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04-17 00:00
针对稳态电热系统中热传导、流体流动与电势输运强耦合带来的梯度尺度差异与残差刚性难题，本研究提出一种长短期记忆物理信息神经网络（LSTM-PINN）框架。该框架通过深度递归记忆机制保持长程空间特征依赖与严格的跨场一致性，在包含四种复杂对流与阻力机制的统一五场公式中，成功抑制非物理伪影与结构畸变，在全局误差指标与热力学保真度上均优于现有基线方法。
物理信息神经网络电热输运多物理场耦合长短期记忆网络计算流体力学数值模拟
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04-17 00:00
本研究开发了机器学习方法，用于分类和生成结构光波束在湍流大气中传播时产生的随机散斑扰动。光束传播通过随机傍轴方程的数值模拟进行建模。研究设计了针对此应用的卷积神经网络，并采用独热编码进行分类。为解决数据可能有限的问题，开发了基于预测的生成扩散模型，在分类器训练期间提供额外数据。结果表明，在学习步骤中采用Bregman距离最小化，能有效提升高频模式生成的质量。
结构光湍流介质机器学习卷积神经网络生成扩散模型光束传播
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04-17 00:00
本研究结合高性能CUDA数值计算与Hamilton-Jacobi形式，系统研究了存在全局单极子的旋转带电Euler-Heisenberg黑洞的阴影特性及其能量发射率。结果表明，阴影结构和能量发射率主要受全局单极子参数、电荷和旋转参数影响，而Euler-Heisenberg非线性参数影响甚微。通过CUDA计算框架，研究为这些参数设定了严格界限，以符合事件视界望远镜的观测数据。
黑洞阴影cuda计算全局单极子能量发射率事件视界望远镜
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04-17 00:00
本研究通过简化的Hamilton-Jacobi-Bellman最优控制模型，推导出动态翱翔运输努力度的理论下界。模型考虑低速飞行时的诱导阻力惩罚、高速飞行时的耗散惩罚，以及风切变提供的有效能量补贴。通过对漂泊信天翁、科里氏鹱和欧亚蛎鹬的野外轨迹数据进行物种特异性归一化处理，研究者将这些鸟类映射到统一的速度-努力平面上，并估计其经验下界。结果显示，信天翁的轨迹最接近理论边界，表明其近乎最优的风能利用能力；鹱类轨迹系统性偏离边界；蛎鹬则处于非翱翔飞行模式。该框架为跨物种风助飞行比较提供了统一的力学表征和简化基准。
动态翱翔最优控制生物力学风能利用跨物种比较轨迹分析
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04-17 00:00
本研究通过实验和理论分析，探究了含表面活性剂液滴蒸发过程中的热溶质输运现象与沉积图案。实验采用悬滴法，结合红外热成像和粒子图像测速技术，揭示了温度和速度分布。研究发现，蒸发速率受表面活性剂浓度和基底润湿性显著影响：疏水基底上，蒸发速率随浓度增加而提升；亲水基底上，蒸发速率在0.5 CMC处达到峰值后下降。理论获得的Marangoni溶质对流速度与实验值高度吻合，表明溶质对流主导了热对流和浮力驱动流。研究还发现，表面活性剂浓度增加导致的粘性阻力会抑制对流增强，接触线速度的突变则揭示了液滴干燥过程中的“粘滑”行为。
液滴蒸发表面活性剂marangoni对流热溶质输运沉积图案粒子图像测速
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04-17 00:00
旋转爆震发动机（RDEs）因非线性现象（如向振荡或混沌模式的转变）而难以稳定控制。本研究提出一种创新方法，通过将深度强化学习（DRL）问题重构在跟随爆震波传播的移动参考系中，实现了快速爆震传播与较慢运行模式动力学之间的时间尺度分离。在一维降阶RDE模型中，训练出的DRL控制器成功诱导了不同锁模状态间的快速转换。结果表明，这种对称感知的移动参考系方法能显著提升DRL在多时间尺度系统（如流动控制问题）中的学习可靠性和控制有效性。
旋转爆震发动机深度强化学习多时间尺度控制流动控制非线性动力学模式转换
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04-17 00:00
