混沌形態范文
時間：2023-10-12 17:34:25
導語：如何才能寫好一篇混沌形態，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
（中鐵六局集團北京鐵路建設有限公司，北京 100036）
（The Sixth Engineering BURE CREC Beijing Railway Construction Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）
摘要： 大體積整體澆筑混凝土工藝，可明顯縮短工期。工藝控制重點是通過混凝土配合比設計、外加劑的選擇、冷卻管布設、溫差控制和混凝土澆筑養護等方面，消除混凝土溫差應力、收縮等原因形成的裂縫，使得混凝土結構整體性好，安全可靠。
Abstract: The integral casting technology of the mass concrete can reduce the work-period. The most important control point of the technology is to eliminate cracks form the temperature stress and shrinkage of the concrete by the design of concrete mix proportion, the selection of admixtures, the arrangement design of the cooling pipes, temperature control and the casting maintenance of concrete to make concrete structure integral, safe and reliable.
關鍵詞 ： 大體積混凝土；冷卻管布設；測溫元件預埋；混凝土澆筑養護
Key words: mass concrete；arrangement design of the cooling pipe；embedding of the temperature measurer；casting maintenance of the concrete
中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）34-0129-02
作者簡介：董丁芳（1981-），女，山西太原人，公司安全質量部，工程師，研究方向為安全質量。
0 引言
隨著國家鐵路建設的發展，大體積混凝土在各類橋梁工程的應用日益廣泛，施工過程中，如果混凝土配合比設計、外加劑的選擇、冷卻管布設、溫差控制和混凝土澆筑養護等方面處理不當，會由于溫差應力、收縮等原因引起裂縫缺陷，影響橋梁使用功能和安全。
本文通過工程實踐，結合京包高速3A工程主墩承臺大體積混凝土澆筑，總結形成主墩承臺大體積混凝土一次性澆筑施工工藝，取得了良好的社會效益和經濟效益。
1 工藝流程
大體積混凝土一次性澆筑施工工藝主要包括以下幾個方面：混凝土配合比設計基坑施工、承臺放樣鋼筋綁扎、冷卻水管布設測溫元件預埋模板支護混凝土澆筑混凝土養護混凝土溫度控制。
1.1 混凝土配合比設計
①水泥的選用。
在滿足混凝土設計強度的前提下，要求試驗室優化配合比，減少水泥用量，水泥及膠凝材料用量控制在350kg/m3以內；確保水化熱絕熱溫升不超過規定的溫控標準，應選用水化熱較低、后期強度高、質量穩定的水泥，水泥3d的水化熱不宜大于240KJ/kg，7d的水化熱不宜大于270KJ/kg。大體積混凝土施工所用水泥入機溫度不宜大于60℃。
②骨料的選用。
骨料的選擇要符合國家現行標準《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ52的有關規定，且應符合下列規定：
細骨料：宜采用級配良好的中粗砂，根據工程實際經驗細度模數宜控制在2.4～2.8之間，含泥量不應大于3%；
粗骨料：選用粒徑5～31.5mm，并應連續級配，含泥量不應大于1%，使混凝土具有較好的可泵性。應選用非堿活性粗骨料。
③外加劑的選擇。
外加劑的品種、摻量應根據工程所用膠凝材料經試驗確定，粉煤灰摻量不宜超過膠凝材料用量的40%，礦渣粉的摻量不宜超過膠凝材料用量的50%；采用緩解水化熱效果好的外加劑，降低混凝土的水化熱溫升。
1.2 基坑施工、承臺放樣
①基坑施工。
主承臺基坑一般較深，安全風險較大，基坑圍護結構需做好專項設計和施工方案，開挖時采用挖掘機配合人工清底施工。
②承臺放樣。
承臺開挖完成后，施做混凝土墊層，在墊層上根據標段的坐標控制點放出承臺的結構線。
1.3 鋼筋綁扎、冷卻水管布設
①鋼筋綁扎。
鋼筋綁扎前認真核對設計圖紙，尤其注意預埋件位置，同時綜合考慮冷卻水管和溫度檢測元件位置，避免返工。
②冷卻水管布設及要求。冷卻水管按圖紙要求進行安裝布置，為保證冷卻效果，其進出水都引入承臺頂，具體布置如圖1。
混凝土內部溫度場布設冷卻水管，以控制混凝土內外溫差在±25℃內。冷卻水管采用導熱性能好的無縫鋼管（內徑Ф48mm，厚為2mm），冷卻水管與承臺內鋼筋相碰時，位置可做適當調整，一般橫向間距1.5～3m，豎向間距1.2～3m，距離承臺邊緣均為0.5m，冷卻管的連接采用鐵皮套筒連接，套筒連接長度不小于20cm，接頭處采用點焊加固，再用塑料膠布纏裹，保證連接處不漏水。水管安裝應保證質量，混凝土澆筑前對所有冷卻管作密實性試驗，保證管道密封良好，防止管道漏水或阻塞。
通水冷卻從水管被混凝土覆蓋后開始，覆蓋一層混凝土通水冷卻一層，至14天結束，具體結束時間視混凝土溫升、溫降情況而定。
應確保通水期間的水源和流量，中途不得發生停水事故。可采用水池進行集中供水，每根冷卻水管配備一臺水泵對流量進行控制。
1.4 測溫元件預埋
為有效對承臺混凝土溫度進行監控，應預埋測溫元件對混凝土內部和表面溫度進行監控。測試元件安裝前，必須在水深1m處經過浸泡24h不損壞。測試元件在結構平面圖位置的邊緣布置，不少于4處；在芯部分別布置不少于4處；測試元件的引線要集中布置，并應加以保護。每個斷面溫度傳感器呈環形布置。測試元件澆注過程不得損壞。
1.5 模板支護
承臺底部充分利用護壁混凝土進行承臺四周支護，進行就地澆筑混凝土；頂部坡腳變坡面采用反壓拼裝模板，模板采用木模進行組裝，面板采用10mm厚竹膠板，后設背板及豎肋，豎肋間設有對拉拉桿孔，對模板進行豎向加固，保證模板有足夠的平整度。具體如圖2。
1.6 混凝土澆筑
①混凝土澆筑。
混凝土澆筑前，應盡量選擇氣溫較低、無雨天氣施工，盡量避開高溫、大風天氣。采用水平分層澆筑，每層厚度不宜過大，一般應控制在0.3～0.5m左右。在澆筑下半部范圍內混凝土時，采用泵車和溜槽同時澆筑，澆筑上部分范圍內混凝土時，采用五臺泵車進行澆筑。具體布置如圖3。
②混凝土振搗。
現場安排足夠的振搗人員采用Ф70插入式振搗器，并劃定每個人的振搗區域，嚴格按規范振搗，保證混凝土澆筑質量，對鋼筋較密位置采用Ф50或Ф30振搗棒進行振搗，確保每個部位振搗密實。
1.7 混凝土養護
在修整作業完成后或混凝土初凝后立即進行養護。承臺外露面澆筑完成后，立即采用保溫材料覆蓋，保溫材料為一層塑料布+兩層無紡布+一層棉帆布+一層塑料布。露出基坑的混凝土澆筑完成24h后進行拆模，并進行保溫。
1.8 混凝土溫度控制
混凝土的里表溫差不宜大于25℃，當實測混凝土內外溫差≥25℃，應加快冷卻水管的流量，加快內部散熱，直到將內外溫差控制在標準范圍內。
設專人負責溫度測量，根據溫度數據分析混凝土內部溫度變化情況，及時控制冷卻管進出水溫度。
2 工程實例
京包高速3A工程上地斜拉橋工程，主墩承臺為變厚度八邊形承臺，混凝土澆筑方量約為12000m3，屬于大體積混凝土。主塔承臺順橋向中部22.52m，厚度為8m，順橋向兩側11.537m，部分厚度由8m變為4m，平面為45.6m×40.3m的切角矩形，切角邊長為11.537m；主承臺鋼筋采用HRB335、HRB400鋼筋進行綁扎。
承臺內共布設八層冷卻水管，分別位于承臺頂下0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m八個斷面。為更好地將混凝土溫度進行降溫，減少混凝土與外界氣溫的溫差值，在距承臺頂面1.0m位置增加一層冷卻水管。
測試元件的引線要集中布置，在承臺頂下50mm、1.0m、2.0m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、7.0m八個斷面，每個斷面溫度傳感器呈環形布置，共計112點。
澆筑時現場布置5臺48m泵車，在澆筑下部4m混凝土時，采用泵車和溜槽同時澆筑，現場設置21個溜槽，共計24h完成下部4m范圍內混凝土，方量約8000m3；澆筑上部4m混凝土時，5臺泵車澆筑35h完成，共計方量4000m3。
該工程主墩承臺混凝土澆筑施工采用一次性整體澆筑施工，歷時59h，提高了功效，工序環節交叉少，可連續均衡施工，避免了窩工，縮短了工期，創造了良好的經濟效益。且由于能夠很好地進行混凝土溫度控制，大大減少了混凝土溫度裂縫的產生，結構整體性好、安全可靠，工程經驗可為類似工程提供參考。
參考文獻：
[1]GB 50496-2009，大體積混凝土施工規范及條文說明.
