压电系数e11为3.7,WSe2的压电系数e11为2.74,单位为10-10N/m。我们的计算结果与之前的DFT结果符合得很好。然后,我们采用SW势函数和MD模拟方法计算出MoS2-WSe2横向异质结沿扶手椅方向的压电系数e e11为3.1?10-10N/m,其值的大小位于组成横向异质结的两种不同TMD材料值之间。
二、用势场直接模拟力场时边界条件的控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用势场直接模拟力场时边界条件的控制（论文提纲范文）
（1）金属原子间相互作用势的研究及其在纳米颗粒中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 EAM势简介 |
| 2.1.1 Daw和Baskes的EAM理论 |
| 2.1.2 Johnson的分析型EAM理论 |
| 2.1.3 Cai-Ye的EAM模型 |
| 2.1.4 Zhou的EAM模型 |
| 2.1.5 Baskes的改进型EAM理论 |
| 2.1.6 张邦维的改进分析型EAM理论 |
| 2.1.7 Mishin的ADP势 |
| 2.1.8 EAM模型中势参数的确定 |
| 2.2 第一性原理方法简介 |
| 2.2.1 第一性原理基本思路 |
| 2.2.2 密度泛函理论 |
| 2.3 分子动力学 |
| 2.3.1 分子动力学的基本原理 |
| 2.3.2 分子动力学的算法 |
| 2.3.3 分子动力学的系综 |
| 2.3.4 周期性边界条件 |
| 2.4 蒙特卡罗计算方法 |
| 2.4.1 蒙特卡罗方法的基本思想 |
| 2.4.2 蒙特卡罗方法的发展 |
| 2.4.3 Metropolis算法 |
| 2.5 本论文中使用的软件 |
| 2.5.1 Lammps程序包 |
| 2.5.2 VASP程序包 |
| 3 尺寸和形状对Pt纳米颗粒结构稳定性和热稳定性的影响 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 原子间相互作用势 |
| 3.2.1 EAM势的构造 |
| 3.2.2 EAM势的检验 |
| 3.3 模拟方法 |
| 3.4 尺寸和形状对Pt纳米颗粒结构稳定性的影响 |
| 3.4.1 平均配位数 |
| 3.4.2 结合能 |
| 3.4.3 表面能 |
| 3.5 尺寸和形状对Pt纳米颗粒热稳定性的影响 |
| 3.5.1 升温过程中的结构演化 |
| 3.5.2 熔点 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 薄膜和纳米颗粒中的空位浓度 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 EAM势的拟合和检验 |
| 4.2.1 EAM势的拟合 |
| 4.2.2 EAM势的检验 |
| 4.3 空位形成能和空位浓度的计算方法 |
| 4.4 薄膜中的空位浓度 |
| 4.5 纳米颗粒中的空位浓度 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 Au-Rh体系的ADP势及其在纳米颗粒的元素偏聚中的应用 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 Au-Rh体系的ADP势 |
| 5.2.1 ADP势的形式 |
| 5.2.2 ADP势的拟合 |
| 5.2.3 ADP势的检验 |
| 5.3 模拟方法 |
| 5.4 Au-Rh纳米颗粒中的元素偏聚 |
| 5.4.1 元素偏聚的特征 |
| 5.4.2 元素偏聚的诱导因素 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）无人车轨迹规划与跟踪控制快速实现方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 智能车轨迹规划算法的研究现状 |
| 1.2.2 智能车轨迹跟踪算法的研究现状 |
| 1.2.3 MPC快速求解算法的研究现状 |
| 1.3 先验理论基础 |
| 1.3.1 轮胎模型 |
| 1.3.2 三种坐标系 |
| 1.3.3 车辆动力学模型 |
| 1.3.4 庞特里亚金极值原理 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 融合动态窗口与人工势场法的车辆局部轨迹规划 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动态窗口搜索 |
| 2.2.1 动态窗口法理论基础 |
| 2.2.2 算法模型 |
| 2.2.3 窗口采样 |
| 2.3 局部最优筛选 |
| 2.3.1 人工势场法理论基础 |
| 2.3.2 分道线势场 |
| 2.3.3 道路边界势场 |
| 2.3.4 静态障碍物势场 |
| 2.3.5 环境车势场 |
| 2.3.6 目标点势场 |
| 2.4 仿真试验 |
| 2.4.1 仿真平台 |
| 2.4.2 随机避障工况下的轨迹规划 |
| 2.4.3 双移线绕桩工况下的轨迹规划 |
| 2.4.4 正常超车工况下的轨迹规划 |