本研究通过空间滤波的磁流体动力学方程，对湍流级联中的能量通量进行尺度分析。研究发现，速度梯度张量和磁场梯度张量的不变量可作为能量传输机制的代理指标，量化特定场构型对能量通量的贡献。特别地，纯流体动力学对能量通量的贡献可精确表示为速度梯度张量不变量的函数。研究还表明，这些不变量为不同物理机制下的可用能量通量设定了界限，形式化地论证了每种传输机制都需要足够强度的梯度场构型来支撑特定能量通量。结论通过三维自由衰减磁流体湍流模拟得到验证。
磁流体湍流能量通量张量不变量梯度场湍流级联数值模拟
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04-17 00:00
本研究提出并实验验证了一种基于共面带状线结构的人工表面等离激元太赫兹带通滤波器。该滤波器巧妙结合了SSPP波导的带边低通特性与周期性间隙形成的串联电容高通特性，其高低截止频率可通过调节单元结构几何参数进行定制。研究团队设计、制作并验证了一个中心频率约1 THz、带宽0.25 THz的滤波器原型，实测通带与仿真结果高度吻合，下截止频率约0.91 THz，上截止频率约1.16 THz。
太赫兹技术带通滤波器人工表面等离激元波导设计实验验证
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04-17 00:00
本研究首次在模拟下地幔的高温高压条件下（~2200 K，130 GPa），直接测量了地幔第二大矿物铁方镁石（Mg₁₋ₓFeₓO）的热导率。实验发现，在约1700 K、60-100 GPa的压力区间内，热导率显著下降，这与铁离子的自旋交叉现象一致。结合前期对布里奇曼石的研究数据，构建了下地幔热导率剖面，显示其随压力增加，在核幔边界附近升至约10 W m⁻¹ K⁻¹。这一结果对约束地幔热流、地幔柱浮力及地球长期动力学演化至关重要。
地球物理矿物物理热导率高压实验下地幔自旋交叉
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04-17 00:00
本研究通过X射线光电子能谱、X射线衍射和电子背散射衍射等多种技术，对自然风化的南丹陨石碎片进行了关联性微结构分析。研究发现，陨石基体主要由磁铁矿组成，高镍（≥2.6 at%）区域的晶粒尺寸非常细小（约5 μm），而低镍（≤0.9 at%）区域的晶粒尺寸则达到数十微米。此外，基体中还发现了针铁矿、纤铁矿、水铁矿以及Ni(OH)₂等风化产物。结果表明，不同的基体区域源于不同原生相的风化机制：高镍区域由铁纹石的水蚀变形成，低镍区域则源于源Fe-Ni金属的直接溶解和氧化。
陨石风化微结构分析镍含量关联性分析x射线衍射
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04-17 00:00
研究构建了一个由专家策划的、包含12个量子场论与弦理论核心问题的数据集，并引入了一个五级评分标准，用于评估大语言模型在高度抽象理论物理领域的表现。研究发现，模型在稳定概念框架内的显式推导上表现优异，但在需要重构被省略的推理步骤或根据全局一致性约束重组表征的任务中，性能出现系统性下降。这些失败不仅源于中间步骤的缺失，更源于表征选择的不稳定性，模型往往无法识别解决隐性矛盾所需的正确概念框架。
大语言模型量子场论弦理论隐性推理模型评估理论物理
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04-17 00:00
SWEEP（Seismic Wave Equation Exploration Platform）是一个统一且可扩展的地震波方程求解器库，专为波场建模与反演设计。该平台支持广泛的波传播引擎，包括声波、弹性波、衰减介质、VTI、TTI及其Born近似等。其内置的自动微分支持，使得全波形反演（FWI）、最小二乘逆时偏移（LSRTM）及其他基于梯度的优化方法得以无缝实现。其即插即用的架构允许轻松集成并灵活组合自定义损失函数、多GPU计算、神经网络等模块，使其成为解决先进地震反演问题的强大且可定制化平台。
地震波方程全波形反演自动微分计算物理波场模拟反演平台
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04-17 00:00