[2]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].
[3]QB-CNCEC JO10505-2004，大體積混凝土施工工藝標準[S].
篇2
關鍵詞：編劇學 研究 方法 理論 預設
2 0世紀自然科學方面的混沌學、分形學，社會科學方面的結構主義語言學、符號學、敘事學的發展，為編劇創作方法的探索提供了富于啟示的思維方法和理論工具。
一、現代自然科學對編劇學的影響
在現實生活中，現代科學觀念已經深入到人們的日常生活，相對論的時空彎曲、量子力學的測不準原理、混沌學的蝴蝶理論，影響到人們對于日常生活復雜性、多樣性的認識。劇作家們利用現代科學進行創作實踐，已經走到了編劇理論的前面。
混沌學具有非常突出的現代科學思維特點。洛倫茲的奇異吸引子，形象地展示了非周期的周期運動；如果說傳統的周期性吸引子無法描摹戲劇敘事情節的復雜性，那么奇異吸引子可以恰當地反映敘事動力學的復雜性。
雖然劇作家們已經在使用混沌學的成果，但是，將這些數學成果引入創作理論領域，還是存在著一定的難度。首先是數學工具的抽象性，阻礙了創作理念的吸引和使用。洛倫茲發現的混沌形成的初始條件和天氣非周期運動的分岔理論，只有在給出蝴蝶狀的“洛倫茲吸引子”圖形以及“蝴蝶效應”的形象描述后，才被人們廣泛理解和掌握。
相比較而言，分形學要比混沌學更好理解，雖然分形幾何與數學公式（費根鮑姆數值等）是相互轉換的，但是分形學卻使人們可以更直觀地觀察、認知和把握混沌現象。
分形學為打破混沌提供了一套形象的幾何語言，分形學不僅可以描述無機界的分維物理運動，而且可以描述生物界的復雜生命運動，甚至體現著思維創造的無意識活動。分形理論可以作為探索創作的混沌領域的重要理論工具，并轉化為創作實踐的重要方法。
編劇學的創作系統是一個有著生命現象的、特殊的混沌領域。通過對混沌學的借鑒，是否可以建立編劇的混沌學、分形學？我們是否可以認為：創作中的混沌也有其形成的原因和潛在結構，也存在著非周期但是有規律性的“奇異吸引子”，存在著費根鮑姆數值，存在著情節單元的無窮嵌套和標度無關性？還有如何認識混沌與有序的關系，如何運用數學幾何理論在編劇學與自然科學之間建立橋梁等等這些都是編劇創作理論上的有趣課題。
二、結構主義為編劇學提供的科學視野和科學方法
在自然科學之外，結構主義為編劇創作理論的創新發展提供了有價值的各種理論方法。
結構主義十分重視共時性的結構作用。索緒爾在語言學中提出共時性的能指作用之后，結構人類學、結構敘事學都將共時性研究放在了首要位置。按照皮亞杰的說法，“結構主義從本性上來說是非時間性的”，“功能歸結為結構通過時間的種種表現”。對于編劇學來講，共時性研究十分重要，雖然古典線性的歷時性敘事至今仍然占據著主導地位，但是隨著當代社會的多元化、信息化的發展，出現了由線性敘事向非線性敘事拓展的明顯趨勢。
當代劇作者們開始更多地采用空間性思維，如用拓撲的方法處理多樣性的創作題材。現代敘事的主要課題是解決共時性空間形式的敘事技巧問題，以及線性敘事與非線性敘事相互借鑒與統一的問題。非線性敘事重視共時性空間組織中的情境和情節，嘗試處理各種空間形式的情節單元組合。現代編劇者的創作方式、思維方法需要不斷更新，操作工具也需要改進、發展，從而滿足多種結構類型敘事的需要。長期以來創作理論被視為一種經驗范疇的理論。它針對的是生命形態，而不是生命形成機制。
編劇創作理論的形成和發展，需要有新思維、新工具。所謂新思維，指混沌學、分形學的科學思維、結構主義的整體思維；所謂新工具，指分形學和矩陣、拓撲等數學工具。除了向自然哲學、語言哲學（如結構主義）借鑒之外，還要向具有豐富空間組織經驗和空間形式理論的建筑藝術以及造型藝術的美術、雕塑和音樂等藝術門類學習、借鑒。
篇3
[關鍵詞]大型研發項目;界面;協同;混沌控制
大型研發項目是指涉及大量人力,耗費巨大財力、物力,需要多組織協作研制,且往往是跨學科、跨領域的復雜性巨系統。最為典型的是國家級重大科技項目,包括《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》提出的16個國家重大科技專項,以及“863計劃”、“973計劃”等所涉及的重大科技專項。由于研發項目是動態創新過程,具有不確定性、模糊性和重復性。在項目研發過程中,各子系統之間、整個系統和子系統之間、子系統和外界環境之間都存在著復雜的信息的傳遞和交換,其傳遞和交換方式對研發進度和成本有非常大的影響。對總系統的整合者和控制者而言,界面協同控制問題是其面臨的主要管理問題。通過有效的界面協同控制,促使組織間研發活動同步,是保證實現研發目標的重要手段之一。
1 大型研發項目界面要素
大型研發項目構成多維界面網絡系統,系統內部的界面是各異構組織間進行信息溝通和傳遞、組織間關系交互作用的區域。研發項目界面可分為三種形式。
1.1 過程界面
又稱為流程界面,通常指研發項目從論證立項開始,到項目完成的整個研發周期各階段之間所具有的界面。郭斌等把研發過程中的界面分為r&d/r&d界面,研究、開發界面和設計、制造工程界面。過程界面與時間有較大關系。隨著項目的進展,技術和產品形態也逐漸由抽象轉為具體。不同的研發項目,其流程不盡相同,大型研發項目,往往采用階段—門體系開發方式,即在每一個階段結束,下一個階段開始之前,需要進行階段性回顧,以檢驗階段性的成果是否滿足預先設定的需要,下一階段的開發條件是否具備,以作出繼續或放棄的決策。這種方式將連續的開發活動人為地分解為離散的階段。
1.2 任務界面
任務界面是由于所要開發的產品結構或技術的特性差異所產生的界面。大型項目的任務要素組成不同的任務包,形成任務層級。在進行研發時,任務要素呈現串行、并行、獨立等關系。(見圖2)由于研發任務與客戶的需求有關,并建立在不斷創新發展的基礎上,任務自身具有許多技術創新點,因而,研發過程中受到外部環境和內部開發狀態的雙重影響,造成任務界面在初始階段的模糊性和不確定性。
1.3 組織界面
研發項目的載體是各種不同的組織。由于追求利益的不同,導致在合作過程中,在研發任務和資源分配、信息傳遞和共享、利益的共享等方面形成相互作用關系。對與研發項目規模不同,所構成的界面形式和作用關系不同。對于大型研發項目而言,既包括獨立的研發實體,也包括政府、中介等組織,它們在研發中所起的作用各不相同,構成了復雜的網絡組織系統,分別形成了相互作用界面。見圖3。
大型研發合作項目的組織界面具有固定性,即研發項目和參與者一經確立,即客觀存在,組織之間形成的相互依賴關系是穩定而不易變化的。而研發的過程和階段不同,信息、技術狀態等不斷發生變化導致了界面交互作用的變化。因此,研發項目本身界面也是多樣化的。研發交互活動既是子系統之間信息的一種傳遞與互動的過程,雙向反復的演進過程;也是系統之間相互作用、相互協調同步過程。不同組織在不斷接收和釋放信息,使得系統級管理者在技術形態演進的過程中不斷尋求一種同步的平衡狀態,找到組織之間界面作用的互相匹配模式。
2 研發項目系統的界面協同混沌模型
對復雜研發項目網絡系統的界面控制主要體現在:系統管理者通過分析影響研發子系統研發各項因素,尋找一種對系統各要素優化的方法,使各子系統通過協作提高研發的速度和效率。根據研發項目模糊性和不確定性的特點,作為非線性核心理論的混沌理論是解決大型研發項目系統界面協同控制問題的有效工具。混沌是在一個確定的系統中出現的“貌似隨機”的運動,是有序與無序的統一,確定性與隨機性的統一。混沌系統是一個非周期性的動力學過程,并且對初值呈敏感的依賴性,揭示了貌似隨機的現象背后可能隱藏的簡單規律,以求發現一大類復雜問題普遍遵循的共同規律性。