| 2.4.5 失效超车工况下的轨迹规划 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于模型预测控制的车辆轨迹跟踪 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型预测控制理论基础 |
| 3.3 非线性轨迹跟踪控制器 |
| 3.3.1 预测模型 |
| 3.3.2 目标函数 |
| 3.3.3 约束条件 |
| 3.4 仿真试验 |
| 3.4.1 仿真平台 |
| 3.4.2 对照试验--二次规划轨迹跟踪控制器 |
| 3.4.3 单移线工况下的轨迹跟踪 |
| 3.4.4 双移线工况下的轨迹跟踪 |
| 3.4.5 蛇形线工况下的轨迹跟踪 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 MPC轨迹跟踪问题的快速求解 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性轨迹跟踪控制器 |
| 4.2.1 非线性系统的哈密顿函数 |
| 4.2.2 非线性车辆轨迹跟踪问题的描述 |
| 4.2.3 最优控制率的显式解 |
| 4.2.4 最优协态变量的迭代规则 |
| 4.3 仿真试验 |
| 4.3.1 仿真平台 |
| 4.3.2 单移线工况下的轨迹跟踪 |
| 4.3.3 双移线工况下的轨迹跟踪 |
| 4.3.4 蛇形线工况下的轨迹跟踪 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 智能车辆“规划+跟踪”局部运动框架的快速实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “规划+跟踪”双层框架的解决方案 |
| 5.2.1 结构化道路下的控制系统 |
| 5.2.2 预测时域及采样频率的选择 |
| 5.2.3 局部期望轨迹信息的传递形式 |
| 5.3 仿真平台 |
| 5.4 动态正常超车工况下的轨迹实现 |
| 5.5 动态失效超车工况下的轨迹实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）事故容错燃料碳化硅包壳氧化行为的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 核能发电的历史 |
| 1.2 核燃料包壳材料发展 |
| 1.2.1 锆基合金核燃料包壳 |
| 1.2.2 镍基合金核燃料包壳 |
| 1.2.3 不锈钢核燃料包壳 |
| 1.2.4 钼基合金核燃料包壳 |
| 1.3 碳化硅包壳材料研究现状 |
| 1.3.1 碳化硅在核领域应用 |
| 1.3.2 碳化硅包壳在氧气条件下的氧化行为 |
| 1.3.3 碳化硅包壳在水蒸汽条件下的氧化行为 |
| 1.3.4 辐照缺陷对碳化硅氧化行为的影响 |
| 1.4 本文的主要意义和研究内容 |
| 1.4.1 本文主要研究意义 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 研究理论及方法简介 |
| 2.1 量子力学基础 |
| 2.1.1 第一性原理计算 |
| 2.1.2 多粒子体系中的Schrodinger方程 |
| 2.1.3 波恩-奥本海默近似 |
| 2.1.4 哈特里-福克近似 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 托马斯-费米模型 |
| 2.2.2 霍恩伯格-科恩定理 |
| 2.2.3 沈吕九方程 |
| 2.3 常见的交换关联能泛函 |
| 2.3.1 局域密度近似 |
| 2.3.2 广义梯度近似 |
| 2.3.3 杂化密度泛函 |
| 2.4 布洛赫定理 |
| 2.4.1 布洛赫定理 |
| 2.4.2 布里渊区k点的选取 |
| 2.5 赝势方法 |
| 2.6 密度泛函理论计算流程与VASP软件介绍 |
| 2.6.1 密度泛函理论计算流程 |
| 2.6.2 VASP软件简介 |
| 2.7 分子动力学模拟 |
| 2.7.1 分子动力学模拟的基本原理 |
| 2.7.2 系综简介 |
| 2.7.3 势函数简介 |
| 2.8 从头算分子动力学模拟 |
| 2.9 小结 |
| 第3章 碳化硅包壳材料的辐照损伤行为 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 碳化硅中辐照缺陷的形成能 |
| 3.2.1 计算方法和模型 |
| 3.2.2 6H-SiC表面上的辐照缺陷 |
| 3.2.3 3C-SiC低指数表面上的辐照缺陷 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 反位取代对3C-SiC物理性能的影响 |
| 3.3.1 研究模型与方法 |
| 3.3.2 3C-Si_(1-x)C的晶格常数和密度 |
| 3.3.3 3C-Si_(1-x)C的形成能和结合能 |
| 3.3.4 3C-Si_(1-x)C的机械性能 |
| 3.3.5 3C-Si_(1-x)C的热力学性能 |
| 3.3.6 小结 |
| 3.4 碳化硅辐照损伤分子动力学模拟 |
| 3.4.1 研究模型及方法 |
| 3.4.2 3C-SiC中的辐照缺陷 |
