质子-质子碰撞中产生的带电粒子的伪快速度(α)和横向动量(pT)分布在质心能量s = 13 TeV处测量。 对于非弹性事件和具有至少一个带电粒子||| <1的事件,报告|α|| <1.8中的伪快速分布。 对于两个事件类,在伪快速区域|α| <0.5中产生的带电粒子的伪快速密度分别为5.31±0.18和6.46±0.19。 带电粒子的横向动量分布是在0.15 <pT <20 GeV / c和|β| <0.8范围内测量的,至少有一个带电粒子||| <1。 还研究了带电粒子的横向动量谱随事件多重性的变化。 将结果与PYTHIA和EPOS蒙特卡洛发生器的计算结果进行比较。
2026-03-17 15:36:21 1.08MB Open Access
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质子-质子碰撞在质心能量为8 TeV的质子碰撞中产生的带电粒子的伪快速性(α)分布在|β| <2.2和5.3 <|β|| <6.4的范围内测量。 CMS和TOTEM检测器分别。 数据对应于L = 45μb-1的综合亮度。 给出了三个事件类别的度量。 最包容的类别对非弹性质子总质子横截面的91%至96%敏感。 其他两个类别是包含性样本的不相交子集,这些子集在单个衍射解离事件中得到增强或耗尽。 将数据与用于描述高能强子相互作用的模型进行比较。 所考虑的模型均未提供对测量分布的一致描述。
2026-03-17 11:35:01 1015KB Open Access
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内容概要:本文详细介绍了基于MATLAB仿真的IEEE33节点主动配电网优化研究,涵盖了风光储能和传统机组的混合调度。文中展示了如何通过模块化的代码结构轻松调整设备接入位置、目标函数以及约束条件。具体实现了总成本最小化的目标函数,包括设备运维、燃料成本和购电成本等,并引入了碳排放成本作为创新点。同时,针对储能系统的SOC限制和节点电压约束进行了巧妙处理,确保了系统的稳定性。此外,采用粒子群算法进行优化求解,并提供了遗传算法的备用实现,便于对比实验。最终结果不仅展示了优化后的成本降低情况,还通过可视化工具直观呈现了各时段的出力曲线和电压分布。 适合人群:从事电力系统优化的研究人员、高校相关专业学生、对智能电网感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于需要理解和掌握主动配电网优化方法的人群,帮助他们快速搭建仿真环境并进行多种调度策略的测试。主要目标是通过实例学习如何利用MATLAB实现复杂的电力系统优化问题,提高对风光储能等新能源接入的理解和技术应用能力。 其他说明:该程序具有良好的扩展性和灵活性,支持多种不确定性的处理方式,如负荷预测误差和新能源出力波动。同时,提供了详细的案例研究文档,有助于初学者逐步深入理解各个模块的功能及其相互关系。
2026-03-13 19:52:02 162KB 粒子群算法 IEEE33节点
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内容概要:本文介绍了基于粒子群优化算法设计的近红外宽带消色差全偏振探测超透镜的研究成果及其应用案例。研究采用了椭圆形硅纳米柱结构,通过各向异性带来的色散关系和粒子群优化算法,在1310nm-1550nm波段实现了X、Y、45°线偏振和左旋圆偏振(LCP)四种偏振态的高效聚焦。文中详细描述了椭圆硅纳米柱的单元结构扫参模型、不同波长的相位参数计算、粒子群优化算法的应用,以及多偏振态集成超透镜的偏振探测结果。此外,还展示了该设计方案在可见光波段的成功移植,证明了其广泛的适用性和良好的扩展性。 适合人群:从事光学器件设计、超材料研究、粒子群优化算法应用的专业研究人员和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于需要高性能偏振探测和消色差特性的光学系统设计,如高精度传感器、通信设备等领域。目标是提供一种高效的超透镜设计方案,能够在特定波段实现多种偏振态的同时聚焦,提高光学系统的性能和小型化程度。 其他说明:本文不仅提供了详细的理论分析和实验验证,还附带了完整的fdtd模型、设计脚本、Matlab计算代码和教程,便于读者理解和复现实验结果。
2026-03-11 16:47:16 2.7MB