研發項目組織系統的各子系統具有相對獨立性和各自的特定功能及運行目標。對大型研發項目而言,研發活動所必需的條件,如資金、技術、人才、設施、政策、市場等分散在不同的子系統中,為不同的子系統所擁有。系統內各組織的差異性較大。因此,若將研發組織系統抽象成一個復雜網絡,各子系統抽象成復雜網絡的節點,那么各節點具有不同的結構,其動力學行為也有一定的差異,這樣組織間在傳遞信息時會出現時滯。這里我們選擇國內學者提出的節點結構互異的復雜網絡混沌同步方法,建立研發系統界面協同模型。
混沌理論中的混沌同步與控制是通過利用一個混沌系統的混沌信號來驅動和控制另外一個混沌信號,最終兩個系統狀態能夠趨于一致。假設研發項目系統具有m個子系統,每個子系統可抽象成一個節點。根據混沌理論,研發項目是一個混沌系統,每個子系統也可看成是具有不同內部結構的混沌子系統。因此,各節點的狀態方程是異結構的混沌系統,那么在不考慮其他子系統的作用時,子系統i的狀態方程可表示為:
3 界面協同混沌控制方法
界面協同混沌控制就是根據不同的需要,從研發活動混沌行為中選出所需的周期信號或非周期信號,并對其實現穩定的有效控制。大型研發項目中大量子系統集體的、自發的、自動的協同合作效應,是系統自身內部各要素矛盾運動的結果。研發系統混沌發生的內因是研發系統內部各子系統(或要素)之間及內部子系統(或要素)和外部要素之間的非線性相互作用機制,外因則是其周圍的環境條件。諸多學者提出了實現混沌控制的方法。對于大型研發項目,界面協同混沌控制方法有兩大類型。
第一類是通過恰當的控制手段及途徑,有效地抑制混沌行為,使李雅普諾夫指數下降進而消除混沌。研發系統混沌所帶來的巨大波動,將使研發結果與預先設定的目標嚴重背離,使整個研發系統陷入混亂狀態,對研發進度、質量和成本均造成不利影響,對此應有效地抑制或消除混沌。對信息重疊水平較高的研發活動,加強交互的頻次,即通過過程控制降低界面強度,提高界面密度。如果產生子系統研發偏差,迅速通過子系統間局部協調,加快或減緩研發速度,使系統恢復穩定。這種控制方式主要利用混沌系統的本質特征,如對于初始點的敏感依賴性,來穩定已經存在于系統中的不穩定軌道。其優點在于不需要使用除系統輸出或狀態以外的任何有關給定被控系統的信息,不改變被控系統的結構,具有良好的軌道跟蹤能力和穩定性。其缺點在于要求一個比較精確的數學模型和輸入目標函數或軌道。對于研發項目,則需要以往相似程度較高、管理過程數據齊全的研發項目資料,協調成本相對較高。
第二類是選擇某一具有期望行為的軌道作為控制標。一般情況下,在混沌吸引子系統中的無窮多不穩定的周期軌道常被作為首選目標,其目的就是將系統的混沌運動軌跡轉換到期望的周期軌道上,使混沌系統能夠在極短的時間在許多不同的行為方式之間進行轉換。在系統內部可利用一個混沌子系統來擾動其他子系統,以使它們產生協同現象。這種反饋控制主要利用一個小的外部擾動,如一個小驅動信號、噪聲信號、常量偏置或系統參數的弱調制來控制混沌。根據“混沌運動背后隱藏著確定秩序”的觀點,系統管理者可以通過誘導隨機性“漲落”即混沌的產生,為系統產生有序結構提供新的契機。對于研發項目,一個設計任務可能有若干種不同的研發方案,當其中一個方案執行過程中出現研發不確定性較高的情況時,通過外界環境的變量(如需求、投資、新技術的介入等)的控制,改變其研發活動方式,使其回到穩定狀態。該控制方式的設計和使用都十分簡單,協調成本較低,但無法確保控制過程的穩定性。
上述兩種方式都是通過混沌動力學系統的稍微改變,使系統達到穩定狀態,不同點是前者屬于混沌控制,后者屬于混沌反控制。研發系統控制策略所遵循的原則是控制規則的設計須最小限度地改變原系統,從而對原系統的影響最小。因此,在控制混沌的具體操作中,最大限度地利用混沌的特性,確定控制目標和選取基本控制方法顯得非常關鍵。由于研發系統混沌現象復雜多樣,各種混沌控制方法各有處理混沌問題的優點,但目前對大型研發項目沒有一種方法是全面的或是唯一有效的,應視具體情況綜合運用。
4 結 論
本文總結了大型研發項目所包含的界面類型,并針對研發項目各組織間的異構性、信息時滯所引發的不同步問題,引入混沌理論對研發項目組織界面進行協同控制,建立研發系統界面協同模型,分析了研發系統界面協同的條件和過程。從理論上并闡述了對界面進行協同控制的兩類混沌控制方法。運用混沌理論對研發項目界面管理進行協同控制,為研發項目界面管理創新提供了理論支持。參考文獻:
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篇4
關鍵字：余弦函數 倍周期分支 混沌
中圖分類號：O174 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0188-01
從任何初始值出發迭代時，一般有個暫態過程，但當迭代次數很大，即當n∞時，演化會導致一個確定的終態。終態可取無窮多種值，對初值極為敏感，成為不可預測，開始出現混沌現象。在此前終態都是周期的、可預測的，并與初值無關。
混沌（Chaos）是指發生在確定性系統中的貌似隨機的不規則運動。一個確定性理論描述的系統，其行為卻表現為不確定性、不可重復、不可預測，這就是混沌現象。混沌是非線性系統的固有特性，是非線性系統普遍存在的現象。混沌運動的動力學特性已經被證明在描述和量化大量的復雜現象中非常有用，但是，由于混沌系統所固有的系統輸出對狀態初值的敏感性以及混沌系統和混沌現象的復雜性和奇異性，使得混沌控制理論的研究更具有挑戰性。
這里我們主要考慮一類關于余弦函數迭代映射的模型
（1）
的倍周期分支問題，其中，均為參數。首先作變換，則可有：。（2）
1 倍周期分支
倍周期分支是指在某個特定的參數值的一側有穩定的不動點，但當參數經過這個特定的參數值變化到另一側時，穩定的不動點變成不穩定的，并同時產生了周期2軌道。在給出我們的倍周期分支結果之前，我們先給出關于倍周期分支存在的判別法：
引理：[1]設是充分光滑的函數，記，如果下列條件成立：（1）；（2）；
（3）；
（4）；那么在處發生倍周期分支。更為詳細的是，在附近存在一個不動的曲線，在一邊是穩定的不動點，而過了以后成為不穩定的不動點；并且存在一條光滑的曲線在點與直線相切，而是關于的函數的圖像。當時，新生成的周期2軌道是穩定的，反之則是不穩定的。
引理給出了函數關于參數在特定參數值處發生倍周期分支的充分條件。下面討論模型（1）也就是模型（2）關于參數發生倍周期分支的條件。
定理1：若模型（2）的固定參數滿足，參數是變化的，則在區間上，一定存在參數，模型的不動點在處存在倍周期分支，而且產生的周期2軌道是穩定的。
證明：定義函數，則有
.當時，由于，從而，所以在區間上是嚴格單調遞增函數。又對任意的，都有
所以存在唯一的，滿足。于是對于每一個，都有唯一一個零點與之對應，且關于是連續的。這是因為對于任何，一定有。如果不然，則存在，也就有
。
于是我們根據倍周期分支引理，我們可以知道模型（2）在參數經過時發生了倍周期分支，而且由可知所產生的周期2軌道是穩定的。
若固定參數，，，不變，模型（2）對參數也會發生倍周期分支。
定理2：若模型（2）的固定參數滿足，參數是變化的，則在區間上，一定存在參數，模型的不動點在處存在倍周期分支，而且產生的周期2軌道是穩定的。
證明：定義函數.