| 3.4.3 4H-SiC中的辐照缺陷 |
| 3.4.4 6H-SiC中的辐照缺陷 |
| 3.4.5 小结 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 氧气和水分子与碳化硅间的相互作用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 氧气在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.2.1 研究方法及模型 |
| 4.2.2 氧分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附结构 |
| 4.2.3 氧分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附能 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 氧气在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.3.1 研究模型及方法 |
| 4.3.2 氧分子在3C-SiC C-(100)面上的吸附 |
| 4.3.3 氧分子在3C-SiC Si-(100)面上的吸附 |
| 4.3.4 氧分子在3C-SiC(110)面上的吸附 |
| 4.3.5 氧分子在3C-SiC (111)面上的吸附 |
| 4.3.6 氧分子在3C-SiC(111)面上的吸附 |
| 4.3.7 氧分子在3C-SiC低指数面上的吸附机理 |
| 4.3.8 小结 |
| 4.4 氧原子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.4.1 研究模型与方法 |
| 4.4.2 氧原子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.4.3 氧原子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的扩散 |
| 4.4.4 小结 |
| 4.5 氧原子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.5.1 计算模型与方法 |
| 4.5.2 氧原子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.5.3 氧原子在3C-SiC(110)面上的扩散 |
| 4.5.4 小结 |
| 4.6 碳化硅表面氧化物的形成 |
| 4.6.1 计算模型与方法 |
| 4.6.2 不同氧化物在碳化硅表面上的形成能 |
| 4.6.3 小结 |
| 4.7 水分子与6H-SiC (0001)和(0001)面的相互作用 |
| 4.7.1 计算模型与方法 |
| 4.7.2 水分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.7.3 水分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的解离和扩散 |
| 4.7.4 小结 |
| 4.8 水分子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.8.1 研究模型与方法 |
| 4.8.2 水分子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.8.3 小结 |
| 4.9 小结 |
| 第5章 氧气/水蒸汽下碳化硅的反应动力学过程模拟 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 6H-SiC在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.2.1 研究模型与方法 |
| 5.2.2 6H-SiC (0001)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.2.3 6H-SiC(0001)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 3C-SiC(110)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.3.1 研究模型与方法 |
| 5.3.2 3C-SiC(110)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）光球视向电流密度分布和耀斑带位置的关系（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳分层结构 |
| 1.1.1 太阳内部结构 |
| 1.1.2 太阳大气结构 |
| 1.2 太阳活动现象 |
| 第2章 太阳耀斑与电流 |
| 2.1 太阳耀斑 |
| 2.1.1 太阳耀斑概览 |
| 2.1.2 太阳耀斑的观测与研究 |
| 2.1.3 太阳耀斑的触发机制和能量释放 |
| 2.1.4 耀斑经典模型 |
| 2.1.5 与耀斑爆发相关的磁重联及磁重联电流片 |
| 2.2 耀斑活动区电流 |
| 2.2.1 活动区磁场的非势性 |