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粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)是一种基于群体智能的优化算法,它通过模拟鸟群觅食的行为来解决优化问题。在化学反应机理的简化中,粒子群算法可以用来调整反应速率常数或者反应物、产物的种类和数量,以达到减少计算复杂度同时保持足够准确性的目的。这种方法尤其适用于处理复杂的化学反应网络,如燃烧过程中的反应机理。 在具体应用中,粒子群算法通过定义一组“粒子”,每个粒子代表一个可能的解,即一组反应机理的参数。这些粒子在解空间中移动,每个粒子的运动方向和速度由其自身经验(即历史最优位置)和群体经验(即群体历史最优位置)共同决定。算法的目标是找到最优化的目标函数,通常是误差函数最小化,从而获得最符合实验数据的反应机理参数。 乙烯(C2H4)和正癸烷(NC10H22)作为常见的有机物,它们在空气中的燃烧反应是典型的复杂化学过程。C2H4是不饱和烃的一种,燃烧时会产生较多的CO和CO2。正癸烷作为长链烷烃,其燃烧产物则包括多种中间产物和自由基,反应路径更加复杂。因此,为了便于数值模拟和工程应用,采用粒子群算法对C2H4/Air和NC10H22/Air燃烧机理进行简化显得尤为重要。 简化后的机理文件以.ck和.yaml格式存在。.ck文件通常是一个较为通用的化学反应动力学文件格式,包含了反应物、产物、反应速率常数等信息。而.yaml格式是一种数据序列化格式,它具有良好的可读性和易编辑性,非常适合描述复杂的数据结构。在本压缩包中,Chem_PSO_NC10H22_S45.ck和Chem_PSO_c2h4_S22.ck文件分别是经过粒子群算法优化后的正癸烷和乙烯燃烧机理文件,而.yaml格式的文件则可能包含对简化机理的详细描述和参数设置。 通过简化化学反应机理,不仅能够加快模拟计算的速度,还能够减少实验数据处理的工作量,使得研究者能够更快速地进行反应动力学分析。这对于燃烧领域的研究、发动机设计、环境科学以及相关工业应用都具有重要的意义。 粒子群算法在简化化学反应机理文件的应用,正是将先进的优化算法与传统化学反应动力学相结合的典范。它体现了跨学科研究的重要性和计算机科学在传统化学工程领域中的应用价值。随着算法的不断优化和计算能力的提升,未来化学反应模拟将更为高效、准确,为相关领域的科学研究和工业应用提供更加坚实的技术支持。
2026-03-09 12:49:00 29KB 粒子群算法
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内容概要:本文详细介绍了基于多目标粒子群优化(MOPSO)和TOPSIS决策方法,在33节点配电系统中进行储能选址定容的MATLAB实现。首先,通过粒子群算法初始化粒子,定义粒子的速度和位置,其中位置包括发电机出力、储能位置和容量参数。接着,适应度函数用于评估电网脆弱性、网损和储能容量三个目标,采用电压偏移量加权、潮流计算等方式计算适应度。然后,利用拥挤度计算和非支配排序维护外部归档集,确保解集的多样性和分布性。最后,基于信息熵的TOPSIS方法选出最优解。实验结果显示,储能优选在17、29号节点,总容量约为1.2MW,网损降低18%,电压越限次数显著减少。 适合人群:从事电力系统优化研究的技术人员、研究生以及相关领域的研究人员。 使用场景及目标:适用于电力系统储能优化项目,旨在找到储能设备的最佳安装位置和容量配置,以提高电网的稳定性和经济性。 其他说明:文中还讨论了粒子群惯性权重的动态调整、适应度计算的具体实现、拥挤度计算的细节以及TOPSIS方法的应用技巧。此外,作者分享了一些调试经验和踩坑经历,如粒子速度更新的约束处理和初始化策略的选择。
2026-02-26 11:20:35 590KB
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"FDTD仿真模型构建及其算法优化研究,包括逆向设计、二进制、遗传算法等多维度光子器件编写与应用",3.FDTD,仿真模型的建立。 包含逆向设计中的各种算法,二进制算法,遗传算法,粒子群算法,梯度算法的编写,(仿真的光子器件,包括分束器,波分复用器,二极管,模式滤波器,模分复用等等)。 ,FDTD仿真模型建立;逆向设计算法;二进制算法;遗传算法;粒子群算法;梯度算法编写;光子器件仿真(分束器;波分复用器;二极管;模式滤波器;模分复用)。,基于FDTD的逆向设计仿真模型建立及算法编写 在现代光学与电子学领域,随着技术的不断进步,对光子器件的设计与仿真提出了更高的要求。FDTD(时域有限差分法)作为一种有效的数值计算方法,被广泛应用于光子器件的仿真模型构建中。