因為
所以存在，滿足。定義一個關于k的函數.由于從而有，所以至少存在一個，使得，得出于是我們根據鞍-結點分支引理，我們可以知道模型在參數經過時發生了倍周期分支，而且由可知所產生的周期2軌道是穩定的。
2 結論
根據倍周期分支的判別法，該文分別給出了一類余弦函數迭代映射后關于參數和關于參數發生倍周期分支的充分條件，深刻討論了一類簡單的余弦函數發生倍周期分支的這種復雜動力學行為。而倍周期分支是典型的一條通過混沌道路的途徑。這說明這類余弦函數經過迭代也必然會發生復雜的混沌動力學行為。混沌是非線性科學中十分活躍、應用前景極為廣闊的領域。混沌是比有序（此處指經典意義下的有序━━對稱、周期性）更為普遍的現象。它向我們揭示出一個形態和結構的嶄新世界。這個看似簡單但又充滿神秘，激勵人們不斷地去探究。
參考文獻
篇5
關鍵詞：粒子群算法 映射 映射 混沌
中圖分類號：TP301.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00
粒子群算法（ ， ）在進化后期存在收斂速度慢和早熟收斂的現象，因此仍存在較多缺陷。混沌是指在確定性系統中看似隨機的不規則的運動，是非線性動力系統特有的形式。在基本的粒子群算法中引入混沌的理念，能避免算法過早收斂于局部極值，加強算法全局搜索性能。近年來，很多學者利用混沌理論進行了算法的改進研究，如有學者利用 映射對傳統的粒子群優化算法進行改進[1]，也有學者根據 映射的全局遍歷性對算法進行優化[2]，但實際上這兩種改進各有優勢。基于此，本文結合兩種改進算法的思想，提出基于 和 雙重映射的混沌粒子群算法（ Tent chaotic Particle Swarm Optimization，LTPSO）。
1 映射和 映射優缺點分析
利用混沌的遍歷性和隨機性[3]對智能算法進行優化搜索已發展成為一種高效的全局優化技術，促使混沌廣泛應用于各個學科領域。
1.1 映射
映射表達式為：
其中， 。
通過系統仿真可以知道，在 時，系統動力學形態非常復雜，出現混沌狀態。
目前，研究基于 映射的混沌粒子群算法大多將算法分為兩大階段：第一階段稱為粗搜索階段，先采用基于 迭代映射遍歷整個解集空間，當達到所求問題的相應條件時，即把當前的最優解當作全局最優解；第二階段稱為細搜索階段，以第一階段的結果為中心進行混沌擾動，即精確細致搜索，直至滿足算法終止準則。雖然這種改進能在一定程度上提高算法的搜索精度，但是 映射混沌的序列主要集中分布在兩端，而中間區域較少，如果最優解落在中間部分，則算法便會在偏離最優解的空間循環迭代，導致無法得到全局最優解。
1.2 映射
映射也常稱帳篷映射，是分段線性的一維映射，其表達式為：
其中，當參數 ， 時，映像處于混沌狀態。
與 映射相比， 映射具有均勻的概率密度、功率譜密度和理想的相關特性，更快的迭代速度，更多的自相關和適用于大量的序列。
綜合以上分析，我們可以將粒子群算法的搜索過程分成兩個部分，一是粗略搜索階段，二是精細搜索階段。通過參考相關文獻的研究結論，如文獻[2]等， 序列全局遍歷性強但后期深度搜索能力較弱，而 序列則具有較好的混沌擾動能力，基于此，本文提出雙重映射的混沌粒子群算法（LTPSO），即在粗搜索階段采用 映射，而在細搜索階段采用 映射。
2基于雙重映射的混沌粒子群算法
2.1 PSO算法基本思想
設搜索空間為 維，粒子種群規模為 。第 個粒子位置表示為向量 ；第 個粒子的歷史最優位置為 ，即 ；種群的群體極值為 ，即 ；第 個粒子的速度表示為 。每個粒子的位置按如下公式進行變化[8]：
其中， ， 。 和 為學習因子， 和 為兩個在（0，1）范圍內變化的相互獨立的隨機函數， 為慣性權重。粒子群初始位置和速度隨機產生，然后按式（3）和式（4）進行迭代，直至找到滿意的解。
2.2 LTPSO算法原理
本文在參考文獻[2]的基礎上，提出基于雙重映射的混沌粒子群算法，算法主要步驟為：
步驟1粒子群初始化。利用 映射（取 ）生成 個混沌序列 ，其中， ， 。將混沌序列 通過式（3）載波變換為優化變量：
式（5）中， 、 分別表示優化變量 的最大值與最小值，D為變量維數， 為種群規模。將映射得到的優化變量 作為粒子的初始化值。
步驟2計算粒子的適應度。將粒子的目前位置記為 ，群體中適應度最優的粒子位置記為 。
步驟3粒子粗略搜索。粒子速度更新公式變為式（6）：
其中， 為另一組 混沌變量。根據式（6）和式（4）更新粒子的速度和位置，重新計算新粒子的適應度，并判斷是否更新粒子的個體極值以及群體的全局極值。
步驟 4判斷是否滿足迭代終止條件（即最大迭代次數）。如果滿足，算法終止并輸出結果；否則，執行步驟 5。
步驟 5粒子的早熟收斂判決。當算法迭代到一定代數時，粒子會陷入局部收斂狀態，即“早熟”。定義如下的早熟收斂公式：
式（7）中， 、 分別為當前時刻群體極值和個體極值。預設早熟收斂閾值 ，當 時，則群體過于聚集，表現為早熟收斂狀態。如果滿足條件，則轉步驟6；否則，轉步驟 3。
步驟6粒子深度搜索。對早熟的粒子進行混沌擾動，根據 映射（取 ）生成序列 ， ， 。由式（8）和式（9）進行混沌擾動：
式（8）中， 為調節參數， （ ）為當前最優解向量；式（9）中， 即為進行擾動后的混沌向量。
步驟7 轉入步驟 2繼續進行迭代計算。
3仿真實驗
3.1 算法優化性能比較
本文選用國際通用的四個標準測試函數對 算法進行仿真實驗：
函數： ，在 處取得全局最小值0；
函數： ，在 處取得全局最小值0；
將本文提出的 算法與基本粒子群算法（ ）、基于 映射的混沌粒子群算法（LPSO）[1]、基于 映射的混沌粒子群算法（TPSO）[3]進行比較。以上四種算法的基本參數設置為：迭代次數 ，種群規模 ，學習因子 ，慣性權重 ，變量取值范圍 ，變量維數D=4，粒子速度范圍 。另外，在 算法中，令 ，早熟收斂閾值 。為消除隨機搜索的誤差，將每個算法獨立運行50次，找出最優解和最差解，并求50次解的平均值，結果如表1所示
表1 標準測試函數的仿真結果
函數 算法名稱 平均解 最優解 最差解 標準差
Griewank BPSO
LPSO
TPSO
LTPSO 0.0193
2.478e-03
8.247e-03
1.673e-06 3.134e-02
5.279e-05
3.741e-04
1.102e-08 0.4792
1.224e-02
6.911e-02
2.43e-06 5.2434
2.6641
1.6710
0.5914
Rastrigrin BPSO
LPSO
TPSO
LTPSO 1.3671
1.255e-02
2.778e-03
7.5278e-06 0.4723
2.943e-03
1.279e-04
1.125e-07 5.5876
0.8116
3.274e-03
2.624e-06 2.0793
2.2131
0.8771
0.7067
3.2 仿真結果分析
由表1可以得出，本文提出的 算法具有較好的表現，具體分析如下：
（1）算法的尋優能力分析。從仿真結果可以明顯看出， 、 和 的尋優性均比 有較大提升。 算法兼具 和 算法的優點： 算法在早期有較好的搜索廣度，但在后期仍出現早熟現象； 算法能在后期跳出局部極值，但由于搜索廣度較差導致尋優結果受限； 有效增強了算法的廣度搜索能力，同時又保持了深度搜索能力，較好的提高了算法的尋優能力。
（2）算法的穩定性分析。穩定性是算法的一個重要評價指標。表 1提供的數據可以較為全面的分析四種算法的穩定性。在平均解方面， 均比 和 提高了3個數量級以上；從標準差分析， 算法的標準差均小于1，即50次運行結果差別較小。無論從尋優結果的準確性，還是從尋優過程的穩定性進行比較，本文提出的 算法均比其他3種算法具有較大的優勢。
4 結語
本文在研究粒子群算法系統穩定性的基礎上，結合 和 映射存在的各自優點，提出了一種基于 和 雙重映射的混沌粒子群優化算法。先通過 映射產生初值并進行載波變換，再利用 映射進行混沌擾動，使得粒子能夠在快速局部尋優的基礎上對整個空間進行搜索。典型測試函數的仿真結果表明算法收斂速度快、精確度高，且全局尋優能力強，證明了基于雙重映射的混沌粒子群優化算法的可行性。
參考文獻
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篇6
關鍵詞：混沌理論；密碼學；混沌加密
中圖分類號：TP309.7 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 05-0000-02
Chaos Theory Application in Cryptography
Liu Hehe
(Guangzhou Institute of Technology,Guangzhou510925,China)
Abstract:In the information and digital technology today,with the popularization and application of the Internet,data transmission security problems get more and more people's attention.The chaotic system to initial conditions and parameters are very sensitive to chaotic as well as the generated chaotic sequence has the characteristics of aperiodic and pseudo-random,chaotic systems in recent years in the field of cryptography has been more research.