| 2.2.2 电流带与耀斑带的关系 |
| 第3章 太阳活动区中磁场的测量与电流的计算 |
| 3.1 太阳活动区中矢量磁场的测量 |
| 3.1.1 太阳黑子的观测和矢量磁场的测量 |
| 3.1.2 塞曼效应 |
| 3.1.3 偏振辐射转移方程 |
| 3.1.4 太阳横向磁场方位角180°不确定性问题 |
| 3.2 电流的计算 |
| 3.2.1 安培定律的微分算法和环路积分算法 |
| 3.2.2 电流计算方法的比较 |
| 第4章 与活动区AR11158中的一个X2.2 级耀斑相关的视向电流密度的计算 |
| 4.1 选题背景 |
| 4.2 数据来源和计算方法 |
| 4.2.1 数据来源 |
| 4.2.2 计算方法 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.4 讨论和结论 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及获奖情况 |
| 致谢 |
（5）α铁断裂和氢脆的原子级模拟及局域氢分布对其影响（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 氢脆的发生及塑性的作用 |
| 1.2 氢分布对氢脆的影响 |
| 1.3 铁和铁合金的塑性现象与氢脆 |
| 1.4 氢引起的硬化和软化 |
| 2 原子级模拟和统计方法 |
| 2.1 原子间相互作用的计算 |
| 2.1.1 绝热近似和第一性原理计算 |
| 2.1.2 原子间相互作用势和嵌入原子方法 |
| 2.2 结构优化和动力学模拟 |
| 2.2.1 静力学计算与结构优化 |
| 2.2.2 系综和分子动力学 |
| 2.2.3 蒙特卡洛方法 |
| 2.3 对模拟结果的统计分析 |
| 2.3.1 皮尔逊相关系数 |
| 2.3.2 局部加权线性回归 |
| 2.3.3 均值漂移聚类 |
| 3 拉伸加载条件下α铁单晶的断裂和局部相变 |
| 3.1 Ⅰ型断裂的原子级模拟 |
| 3.1.1 Ⅰ型断裂、应力场与位移场 |
| 3.1.2 Ⅰ型断裂的原子级模拟和位移场加载 |
| 3.1.3 外推法计算应力强度因子和裂尖扫描算法 |
| 3.2 α铁断裂和相变的模拟过程 |
| 3.2.1 试样拉伸加载过程——分子动力学模拟 |
| 3.2.2 验证形变诱发马氏体相变——第一性原理计算 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 准解理断裂和微观塑性 |
| 3.3.2 对形变诱发马氏体相变的验证和位相关系判别 |
| 3.3.3 引起形变诱发α→γ相变的剪切滑移 |
| 3.3.4 相变的热力学分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 固溶和吸附氢原子引起的α铁单晶的氢脆 |
| 4.1 溶质氢原子引起氢脆的分子动力学模拟 |
| 4.1.1 试样模型与加载过程 |
| 4.1.2 氢分布与裂纹扩展的关联 |
| 4.2 吸附氢促进断裂的MD和tfMC模拟 |
| 4.2.2 满足最终氢浓度的氢吸附模型 |
| 4.2.3 偏对相关函数和应力分析 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 固溶氢原子对拉伸加载中单晶铁断裂过程的影响 |
| 4.3.2 从裂尖吸附氢原子对断裂的影响 |
| 4.4 小结 |
| 5 α铁中溶质氢引起的硬化和软化 |
| 5.1 氢对弹性常数的影响 |
| 5.1.1 弹性常数的计算 |
| 5.1.2 间隙氢原子对弹性常数影响的分解 |
| 5.1.3 体积和化学作用对弹性影响 |
| 5.2 氢微观分布造成的硬化和软化 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 α铁弹性常数及体积膨胀影响 |
| 5.3.2 氢浓度引起的弹性常数和弹性模量变化 |
| 5.3.3 氢的距离分布对弹性模量的影响 |
| 5.3.4 氢的近邻位置在不同滑移面的密度分布 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于改进人工势场法的自动超车控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 自动驾驶研究现状 |
| 1.3 自动超车下的车辆路径规划算法研究 |
| 1.4 自动超车下的车辆轨迹跟踪算法研究 |
| 1.5 本文主要内容和结构安排 |
| 2 面向自动超车控制的整车动态系统建模 |
| 2.1 车辆运动学和动力学模型 |
| 2.1.1 车辆运动学模型 |
| 2.1.2 车辆动力学模型 |
| 2.2 轮胎模型 |
| 2.3 动力学模型的简化 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 面向动态避障的人工势场构建及改进 |
| 3.1 传统人工势场法 |
| 3.1.1 引力场 |
| 3.1.2 斥力场 |
| 3.1.3 传统人工势场法的缺陷分析 |
| 3.2 道路势场构建 |
| 3.3 障碍物势场构建 |
| 3.3.1 静态障碍物势场 |