FDTD通过求解麦克斯韦方程组的差分形式,在时域内模拟电磁场的传播、散射、反射和折射等现象,以研究光波与物质相互作用的过程。FDTD方法具有直观、灵活和高效的优点,特别适用于不规则结构和复杂边界的光子器件的仿真分析。 在光子器件的设计与仿真中,逆向设计算法发挥着关键作用。逆向设计是根据预期的光学性能反向推导出器件的物理结构和材料参数的过程。这种设计方法能够使设计者直接从功能出发,优化器件的性能。逆向设计中包含多种算法,如梯度算法、遗传算法、粒子群算法和二进制算法等。这些算法在优化计算中各有所长,梯度算法依赖于目标函数的梯度信息来指导搜索方向;遗传算法模拟自然选择和遗传机制,通过迭代进化得到最优解;粒子群算法受鸟群捕食行为的启发,通过粒子间的信息共享来优化问题;二进制算法则是将设计参数转化为二进制编码,运用遗传算法中的交叉、变异等操作进行搜索。 在光子器件的具体应用方面,诸如分束器、波分复用器、二极管、模式滤波器、模分复用器等器件,都需要通过FDTD仿真模型来验证其性能和优化设计。例如,分束器需要将入射光均匀地分配到多个输出端口,而波分复用器则需要将不同波长的光分离开来。通过FDTD仿真,设计者可以准确预测这些器件在实际应用中的性能,从而对器件结构进行优化,提高其工作效率和精确度。 此外,FDTD仿真模型的建立还包括了对材料折射率分布的精确描述和对边界条件的合理设置。仿真过程中需要考虑材料的色散特性、非线性效应、各向异性等复杂因素,这些都会对仿真结果产生影响。因此,建立一个准确的FDTD仿真模型是获得可靠仿真结果的前提。 在电子与光子技术快速发展的今天,光子器件的设计和仿真技术正面临着前所未有的挑战与机遇。通过对FDTD仿真模型构建及其算法优化的深入研究,可以推动光子器件设计的创新,为光电子集成、光学计算、生物医学成像等领域提供强有力的技术支撑。 FDTD仿真模型构建与算法优化的研究对于推动光子器件的发展具有重要意义。逆向设计算法、二进制算法、遗传算法、粒子群算法和梯度算法的应用,使得设计过程更加高效和精确。在未来的研究中,还应继续探索和开发新的算法,以及对仿真模型的边界条件和材料特性进行更深入的研究,以进一步提高仿真模型的准确性和可靠性。随着光电子技术的不断发展,FDTD仿真将在光子器件的设计与优化中扮演越来越重要的角色。
2026-02-22 14:59:56 625KB
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单粒子效应是空间辐射环境下对微电子器件尤其是大规模集成电路的一种重要辐射效应,它是由于宇宙射线中的高能粒子击中器件内部某些敏感区域,导致器件内部电荷分布发生变化,从而引起器件逻辑错误、数据丢失甚至永久性损伤。微控制器(MCU)作为现代控制系统的核心部件,在辐射环境下可能会产生单粒子效应,影响系统的可靠性及寿命。因此,测试MCU在辐射环境下的单粒子效应,研究其影响机制和防护措施对于保障空间应用及军事系统的安全运行具有重要意义。 80C196单粒子效应测试系统的研制,是针对80C196KC20微控制器而设计的。80C196KC20是Intel公司生产的一款16位微控制器,广泛应用于嵌入式系统中。测试系统由基于数字信号处理器(DSP)的测试控制单元和PCI型数据采集卡组成,实现了对80C196微控制器在辐射环境下的电流功耗、内部寄存器RAM等性能指标的远程监控和测试。 系统测试的辐射源选择了锎(Cf-252)放射性同位素,其平均线性能量转移值(LET)较高,是研究单粒子效应的理想选择。通过实验验证,系统可以准确地记录和分析80C196KC20微控制器在辐射环境下功能的变化情况,特别是功耗电流的变化和内部寄存器RAM数据位的变化情况。 实验结果显示,在经过一定时间的辐射照射后,80C196KC20微控制器的功耗电流增加,且在测试中断电后重新启动能恢复功能,这一现象符合单粒子闭锁的规律。这表明80C196KC20在辐射环境下确实发生了单粒子效应,而该测试系统能够有效地检测到这些效应,为研究单粒子效应对微控制器的影响及如何提升其抗辐射性能提供了实验手段。 在80C196单粒子效应测试系统的研究过程中,所建立的测试方案不仅关注了80C196内部寄存器RAM,而且还测试了系统功耗电流,这有助于全面评估单粒子效应对微控制器性能的影响。系统测试过程中,通过循环写入和读出缓冲区数据的方式检查RAM数据位的变化,从而及时发现由于单粒子效应导致的错误。这一测试过程的自动化和实时监测,使得实验数据的获取变得更加高效和准确。 80C196单粒子效应测试系统的建立对于研究微控制器在辐射环境下的性能变化具有重要意义。通过实验验证,该系统能够准确测试出80C196KC20微控制器的单粒子效应,为微控制器的辐射效应测试提供了新的解决方案,有利于提升微控制器在复杂环境下的稳定性和可靠性。同时,这项研究成果也表明,通过不断的实验和改进,中国在微控制器辐射效应测试领域达到了一定的研究水平。