Keywords:Chaos theory;Cryptography;Chaotic encryption
隨著網絡的普及應用，多媒體數據應用變得越來越廣泛，Internet每天為用戶提供大量的信息服務。由于Internet的基礎協議不是完全安全的協議。未經特別加密的信息在網絡上傳送時，會直接暴露在整個網絡上。為了防止攻擊者途中對傳輸的信息的竊取破壞，在數據的傳遞過程中就必然要對數據進行安全的加密防護措施。
一、密碼學概述
現代密碼學已成為一門多學科交叉滲透的邊緣學科，綜合了數學、物理、電子、通信和計算機等眾多學科的長期知識積累和最新研究成果，是保障信息安全的核心。現代密碼技術的應用范圍也不再僅僅局限于保護政治和軍事信息的安全，已經滲透到人們生產生活的各個領域。
加密最基本的概念：原始消息稱為明文，而加密后的消息稱為密文。人類語言的任何通信可以分為明文，這種消息是不進行任何編碼的。明文消息進行某種編碼后成為密文。
二、混沌的基本原理
混沌理論（Chaos theory）是一種兼具質性思考與量化分析的方法，用以探討動態系統中（如：人口移動、化學反應、氣象變化、社會行為等）無法用單一的數據關系，而必須用整體、連續的數據關系才能加以解釋及預測之行為。混沌是一種復雜的非線性、非平衡的動力學過程，是系統從有序突然變為無序狀態的一種演化理論，是對確定性系統中出現的內在“隨機過程”形成的途徑、機制的研討。其特點為：（1）混沌系統的行為是許多有序行為的集合，而每個有序分量在正常條件下，都不起主導作用；（2）混沌看起來似為隨機，但都是確定的；（3）混沌系統對初始條件極為敏感，對于兩個相同的混沌系統，若使其處于稍異的初態就會迅速變成完全不同的狀態。
1963年，美國氣象學家洛倫茲（Lorenz）提出混沌理論，認為氣候從本質上是不可預測的，發現簡單的熱對流現象居然能引起令人無法想象的氣象變化，產生所謂的“蝴蝶效應”，亦即某地下大雪，經追根究底卻發現是受到幾個月前遠在異地的蝴蝶拍打翅膀產生氣流所造成的。此后混沌在各個領域都得到了不同程度的運用。20世紀80年代開始，短短的二十幾年里，混沌動力學得到了廣泛的應用和發展。
（一）混沌理論的定義。迄今為止，關于混沌還沒有一個獲得科學界公認的、完整的、精確的定義，最常用的如李-約克混沌定義[1]：
設（X，f）是緊致系統，d是X的一個拓撲度量。設X0X非空，如果存在不可數集合S X0，滿足：
1.limn∞supd（fn（x），fn（y）） >0，x，y∈S，x≠y；
2.limn∞infd（fn（x），fn（y）） >0， x，y∈S，x≠y。
稱f在X0上是在李-約克意義下混沌的。這里的S亦稱作“f的混沌集”，S中不同的兩點稱作“f的混沌點偶”。
除了李-約克意義下混沌之外，還有多種混沌的定義。其中，最常見的是Devaney的混沌定義和Melnikov的混沌定義。
“敏感初條件”就是對混沌軌道的這種不穩定性的描述；拓撲傳遞性意味著任一點的鄰域在f的作用之下將“遍歷”整個度量空間V，這說明f不可能細分或不能分解為兩個在f下不相互影響的子系統；周期點集的稠密性，表明系統具有很強的確定性和規律性，絕非一片混亂，而是形似紊亂，實則有序，這也正是混沌能夠和其他應用學科相結合走向實際應用的前提。
（二）混沌系統示例。此處以經典Logistic映射xn+1=1-ux2n為例，給出有關混沌吸引子刻劃的一些數值計算結果圖（圖1-圖4）。
圖1-圖四
混沌加密大致分兩個大的研究方向：
1.以混沌同步技術為核心的混沌保密通信系統，主要基于模擬牛頓電路系統。
2.利用混沌系統構造的流密碼和分組密碼，主要基于計算機有限精度下實現的數字化混沌系統。
混沌密碼是一種新型的、并不成熟的但又具有強大吸引力的密碼體制，它能夠在一個新的高度為敏感數據提供安全保護，特別讓人們感興趣的是：在理論上講，混沌密碼所提供的安全強度是與計算能力無關的，也就是說，混沌密碼的安全性并不受到計算機能力提高的威脅。這就較如今的DES，RSA等密碼體制有著天生的優越性，具有更為廣闊的前景和研究價值。
三、混沌在加密算法中的應用
混沌和密碼學之間具有天然聯系和結構上的某種相似性，利用混沌系統，可以產生數量眾多、非相關、類似噪聲、可以再生的混沌序列，這種序列難于重構和預測，從而使密碼分析者難以破譯。所以，只要加以正確的利用，就完全可以將混沌理論用于序列密碼的設計中。混沌的軌道混合特性對應于傳統加密系統的擴散特性，混沌信號的類隨機特性和對系統參數的敏感性對應于傳統加密系統的混亂特性。可見，混沌具有的優異混合特性保證了混沌加密器的擴散和混亂作用可以和傳統加密算法一樣好。另外，很多混沌系統本身就與密碼學中常用的Feistel網絡結構是非常相似的，例如標準映射、Henon映射等。所以，只要算法設計正確合理，就完全可能將混沌理論用于分組密碼中。
但是混沌畢竟不等于密碼學，它們之間最重要的區別在于：密碼學系統工作在有限離散集上，而混沌作在無限的連續實數集上。此外，傳統密碼學已經建立了一套分析系統安全性和性能的理論，密鑰空間的設計方法和實現技術比較成熟，從而能保證系統的安全性；而目前混沌加密系統還缺少這樣一個評估算法安全性和性能的標準。表1給出了混沌理論與傳統密碼算法的相似點與不同之處。
表1 混沌理論與密碼學的相似與不同之處
通過類比研究混沌理論與密碼學，可以彼此借鑒各自的研究成果，促進共同的發展。關于如何選取滿足密碼學特性要求的混沌映射是一個關鍵問題。L.Kocarev等在文獻中給出了這方面的一些指導性建議。選取的混沌映射應至少具有如下3個特性：混合特性、魯棒性和具有大的參數集。需要指出，具有以上屬性的混沌系統不一定安全，但不具備上述屬性而得到的混沌加密系統必然是脆弱的。
四、混沌理論在加密中的具體實現
（一）混沌序列密碼的加密原理。眾所周之，加密的一般過程是將明文的信息序列變換成可逆的類隨機序列。解密過程是對數學變換逆變換的猜測處理過程，將得到的類隨機序列還原為明文。而混沌加密主要是利用由混沌系統迭代產生的序列，作為加密變換的一個因子序列，混沌加密的理論依據是混沌的自相似性，使得局部選取的混沌密鑰集，在分布形態上都與整體相似。混沌系統對初始狀態高度的敏感性，復雜的動力學行為，分布上不符合概率統計學原理，是一種擬隨機的序列，其結構復雜，可以提供具有良好的隨機性、相關性和復雜性的擬隨機序列，使混沌系統難以重構、分析和預測。
（二）混沌加密方案設計。假設{Pn}是明文信息序列，{Kn}是密鑰信息序列，由Logistic混沌方程迭代產生序列后，進行二值化處理后所得整數混沌序列，{Cn}是密文信息序列。
加密算法設計為：{Cn}={Pn}{Kn}；
解密算法設計為：{Pn}={Cn}{Kn}；
基于Logistic混沌映射的加密原理圖如圖5所示，解密過程是加密的逆過程。初始值X0和u是Logistic方程的參數，同時是加密系統的密鑰參數K={X0，u}。
圖5 Logistic混沌映射的加密、解密原理圖
因為混沌系統對初始條件的敏感依賴性，對于僅有微小差別的初值，混沌系統在迭代了一定次數后便會產生截然不同的混沌序列。
為了使相近初始值的混沌序列互相間更加不相關，在進行實驗仿真的時候可對混沌序列經過1000次以上迭代后取值，可以有效地放大誤差使得對初始條件的攻擊無效，使加密效果更好，安全性更高。由于加密的是數字量，所以必須使用一種方法將這個由實數構成的序列{Xn}映射成由整數構成的偽隨機序列，來充當加密密鑰。這種映射中最簡單的一種莫過于選取Xn小數點后的幾位有效數字構成整數。
五、結束語
在當今的信息時代，信息安全至關重要。保密通信技術，特別是密碼技術，關系到國家利益及在未來信息戰中一個國家的競爭力，必將在人們的生活，尤其是軍事及國家安全和通信對抗中扮演重要的角色，同時將對今后我國社會和國民經濟的發展起到促進作用。本文從密碼學的角度出發，介紹了密碼學的基本概念，混沌加密的原理以及混沌加密在應用中如何實現。混沌被稱為20世紀物理學三大革命之一，它所具有的性質使其具有廣泛的應用前景。迄今為止對混沌密碼學的研究取得了豐碩的成果，這使我們有理由相信它在本世紀將有廣闊、深入的發展和應用。但是，混沌加密是一個復雜而又及其實用的數據安全傳輸技術，有待以后的進一步研究及實踐證實。