| 3.3.2 动态障碍物势场 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于人工势场法和模型预测控制的自动超车控制系统设计 |
| 4.0 模型预测控制 |
| 4.1 稳定性运动约束 |
| 4.2 基于人工势场法的路径规划 |
| 4.2.1 运动学模型的离散化及目标函数的建立 |
| 4.2.2 基于阶跃函数的边界式策略 |
| 4.2.3 目标函数的改进 |
| 4.2.4 多项式轨迹拟合 |
| 4.3 基于模型预测控制的路径跟踪 |
| 4.3.1 动力学模型线性化和离散化 |
| 4.3.2 目标函数的建立 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于CarSim/Simulink的自动超车系统有效性模拟 |
| 5.1 搭建CarSim/Simulink联合仿真平台 |
| 5.1.1 联合仿真原理 |
| 5.1.2 仿真平台的搭建 |
| 5.2 仿真分析 |
| 5.2.1 场景1:前车匀速工况下的仿真验证 |
| 5.2.2 场景2:前车加速工况下的仿真验证 |
| 5.2.3 场景3:前车变道工况下的仿真验证 |
| 5.2.4 场景4:阶跃函数项的有效性仿真验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）基于势场蚁群算法的无人工程机械路径规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景 |
| 1.3 工程机械路径规划研究意义 |
| 1.4 工程机械路径规划研究现状 |
| 1.4.1 工程机械智能化技术研究现状 |
| 1.4.2 路径规划算法研究现状 |
| 1.5 课题主要内容 |
| 第2章 工程机械路径规划系统研究 |
| 2.1 路径规划问题概述 |
| 2.2 路径规划的分类及步骤 |
| 2.2.1 全局路径规划 |
| 2.2.2 局部路径规划 |
| 2.2.3 路径规划步骤 |
| 2.3 常规路径规划算法总结及其发展趋势 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 工作环境地图构建 |
| 3.1 环境地图建模方法 |
| 3.1.1 特征地图 |
| 3.1.2 拓扑地图 |
| 3.1.3 栅格地图 |
| 3.1.4 直接表征法 |
| 3.2 环境地图建模过程 |
| 3.3 基于栅格地图的障碍物处理 |
| 3.3.1 障碍物膨化 |
| 3.3.2 障碍物填充 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于人工势场法的局部路径构建 |
| 4.1 人工势场法 |
| 4.1.1 人工势场法原理 |
| 4.1.2 人工势场法收敛判定 |
| 4.2 人工势场法缺陷 |
| 4.2.1 不可达问题 |
| 4.2.2 路径突变问题 |
| 4.2.3 路径干涉问题 |
| 4.3 人工势场法改进 |
| 4.3.1 斥力场函数改进 |
| 4.3.2 前进方向设置 |
| 4.3.3 局部路径优化 |
| 4.4 人工势场法仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于蚁群算法的全局路径规划 |
| 5.1 蚁群算法系统研究 |
| 5.1.1 蚁群算法原理 |
| 5.1.2 蚁群算法性能评价指标 |
| 5.1.3 蚁群算法参数特性研究 |
| 5.1.4 蚁群算法优缺点 |
| 5.2 蚁群算法改进 |
| 5.2.1 蚁群算法转移规则改进 |
| 5.2.2 信息素更新规则改进 |
| 5.3 势场蚁群算法模型 |
| 5.3.1 势场蚁群算法原理 |
| 5.3.2 综合启发信息构造 |
| 5.3.3 势场蚁群算法流程 |
| 5.4 仿真实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 上位机监控系统 |
| 6.1 项目管理 |
| 6.1.1 项目查询 |
| 6.1.2 项目申请 |
| 6.1.3 进度查询 |
| 6.2 工程机械信息管理 |
| 6.2.1 工程机械查询 |
| 6.2.2 工程机械实时数据 |
| 6.2.3 工程机械报修 |
| 6.2.4 添加工程机械 |
| 6.3 人员信息管理 |
| 6.4 实时监控方案生成 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）基于广义层错能立方金属塑性变形机制的原子计算模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 B2金属间化合物的塑性变形机制 |
| 1.2.1 晶体结构与基本性质 |
| 1.2.2 塑性变形机制与位错组态 |
| 1.2.3 位错分解组态与交滑移机制 |
| 1.3 FCC中高熵合金的塑性变形机制 |
| 1.3.1 中高熵合金简介 |
| 1.3.2 中高熵合金自由能与相稳定性 |
| 1.3.3 中高熵合金变形机制与力学性能 |
| 1.3.4 相关理论研究现状及发展趋势 |
| 1.4 广义层错能 |
| 1.4.1 广义层错能的概念 |
| 1.4.2 广义层错能的应用与孪生判据 |