本研究针对意大利坎皮佛莱格瑞火山的缓震现象，提出了一个耦合相变、结构非均质性与几何不对称性的新流体动力学模型。传统模型常将流体流动视为对压力积累的被动响应，并采用简化几何与均质渗透率。本文假设相变、密度梯度与流动之间的耦合机制，类似于非对称浮体（如融化冰块）中观察到的自推进现象，即相变沿倾斜表面产生浮力驱动流，并引发反向净运动。通过数值模拟，该模型成功再现了观测到的形变速率与地震深度，预测了非线性隆起加速、浅层局部地震活动，以及流速与压力、浮力的标度关系。该框架为理解火山活动期间压力演化与形变提供了新视角。
火山流体动力学相变耦合浮力驱动流非对称几何数值模拟缓震机制
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04-17 00:00
本研究通过在斯瓦尔巴群岛霍恩松德苔原和冰川环境部署9公里光纤，开展了多季节分布式声学传感（DAS）实验。研究评估了DAS在极端北极条件下捕捉冰冻圈过程（如永久冻土冻结、冰震、冰川崩解及径流引发的地震噪声）的能力，并系统分析了部署策略、仪器操作限制及数据质量。实验为未来北极DAS研究的设计与数据解释提供了实地参考，并强调了长期冰震监测需考虑的关键因素。
分布式声学传感冰震学北极环境光纤传感冰冻圈监测噪声干涉
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04-17 00:00
本研究通过数值模拟，对比了旋转爆震燃烧室（RDC）中煤油液滴雾膜冷却、传统空气膜冷却及两者复合冷却方案的性能。研究发现，空气膜冷却存在最佳工作范围，过量注入会因与旋转爆震波的强烈相互作用而破坏膜稳定性。相比之下，煤油雾膜冷却能形成更持久的近壁冷却层，通过相变增强散热，并表现出更好的抗膜分离能力。中等尺寸的液滴在蒸发速率与膜连续性之间提供了最佳平衡。复合冷却方案可进一步提升冷却效率，加速爆震波通过后的壁温恢复，同时对主流流动影响较小。
旋转爆震燃烧室热管理雾膜冷却两相流数值模拟煤油
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04-17 00:00
本研究发布了电磁谐振器模态分析软件MAN的更新版本（V9）。该版本在原有基础上实现了三项主要功能扩展：1）新增了针对石墨烯等二维材料系统的专用模型与计算功能；2）基于新发展的耦合准正规模理论，开发了新的工具箱，能够利用非耦合腔的独立准正规模计算耦合谐振器模式间的复耦合系数；3）引入了新函数，可直接从准正规模场分布中评估消光截面的Fano参数。这些升级显著增强了软件在分析复杂纳米光子结构光学响应方面的能力。
模态分析电磁谐振器二维材料耦合系统准正规模计算物理
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04-17 00:00
本研究通过分析瑞典和美国九大城市（包括纽约、华盛顿、亚特兰大）的手机GPS轨迹与客流数据，探讨了公共交通可达性对城市兴趣点（POIs）访客多样性的影响。研究发现，公共交通覆盖区域的人口社会经济异质性（transit catchment diversity）是访客多样性的稳定正向预测因子，尤其在连接不同人口特征社区的大型都市区效果最显著。美国城市的公交-混合热点多出现在外围低多样性区域，而瑞典则更多分布在已有多样性的社区，表明公交系统在前者补偿了本地同质性，在后者则放大了现有多样性。
城市交通社会混合空间结构可达性人口多样性地理加权回归
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04-17 00:00
本研究提出了一种名为“SERS锁相采样”的新方法，解决了表面增强拉曼散射（SERS）技术中长期存在的谱图分辨率与宽场成像速度之间的权衡难题。该方法利用拉曼光谱固有的稀疏性，通过简单的数字锁相方案，结合原位时间参考将机械抖动转化为可利用特征，实现了远超奈奎斯特-香农极限的高质量化学成像。实验验证表明，该方法能同时对数千个SERS编码传感器进行多路复用成像，将通量提升了数个数量级，并能在生物医学相关基质中实现三维体积化学成像，有望将SERS从点观测工具转变为临床诊断和实时化学观测的成像模态。
表面增强拉曼超分辨成像锁相采样化学成像生物医学传感光谱分析
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04-17 00:00