參考文獻：
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篇7
【關鍵詞】公共建筑；空間界面；一體化；作用
隨著建筑與城市的互動增多，城市和建筑一體化設計的思潮和實踐逐漸開始涌現。整體設計是一體化設計的本質，其目標在于建立一種城市與建筑的綜合體系強調城市與建筑的功能和空間設計過程的不可分離。從職能上看，城市職能和建筑職能能夠互相接納和緊密聯系；從空間形態上看，城市公共空間與建筑內部立體空間形成交叉疊合和有機串聯。因此，作為空間形態和功能的物質載體，建筑與城市空間界面也相應的呈現出了一體化的趨勢。公共建筑往往與人們的城市生活息息相關，是城市中的重要建筑類型，代表著一個城市的主要形象。公共建筑無論是在其設計理念還是在其建造投資力度等方面都優于其他建筑類型，致使一些新的設計理念大量在公共建筑中使用和表達。本文主要針對公共建筑空間界面的一體化設計進行討論。
一、公共建筑空間界面的一體化設計的概念解析和特性
隨著公共建筑與城市的關系日趨緊密和復雜，建筑空間與城市空間在形態和職能上的交集越來越多。因此，在城市空間領域也滲透了空間界面一體化的設計理念。在奧斯卡?紐曼的人類行為活動與城市形體環境關系的研究中，曾提出了一個由私密性空間、半私密性空間、半公共空間及公共空間構成的空間體系。他認為人的各種行為活動要有相應的領域。在建筑空間中，建筑公共空間指的是供人們公共活動的空間，一方面，它是建筑內部各個空間之間、建筑空間與城市空間之間的過渡與聯系，另一方面，是從屬于建筑并有別于私人空間以及城市空間的公共活動的空間。
（一）公共建筑空間界面的城市性
隨著城市化的進程加快，建筑形態日新月異，人類城市生活越來越頻繁，城市的空間形態與功能也日趨復雜而豐富，城市空間與建筑空間逐漸成為一個有機統一體，而不再是界限分明的兩個獨立部分。
1、公共建筑在其空間功能上具有城市性。隨著建筑空間與城市空間之間關系的日益密切，公共建筑空間一方面在承擔建筑本身的職能的同時，另一方面也承擔了更多城市空間的職能。在空間領域和空間職能上，建筑的公共空間與城市的公共空間存在交叉和重疊的現象
2、公共建筑在空間形態上具有城市性。一方面，在外部空間上，公共建筑與城市空間的一些構成要素相連， 是城市使用者的共同容器，共同形成城市的空間骨骼和性格特點。另一方面， 在外部空間上，公共建筑具有城市空間的尺度感，是城市空間延續建筑空間的體現。
（二）公共建筑空間界面的場所性
廣闊性和中心性是場所的兩個重要特點，每個場所都有各自的中心，并且從內部可感受到寬廣的空間。人類的社會性涉及很多方面，作為社會性的一種重要形式，交往必然會產生各種形式的公共活動，而活動的開展離不開活動空間。公共建筑空間能夠為活動事件提供發生地。人性化的公共空間必須實現活動主體、活動事件以及活動場所三者的有機結合。公共建筑的公共空間不僅促使主體創造活動，而且活動本身強化了空間的場所性。公共建筑空間界面良好的場所性往往能夠促使空間發生多種活動事件。
（三）公共建筑空間界面的開放性
和城市公共空間一樣，公共建筑空間具有開放的特性，不僅在空間形式上而且在使用行為上具有開放性，便于人們到達和參與。作為一個重要場所，公共建筑空間能夠便于市民開展學習工作、娛樂、休閑和交往等多方面的活動。因此，公共空間能否發揮效能的前提是市民參與度。
通過設計形式、材料、亮度和色彩，公共建筑空間在，在某方面對人心里會形成一種暗示，借此人們便可以推測出此空間進入的可行性。可進入性的強弱會對該公共空間開放性的強弱產生影響。
（四）公共建筑空間界面的邊界模糊性
在公共建筑空間界面中，建筑空間引入城市步行街道，中庭作為交通的轉換空間，屋面成為了市民活動的場所。建筑與城市空間分界逐漸模糊，發生交叉、重疊以及滲透的情況。隨著大型綜合體建筑的出現，城市空間與建筑空間在功能和形態上發生交集，原有的城市、建筑二元結構也己經發生了明顯變化，建筑的立面不再是城市空間和建筑空間的界限，城市與建筑呈一體化的趨勢發展。
二、公共建筑空間界面一體化設計的影響與作用
（一）美學影響與價值
在建筑學的發展史上，科學技術往往起著決定性影響的推動作用。工業革命推動了現代主義建筑審美觀的發展，追求功能至上，空間高效的利用使得建筑空間形態多以理性的直線主要構成元素。隨著現代計算機技術的快速發展，生產力取得了明顯的發展，人們的思維習慣也隨之發生了變化。計算機強大的運算和模擬功能一方面是 “混沌理論”發展的實施平臺，另一方面也是建構一些復雜的非線性建筑形體的技術保證。隨著審美的巨變，當中的重要幾個支流是致使建筑界面一體化造型變化主要影響因素，是界面一體化造型的重要理念支撐。
（二）混沌學
界面一體化的設計變傳統上追求和諧、秩序、穩定以及純粹的美學觀為尋求模糊的美、多樣性的美以及復雜性的美的混沌學美學觀，是一種動態的美。開放性、模糊性以及流動性是建筑混沌的具體體現。不確定的變化和跳躍的思維往往能夠激發人的想象力，建筑空間界面一體化中隨機的、靈活自由的混沌思維可以使建筑變化豐富，讓人產生一種時空的錯位感。
建筑通過變換三維中多向度，使用者在空間中往往從一個點可以感知多個空間的形態特征，空間與空間之間沒有嚴格意義上的分界。最初對不模糊化的空間邊界的好奇心理漸漸地變成一種對動態的、變換多樣的建筑形態的欣賞和追求。
（三）生態美學
建筑學無論是仿生的，還是原生態的自然意象，都從新的層面上探索建筑作為人工物與自然的微妙關系。在整體上，建構更具物化、更真實；在其細節的處理上，則略顯含蓄的意象，呈現出一種與自然滲透融合的狀態，有機生命的精神被賦予、生命的活力與美感在建筑中得以體現。作為自然的一部分，人類的情感動力與藝術靈感必然受到自然界萬物的啟發與影響。從古典建筑到現代建筑的純粹幾何形象，人們一再摒棄本有的復雜性與非線性，建筑與自然的聯系越來越疏遠。隨著生態與可持續發展思想的深入人心以及對宇宙自然的進一步認識，越來越多的人開始重新將視野放回到所處的地球環境中去。在現代建筑創作中，實現自然意象與建筑的融入，較深層次地探索和表現建筑與自然的關系，使建筑呈現出一種自然與生命的生態美學。
結束語
公共建筑空間中的界面一體化是在當今科學技術發展和社會意識形態進步的背景下產生并發展起來的。在一定程度上，公共建筑空間界面的一體化設計滿足了時展和人們日益增長的物質文化的需要，滿足了的需求，對時代的進步和發展具有重要的現實意義。
參考文獻：
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篇8
作為一名美術專業畢業的平面設計師，對此我深有感觸，并在學習和工作中逐漸形成了自己的觀點：我認為繪畫藝術和平面設計是彼此相關的兩門學科。分明而不分界，兩者既有緊密的聯系又有很大的差異。
一、兩者的聯系
從歷史的角度講。平面設計是從繪畫藝術中派生出來的，平面設計與繪畫藝術可謂關系十分密切。當今照相機、電腦在平面設計中的普遍運用減少了平面設計中的繪畫因素，但繪畫藝術在平面設計中的作用和意義絕對沒有失去。隨著社會分工逐漸細致和學科專業性的劃分，兩者從表面看有了學科的分明性，但從本質意義來說沒有分界，只是它們之間功用不同，所采用的媒介不同而已，但它們所共同承載的文化精神、審美內涵是相同的。
(一)繪畫藝術是平面設計的基礎
自從平面設計學科建立以來，繪畫藝術就作為其基礎而設置。這是非常重要的。一個優秀的平面設計師必須具備繪畫基礎，從點、線、面的認識開始，學習掌握平面構成、色彩構成、立體構成、透視學等基礎知識。1998澳大利亞工業設計顧問委員會調查結果，設計專業畢業生應具備的10項技能第一位就是：“應有優秀的草圖和徒手作畫的能力。作為設計著應具備快而不拘謹的視覺圖形表達能力。繪畫藝術是設計的源泉，設計草圖是思想的紙面形式，我們有理由相信。繪畫是平面設計的基礎!”