| 1.4.3 广义层错能的影响因素 |
| 1.5 研究目的、内容与意义 |
| 第2章 计算模拟方法及基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子静力学和动力学模拟 |
| 2.2.1 基本流程 |
| 2.2.2 分子静力学原理 |
| 2.2.3 分子动力学原理 |
| 2.2.4 原子交互作用的对势 |
| 2.2.5 原子交互作用的多体势 |
| 2.2.6 位错的构建 |
| 2.2.7 边界条件 |
| 2.3 数据分析及缺陷处原子的可视化 |
| 2.3.1 应力计算 |
| 2.3.2 近邻原子分析 |
| 2.3.3 原子能量筛选法 |
| 2.3.4 差分位移方法 |
| 2.4 第一性原理计算 |
| 2.4.1 薛定谔方程与密度泛函理论 |
| 2.4.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.4.3 交换关联泛函 |
| 2.4.4 Exact Muffin-tin orbitals方法 |
| 2.4.5 相干势近似 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同B2合金中超螺位错的分解与滑移行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟计算模型与势函数构建 |
| 3.2.1 模拟计算模型 |
| 3.2.2 势函数构建 |
| 3.3 模拟结果与分析讨论 |
| 3.3.1 广义层错能判据的失效 |
| 3.3.2 成分对超位错分解组态的影响 |
| 3.3.3 构建超位错分解组态能量最小化判据 |
| 3.3.4 超位错的交滑移行为 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 压强对FeAl中超螺位错分解与滑移的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟计算模型 |
| 4.2.1 压强的施加方法 |
| 4.2.2 弹性性能计算模型 |
| 4.2.3 模拟位错演化模型 |
| 4.3 模拟结果与分析讨论 |
| 4.3.1 压强对晶体学性质的影响 |
| 4.3.2 压强对超位错分解的影响 |
| 4.3.3 压强对超位错屈服的影响 |
| 4.3.4 压强下超位错的交滑移机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 成分对中高熵合金孪生和强塑性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法与模型 |
| 5.2.1 成分变化设计思路 |
| 5.2.2 计算超胞与参数设置 |
| 5.2.3 广义层错能 |
| 5.2.4 弹性常数与弹性模量 |
| 5.3 计算结果 |
| 5.3.1 中熵合金晶格常数与相稳定性 |
| 5.3.2 中熵合金的层错能与孪生倾向 |
| 5.3.3 中熵合金的弹性性能 |
| 5.3.4 高熵合金晶格常数与相稳定性 |
| 5.3.5 高熵合金的层错能与孪生倾向 |
| 5.3.6 高熵合金的弹性性能 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 成分优化设计原则与关键参数 |
| 5.4.2 中熵合金成分优化设计 |
| 5.4.3 高熵合金合金化设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 压强和温度对中高熵合金孪生倾向的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法与模型 |
| 6.2.1 压强和温度设定 |
| 6.2.2 分子静力学模拟 |
| 6.3 计算结果与分析 |
| 6.3.1 压强对中高熵合金层错能和孪生倾向的影响 |
| 6.3.2 压强对Cu、Ag孪生倾向和位错分解的影响 |
| 6.3.3 压强对中高熵合金相稳定性的影响 |
| 6.3.4 温度对中高熵合金层错能和孪生倾向的影响 |
| 6.3.5 温度对中高熵合金弹性性能的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
| 作者简历 |
（9）集体运动的相变行为分析与动力学建模研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 集体运动 |
| 1.1.1 自然界中的集体运动现象 |
| 1.1.2 相变现象 |
| 1.1.3 非平衡态统计物理与自推进粒子 |
| 1.1.4 集体运动的动力学建模 |
| 1.2 Vicsek模型 |
| 1.2.1 Vicsek模型的相变类型 |
| 1.2.2 Vicsek模型中的密度涨落现象 |
| 1.2.3 Vicsek模型中的临界现象 |
| 1.3 多粒子系统分析 |
| 1.3.1 基本方程 |
| 1.3.2 随机过程 |
| 1.3.3 从Langevin方程到Fokker-Planck方程 |
| 1.4 本论文的研究动机和研究内容 |