2026-02-01 19:27:02 312KB 首发论文
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ALICE检测器在5.02 TeV的核子-核子质心中心的p-Pb碰撞中,通过ALICE检测器测量了未识别的带电触发器和相关粒子之间的两粒子角相关性。 检查横向动量范围0.7 <pT,assoc <pT,trig <5.0 GeV / c,以包括由低动量传递散射引起的射流引起的相关性(微型射流)。 在假快速范围|η| <0.9中获得了表示为每个触发粒子的相关产量的相关性。 从近侧短距离和远侧相关性中减去在高多重性p-Pb碰撞中观察到的近侧远距离伪快速相关性,以去除非喷射状分量。 发现喷射状峰的产量随事件多重性不变,但具有低多重性的事件除外。 这种不变性与通过多个parton-parton散射的非相干碎片而产生的粒子是一致的,而与先前观察到的脊结构有关的产量与射流无关。 发现不相关的粒子产生源的数量随多重性线性增加,这表明即使在最高多重性p–Pb碰撞中,多部分相互作用的数量也没有饱和。 此外,该数量仅在中间多重性区域内标度,该数量是通过Glauber Monte-Carlo模拟估算的二元核子-核子碰撞数。
2026-01-29 11:24:06 848KB Open Access
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本文详细介绍了使用粒子群算法(PSO)求解带约束优化问题的原理及Python实现。通过罚函数法将约束优化问题转化为无约束问题,具体包括约束惩罚项的计算、归一化处理以及粒子优劣比较规则。文章提供了完整的Python代码实现,涵盖初始化参数、适应度函数和约束惩罚项计算、粒子速度和位置更新、历史最优位置更新等关键步骤。最后通过一个具体算例展示了算法的应用,包括目标函数和约束条件的定义、迭代过程的可视化以及最优解的获取。该实现能够有效处理包含等式和不等式约束的优化问题,为工程优化问题提供了实用解决方案。 粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)是一种群体智能优化方法,它通过模拟鸟群的觅食行为来寻找最优解。在处理约束优化问题时,PSO需要对基本算法进行适当的修改以适应约束条件的存在。罚函数法是处理约束优化问题的常用技术之一,它通过对目标函数增加一个与违反约束程度相关的惩罚项,从而将原问题转化为无约束问题。 在PSO的罚函数法中,首先需要计算约束惩罚项,这通常涉及到对违反的每个约束进行度量,并将这些度量累加或组合起来形成一个总惩罚项。需要对约束惩罚项进行归一化处理,以确保惩罚项与目标函数在量级上具有一致性,便于在优化过程中进行统一评价和比较。在粒子群算法中,每个粒子代表优化问题的一个潜在解,粒子的速度和位置代表解的搜索方向和当前值。为了在约束优化问题中应用PSO,需要定义一个适应度函数,该函数需要综合考虑目标函数值和约束惩罚项的大小。 在粒子群算法的每次迭代中,首先会根据个体经验和社会经验来更新粒子的速度和位置,然后计算每个粒子的适应度值。如果某个粒子的适应度值有所提高,就会更新该粒子的历史最优位置,并可能更新全局最优解。粒子的位置更新通常受到速度的限制,并且在算法的设计中可能包括位置的边界处理机制,确保粒子在定义好的搜索空间内移动。 在Python实现中,关键步骤包括初始化粒子的位置和速度参数,定义适应度函数和约束惩罚项的计算方法,以及更新粒子速度和位置的算法。完整的代码实现会涉及到对这些关键步骤的编程,确保算法可以按照预定的规则进行迭代并最终收敛到最优解。 算例演示是理解PSO算法应用的重要组成部分。通过一个具体的优化问题定义,可以展示如何在Python中实现PSO算法的各个部分,并通过可视化迭代过程和最终的解,直观地理解算法的工作原理和效能。这样的算例不仅帮助读者理解算法的执行流程,还能够验证算法的正确性和有效性。 总体而言,粒子群算法结合罚函数法,为解决工程领域中广泛存在的各种约束优化问题提供了一种行之有效的算法框架。通过Python编程语言的实现,这一框架得到了广泛的应用和验证,为工程优化问题的求解提供了实用的解决方案。
2026-01-09 23:06:56 50KB 软件开发 源码
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