平面設計離開了繪畫藝術就會失去生命力，繪畫對于平面設計而言存在著對造型語言和形式語言的原發性意義。更重要的是張揚藝術個性，表達人文情懷，提高審美能力。忽視繪畫藝術對平面設計的內在意義，平面設計最終只能走向概念僵化，成為沒有生命力的拼圖排字游戲。可以說。繪畫藝術是一切藝術活動的始端。也是開啟藝術活動的使者，對平面設計更是如此，它可以激發平面設計視覺藝術的更多可能性。
(二)繪畫藝術可以促進平面設計的發展
繪畫藝術作為平面設計基礎的同時，還可以為平面設計研發形式語言。平面設計生命力的延續既要有文化底蘊。還要有賴于視覺形式語言的不斷變革與發展。從歷史的演變發展中我們不難看出，平面設計不斷通過視覺語言形式的變革而獲得新的生命力。
綜觀歷史就可以得知。平面設計的發展史就是繪畫與設計的發展史。平面設計一開始就有畫家的參與，在發展過程中視覺形式語言的變革都是因繪畫形式語言的新變化而出現的。19世紀，平面設計在歐美各國的社會生活中起著重要的作用。其設計形式語言在畫家的參與中有了新的轉變，德加、波奈爾、杜米埃等著名的畫家都對歐洲早期的平面設計視覺語言的發展起著重要的作用。如印象派畫家馬奈和勞特累克設計的海報均以他們的繪畫語言形式注入其中，具有平面裝飾色彩的表現風格，設計出既有人情味又符合平面視覺傳達的形式語言。
二、兩者的區別
繪畫藝術和平面設計也存在著巨大的差異，二者之間的關系屬于兩個不同性質行業之間的關系――是實用性與觀賞性的關系；是多層次、多社會性的理性思考與情感宣泄，是表現個性才氣的關系：是體現工業化的生產技術水平與個體藝術者之手工技巧的關系……
(一)繪畫注重個性化，設計具有商品依附性
繪畫的意義在于創新，而創新只有通過個性化才能夠得以實現。重復的繪畫沒有生命力。如果我們回顧一下繪畫的發展歷史就會發現：無論在中國還是在西方，每一位杰出的大師都曾經創造過極端個性化的作品。每一位巨匠都具有自己獨特意義上的典型符號。畫家尤其是現代派畫家。他們在創作時完全可以不考慮其作品的社會性。不必去考慮觀眾能否接受。而只要考慮自己的藝術如何創新，如何具有個性就可以。在某種意義上，任何畫家其作品的生命力都在于極端個性化。通過作者對美的形式法則的特殊理解以達到創造新的形式美。
而設計與繪畫最大的區別在于其對商品的依附性上。設計作為商品在為市場服務時必須具備“包裝”價值與“使用”價值。要想贏得客戶的信任與滿意、最終實現設計的價值，就必須通過市場競爭的考驗，設計的成功與否在于它能否通過美化產品而最終實現促銷的目的。現實中幾乎每一位設計師在為客戶提供設計服務時。都會盡量去迎合和滿足客戶的需要。一方面。設計師必須站在客戶的角度去揣摩他們的心理。以使自己的設計方案得以通過；另一方面，客戶可能對市場的把握、了解遠勝過設計師，設計師不得不服從客戶對他提出的要求。在設計的過程中，設計師絞盡腦汁去思考、去解釋自己的作品，也許自己認為很滿意了，但最終的評判還是客戶對其設計能否通過。
設計對商品的依附性還體現在“市場”是設計的指揮棒，市場的強勁與疲軟將直接影響設計行業的起伏。如1991年海灣戰爭爆發之初，歐洲主要工業化國家生產過剩、消費匱乏。市場處于嚴重的經濟蕭條狀態，生產停滯不前。荷蘭的頓巴設計公司上門為一些廠家服務時得到的回答是： “我們暫時不需要設計，現有的設計就足夠了。”還有另一種情況是，當市場上某種產品在賣方市場狀態，產品供不應求時，廠家對“設計”也會不屑一顧。可以這么說，在商品經濟不發達的社會狀況下上談論設計水平的提高根本不現實。
(二)繪畫追求“混沌美”，設計追求“秩序美”
“混沌美”一詞是“指宇宙形成以前模糊一團的景象”，“混沌”本身就體現著一種不確定的、耐人尋味的特征。中國古典繪畫所表現的“空靈”、“氣韻”，用有限的筆墨表現無限的意境等美學思想，都在于這種“混沌”之美。繪畫對“混沌美”的追求還體現在對材料肌理的選擇上。何種題材、何種效果、需要何種肌理，是繪畫追求混沌美的表現之一。尤其是現代繪畫，在一幅作品中選擇綜合材料已到了隨心所欲的境地，多種材料的運用旨在加強畫面的“混沌美”的效果，通過撲朔迷離不確定的材質肌理的運用。以達到變化多端的目的。
而秩序美是平面設計的核心體現。現代設計對實體的進一步把握是形式法則，形式是實體的具體化、豐富化、精確化。在現代設計史上對20世紀影響最大的代表人物是勒?科布歇。他運用建筑學的基本理論，根據人體比例進行黃金分割。被稱為模數設計體系。在勒?科布歇發明模數之后，歐洲各國的設計師紛紛運用這一設計原理并將之進一步推進，最終形成了網格設計的理論體系。網格設計體系把幾例分析法和數在平面設計中的運用提升到了空前的高度，其特征是重視比例感、秩序感、連續感、清晰感。總之。它是以理性數理為基礎的形式在平面設計中的運用。完全不同于繪畫追求的“混沌美”。
(三)版式編排是平面設計特有的獨立性
繪畫是以圖的形態傳達著信息。一幅好的繪畫作品可以濃縮巨大的信息內容，是文字高度濃縮的載體，在某些場合它可以代替或補充文字的不足。雖然如此。由于繪畫與文字傳播的功能存在著較大的差異，繪畫作為單獨的藝術形式。其畫面不存在文字的說明。既然繪畫藝術可以無文字表述出現，因此，它也就不存在版式編排問題。
而設計無論是作為獨立的藝術形式，還是特地為某種產品服務，都必須有文字的說明。只有通過文字形態的存在。其自身價值才能夠得以充分體現。現代平面設計作為版面設計有兩種意義上的版式編排：一種是圖形與文字的結合，另一種是純粹文字間的自由組合。這兩種形式均可稱為版式設計。但無論哪一種形式的版式設計，都離不開文字的存在。一方面版式編排需文字組成，另一方面文字本身形態的差異也豐富了版式編排的多樣性。
篇9
設計的過程就猶如繪畫創作一樣，內在含有設計者的情感意識，外在具有物化的視覺藝術形態，即存在著表達內容與表現形式的關系問題。另外，設計的功能不僅在于表達情感，更為重要的是傳達有效地含有商業意味的信息。而繪畫的過程嚴格地說也是一種圖形設計的過程，但是繪畫的形式是一種純藝術性的、純精神性上的語言形式，而設計更親近于我們的物質生活。
兩者的創作目的更是有著天壤之別，繪畫作為一種純精神層面上的創作，更注重個人思想的表達和情感的宣泄。繪畫的意義在于創新，而創新只有通過“個性化”才能夠得以實現，重復的繪畫沒有生命力。回顧繪畫發展史就會發現，無論中國還是西方，每一位杰出的大師都曾經創造過極端個性化的作品，每一位巨匠都具有自己的典型特征。畫家、設計師們，尤其是現代派大家，他們在創作時可以完全不用考慮其作品的社會性。從某種意義上說，作品的生命力，正表現在個性化上，通過作者對美的形式法則的特殊理解而存在著。任何一個偉大的畫家、設計師，都會有自己獨特的審美個性，創作者必須把自己個人的主觀意志潛能釋放出來，最大限度地表現自我。即使是西方中世紀的宗教繪畫的創作，雖然當時繪畫作品多為宗教服務，但是那也是為了表達統治者或人民大眾的信仰而創作。近現代的繪畫藝術更注重個性的宣揚和個人情感的表達。所以說繪畫更注重創作者自我的表現。
在設計中雖然強調創新性，但設計者更注重實用性。因為設計是與生活有著密切關聯的一種視覺語言，特別是工業革命帶來機器大生產以后，依附性是現代設計在商品經濟中的本質反映。設計作為商品在為市場服務時必須具備“包裝”價值與“使用”價值。要想贏得客戶的信任與滿意、最終實現設計的價值，就必須通過市場競爭的考驗。設計的成功與否在于它能否通過美化產品而最終實現促銷的目的。現實中幾乎每一位設計師在為客戶提供設計服務時，都會盡量去迎合和滿足客戶的需要。一方面，設計師必須站在客戶的角度去體驗消費者的心理，以使自己的設計作品得以通過；另一方面，客戶可能對市場的把握、了解遠勝過設計師，設計師不得不服從客戶提出的要求。