| 第二章 集体迁移群体的秩序成因及其临界现象分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 群体运动自组织秩序 |
| 2.2.1 秩序形成的必要条件 |
| 2.2.2 临界行为分析 |
| 2.3 理论与模拟对比 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 集体迁移群体模型的三种相与相变类型的转变 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 Vicsek模型的三个相 |
| 3.3 聚集带密度的规模 |
| 3.4 相变分界线以及相变类型分界线 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 行人群体的动力学建模与多场景分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 行人动力学建模 |
| 4.3 模拟结果与讨论 |
| 4.3.1 走廊通道中相向行人流 |
| 4.3.2 十字路口的交错行人流 |
| 4.3.3 无特定目标人群 |
| 4.3.4 出口疏散 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）新型二维压电纳米材料的压电及热传导性能的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 压电效应和压电电子学的研究历史 |
| 1.2.1 压电效应的发现及研究历史 |
| 1.2.2 压电电子学效应的发现及研究进展 |
| 1.3 二维压电材料的研究现状 |
| 1.3.1 二维压电纳米材料体系介绍 |
| 1.3.2 二维压电材料的实验研究进展 |
| 1.3.3 二维压电材料的理论研究进展 |
| 1.4 论文研究意义及内容 |
| 第2章 理论方法 |
| 2.1 分子动力学原理 |
| 2.1.1 基本思想 |
| 2.1.2 经验势场 |
| 2.1.3 系综与数值算法 |
| 2.1.4 边界条件 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.2.4 模拟计算流程 |
| 2.3 现代极化理论 |
| 2.3.1 极化晶格与极化量子 |
| 2.3.2 贝里极化相位理论 |
| 2.4 压电性质的计算 |
| 2.5 热导率的计算 |
| 2.5.1 平衡分子动力学方法 |
| 2.5.2 非平衡分子动力学方法 |
| 2.5.3 局部热浴法计算流程 |
| 第3章 单层h-BAs压电性能的研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 模型的建立和验证 |
| 3.2.1 Tersoff势函数 |
| 3.2.2 波恩有效电荷 |
| 3.2.3 弹性常数的计算 |
| 3.3 单层h-BAs的压电性能 |
| 3.3.1 单层2D-hBAs的能带结构 |
| 3.3.2 边缘效应对压电性能的影响 |
| 3.3.3 体系大小对压电性能的影响 |
| 3.4 单层h-BAs的热传导性能的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 MoS_2-WSe_2 横向异质结的压电性质 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 模型的建立 |
| 4.2.1 晶体结构及计算方法 |
| 4.2.2 平面异质结的SW势函数 |
| 4.3 压电性能的理论研究 |
| 4.3.1 MoS_2和WSe_2 的压电性能 |
| 4.3.2 MoS_2-WSe_2 平面异质结的压电性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、用势场直接模拟力场时边界条件的控制（论文参考文献）
- [1]金属原子间相互作用势的研究及其在纳米颗粒中的应用[D]. 王刚. 北京科技大学, 2021
- [2]无人车轨迹规划与跟踪控制快速实现方法的研究[D]. 孙呈祥. 吉林大学, 2021(01)
- [3]事故容错燃料碳化硅包壳氧化行为的理论研究[D]. 张峥. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [4]光球视向电流密度分布和耀斑带位置的关系[D]. 杨丽平. 云南师范大学, 2021(08)
- [5]α铁断裂和氢脆的原子级模拟及局域氢分布对其影响[D]. 王筝. 北京科技大学, 2021(08)
- [6]基于改进人工势场法的自动超车控制方法研究[D]. 张儒珂. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]基于势场蚁群算法的无人工程机械路径规划[D]. 王子豪. 山东大学, 2021(12)
- [8]基于广义层错能立方金属塑性变形机制的原子计算模拟[D]. 闫婧欣. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]集体运动的相变行为分析与动力学建模研究[D]. 吕一轩. 兰州大学, 2021
- [10]新型二维压电纳米材料的压电及热传导性能的理论研究[D]. 赵俊琦. 上海师范大学, 2021(07)