本研究提出了一种无需磁偏置的非互易频率转换方案，通过在三模系统中按固定时序激活耦合，使正向与反向转换路径在损耗中间模中经历不同的驻留时间，从而产生强非互易性。研究采用谐波平衡法和戴森-玻恩展开，推导出隔离比的紧凑解析表达式，揭示了弗洛凯边带、占空比控制、调制频率和耗散的作用。该框架适用于光子学、声子学、微波电子学和超导电路等集成平台。
非互易转换时序调制频率转换集成光子学无磁方案弗洛凯边带
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04-17 00:00
本研究结合立体光刻（SLA）与定制纤维铺放（TFP）技术，开发了一种全增材制造的形状记忆合金混合复合材料（SMAHC）。该材料采用三层结构，将SMA线作为驱动元件附着于纺织增强层，并嵌入紫外固化聚合物基体中，顶层设计为负泊松比蜂窝结构。通过调整蜂窝几何构型，可系统调控SMAHC的整体力学响应，实现热激活下的可控面外弯曲变形。实验对比了手动嵌入与自动化TFP两种SMA集成策略，结果表明自动化TFP工艺具有更好的可重复性与更对称的变形行为。该工作为制造具有可编程机械性能的结构集成变形复合材料系统提供了一条全增材制造路径。
增材制造形状记忆合金智能复合材料负泊松比结构可控变形立体光刻
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04-17 00:00
本文提出了一种采用新型多模式调制方案的混合开关电容变换器，用于48V汽车电源系统的宽范围电压调节。该方案通过引入超越传统2:1谐振操作的三态工作序列，实现了可变的降压转换比，并在大部分开关过程中保持了软开关特性。为进行电压调节，提出了一种采用线性PI控制器的闭环控制配置，并借助强化学习进行增益整定，以应对变换器的非线性和变频特性，同时保持良好的瞬态性能。硬件原型验证了该调制方案，在0.2-0.4的电压转换比范围内实现了零电流开关操作，在100W功率下峰值效率超过92%，在3:1转换的宽工作范围内效率保持在88%以上。
电力电子汽车电源开关电容变换器软开关技术电压调节强化学习控制
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04-17 00:00
本研究建立了携带轨道角动量（OAM）的标量光束在多模情况下强度-强度关联的分解方法，将其与模态相干结构联系起来。通过滤除螺旋相位依赖性，强度关联由OAM相干性和轨道各向异性主导，反映了空间自由度与OAM自由度之间的经典纠缠。该成果将强度干涉测量技术扩展至结构光场，无需相位敏感测量即可直接获取模态相干特性。
轨道角动量强度干涉经典纠缠结构光场模态相干
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04-17 00:00
本研究探讨了自驱动粒子在静止弯曲粘性界面上的集体动力学。通过将曲面上的Fokker-Planck方程与体相及界面Stokes方程耦合，并引入界面向列活性应力，建立了理论模型。针对球形囊泡，利用自旋权重函数和自旋权重球谐函数这一自然几何框架，对流动场和粒子分布进行了理论与数值分析。线性稳定性分析揭示了均匀各向同性态存在有限波长不稳定性，其模式选择由囊泡半径与Saffman-Delbrück长度之间的竞争决定。基于自旋权重球谐函数的伪谱法非线性数值模拟证实了该不稳定性及模式选择机制。
活性物质弯曲界面流体动力学稳定性分析数值模拟自旋权重函数
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04-17 00:00
本文提出了一种不预设演化方程和全局时间参数的经典动力学新框架。该框架基于守恒、相互作用的局域性以及独立的局域规范自由度，将空间几何视为可与状态协同演化的关系结构。通过引入由动力学传输联络定义的局域不兼容性概念，并证明局域性、规范协变性和强制性严格限制了这种不兼容性的允许形式，最终导出了一个简单的、全局可加的、规范不变的二次失配度量。动力学被定义为该度量的异步、有限速率弛豫过程，而非预设的作用量原理。全局时间描述仅作为该局域弛豫过程的有效粗粒化极限出现。在适当极限下，该兼容性恢复动力学可重现扩散、不可压缩Navier-Stokes方程以及Ampère-Maxwell关系等熟悉的连续介质方程。
经典动力学规范协变性局域性几何演化关系结构弛豫过程