在設計的過程中，設計師絞盡腦汁去思考、去解釋自己的作品，也許自己認為很滿意了，但最終的評判者還是客戶。設計對商品的依附性還體現在“市場”是設計的指揮棒，市場的強勁與疲軟將直接影響設計行業的起伏。產品的大批量生產，產品要投入到市場的競爭中，對于產品的外觀和圖形的要求是至關重要的。美觀的產品競爭力勢必要比粗陋的產品有市場。所以客戶和商家對作品的要求是十分苛刻的。設計者就必須要附和大眾（消費者）的審美觀點去進行設計。這勢必在設計的創作中要考慮加入消費者的觀點來設計，這樣就阻礙了設計者個人情感的表達。所以說設計與繪畫最大的區別在于其對商品的依附性存在上。對美的追求是繪畫藝術的本質體現，繪畫與設計在文化產業發展中的運用，不僅僅體現在“個性化”與“依附性”方面，還體現在對形式美規律追求的差異性上。“混沌”一詞是“指宇宙形成以前模糊一團的景象”。中國人喜歡含蓄，認為“含蓄”就是美。“混沌”本身就體現著一種不確定的、耐人尋味的特征，這和中國的古老哲學及宗教有關。中國古典繪畫所表現的“空靈”“氣韻”，以及“墨分五色”，用有限的筆墨表現無限的意境等美學思想，都在于這種“混沌”之美。這些手法在設計中也偶爾能見到，但一般來說僅是借用繪畫的表現手法，以增強設計的藝術性而已；但它們不是設計的最終目的，我們從杉浦康平等大師的作品中就可以體會出這一點。具體來說，杉浦康平為敦煌設計的系列叢書，從表面上他是在追求中國畫“空靈”“氣韻”之境界，而更深刻的內涵是他把敦煌中的圖形元素運用現代設計的基本構造原理加以組合了。這種“空靈”美的境界只是作為設計的一種手段而不是目的，希望最終能真正反映出這套系列叢書的內涵，這充分表現在大師的獨具匠心和對繪畫與設計關系的把握上。
繪畫對“混沌美”的追求還體現在對材料肌理的選擇上。何種題材、何種效果需要何種肌理，是繪畫追求混沌美的表現之一。尤其是現代繪畫，在一幅作品中選擇綜合材料已到了隨心所欲的境地，多種材料的運用旨在加強畫面的“混沌美”的效果，通過撲朔迷離不確定的材質肌理的運用，以達到變化多端的目的。所以在形式美的追求上兩者也有著本質的區別。
綜上所述，繪畫與圖形設計有著巨大的差異，二者之間的關系屬于兩個不同性質行業之間的關系——是實用性與觀賞性的功能區別；是多層次、多社會性的理性思考與情感宣泄的差異；是表現個性才氣的與服從社會需求的關系；是體現工業化的生產技術水平與個體藝術者之手工技巧的關系。雖然在此強調了二者之間的差異性，但并不否認二者之間的聯系性。如早期繪畫與設計的起源、藝術規律的相似性、圖形設計必須具有繪畫審美意識的基本特征，等等。
作為一名藝術工作者，我們只有正確地把握繪畫與圖形設計的異同，掌握其中的奧秘，理解二者的共性與個性，才算對兩者之間有了客觀、深刻的科學認識，才能很好地促進藝術文化事業的發展。
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篇10
【關鍵詞】玻色-愛因斯坦凝聚；G-P方程；非線性動力學分析
1.引言
玻色—愛因斯坦凝聚是科學巨匠愛因斯坦在1925年預言的一種新物態。這里的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同，它表示原來不同狀態的原子突然“凝聚”到同一狀態（通常為基態）。在預言提出70年后，終于在美國的JILA小組和MIT小組分別用堿金屬原子87Rb和23Na通過激光冷卻、靜磁阱與蒸發冷卻等技術實現了。后來相繼實現了氫原子的玻色—愛因斯坦凝聚、費米原子組成的分子和費米原子對的玻色—愛因斯坦凝聚。這種新的物態特性的研究在近幾年有廣泛和迅猛的發展，當前在玻色—愛因斯坦凝聚領域里關于強作用費米子體系、以及費米子與玻色子混合系統的費什巴赫共振的實驗研究進展迅速，競爭激烈。逐漸引起了全球廣泛的科學研究興趣。我們知道《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》中將量子調控列為基礎性前沿研究方面的四項重大科學計劃之一。今年在中科院物理所舉辦的第一屆國際“光與原子的量子調控”研討會中將冷原子、玻色—愛因斯坦凝聚列為首個話題，足見玻色—愛因斯坦凝聚研究對量子調控基礎研究的重要性。
這些原子組成的集體步調非常一致，因此內部沒有任何阻力。激光就是光子的玻愛凝聚，在一束細小的激光里擁擠著非常多的顏色和方向一致的光子流。超導和超流也都是玻愛凝聚的結果。玻愛凝聚態的凝聚效應可以形成一束沿一定方向傳播的宏觀電子對波，這種波帶電，傳播中形成一束宏觀電流而無需電壓。原子凝聚體中的原子幾乎不動，可以用來設計精確度更高的原子鐘，以應用于太空航行和精確定位等。玻愛凝聚態的原子物質表現出了光子一樣的特性正是利用這種特性，哈佛大學的兩個研究小組用玻色-愛因斯坦凝聚體使光的速度降為零，將光儲存了起來。
目前，有關BEC的研究在理論、實驗和數值模擬等方面都獲得了許多有意義的結果。尤其是數值模擬方面，BEC的形成、凝聚體的形狀和演化都受到人們的極大的關注。我們知道在一維情況下，雙原子作用體系的BEC性質已經獲得相關實驗結果很好的佐證。本文基于平均場能量泛函和變分的方法，研究更一般情況下（三維球對稱非諧勢阱中）玻色凝聚氣體的G-P方程的基態解，并由此利用軟件模擬數值分析得到了波函數、化學勢等隨非線性系數的變化規律，并用瞬態混沌特征和吸引子兩個指數描述了系統的混沌動力學行為。
2.研究模型
對于由N個全同的無自旋的玻色子組成的系統，波函數滿足粒子交換對稱性。也就是說其適用于多體系統最簡單的近似（Hartree—Fock近似），即可以把系統的波函數表示成單粒子態的乘積形式。T=0的BEC系統是該種情況的一個特例，這時該近似就是通常所說的Gross—Pitaevskii近似或者平均場近似。Bogoliubov早在1947年就指出，平均場理論可以較好地描述多粒子量子體系。也就是說BEC（一個在絕對零度下束縛在外勢阱中的多玻色子量子體系）用Gross-Pitaevskii方程作為研究其動力學行為及其性質的數學模型是正確的。
我們知道簡化在一維諧振外勢作用這種情況下，BEC所滿足能量泛函方程，即G-P方程為：
（1）
上式中，為玻色凝聚氣體的波函數，為反映原子間的相互作用耦合常數，a為原子的S散射波波長，m為原子質量，N為凝聚體的原子數。
我們考慮時情況，即就是能形成穩定的BEC凝聚情況。設（為系統化學勢），求系統穩態解，得滿足的方程為：
（2）
在諧振勢阱中引入非諧作用項（即將諧振勢阱轉化為非諧振勢阱）：
（3）
其中、、為外部勢阱在x，y，z方向的角頻率，為描述非諧作用的常數。這時，我們可以將方程（2）轉化為非諧振勢阱情況。如果我們再考慮其中最簡單的形式，即：當>>，>>，三維G-P方程可簡化為一維形式：
（4）
令，，，，，代入（4）式，并進行坐標變換：，方程（4）式可寫為：
（5）
由上述分析，推廣得到其三維方程形式：
（6）
其歸一化條件為：
（7）
3.非線性動力學分析
通過有限元方法對上述問題進行數值求解，當玻色凝聚氣體原子間的相互作用比較弱時（10），選擇托馬斯-費米模型的解作為試探波函數。
為了保證基態波函數求解的精度，這里我們采先用Fortran語言代替Matlab程序數值求解基態方程（6），我們可得到基態波函數和化學勢隨非線性系數的變化情況如下圖所示：
圖1 ε1=0.1時基態波函數隨非線性系數
增大變化情況（按自上而下的順序）
圖2 ε1=0.1時基態化學勢隨非線性系數的變化
從圖1可以看出，囚禁在三維球對稱非諧勢阱中玻色-愛因斯坦凝聚氣體隨非線性系數增大，即BEC原子間相互作用增強時，基態波函數的分布變寬為超高斯型；從圖2可以看出的基態化學勢因為原子間的相互作用增強（變大）而增大。
我們知道，三維囚禁勢中BEC是一個典型的耗散系統。因為阻尼效應，耗散系統有一個很重要的結果：隨著時空變量的變化，相空間結構將會收縮。在變化的過程中，存在這樣的一般特征：經過一系列的瞬態周期，系統的變化雜亂無章，直到最后趨于一系列的周期穩定的吸引子，這種現象被稱為瞬態混沌[13]。在進入最終規則吸引子之前，對任意的初始條件都將產生瞬態混沌。為了展現從瞬態混沌到規則和固定的混沌吸引子的吸引過程，這里采用數值方法來說明瞬態混沌。
凝聚原子樣品取為23Na，m=23mp，mp是質子質量，光學晶格的波長589nm，當阻尼效應不能忽略時，我們需要重新考慮系統的動力學行為。不難看出，當相位與時空變量成線性關系時，例如：
方程（6）可以化為：
（8）
上式，R和是耦合的，利用Matlab程序即可求解方程（8），畫出在等相位空間中的瞬態混沌和最終的規則吸引子的相空間軌道圖，如圖3所示。
圖3 等相位空間的相空間軌道圖
（左邊一列顯示了系統的瞬態混沌特征，右列表示對應的規則吸引子和混沌吸引子）
在圖3中，從到200表示瞬態混沌吸引子的形成。對于不同的值，系統具有不同的瞬態混沌，并且這些混沌吸引子隨著時空坐標從1000到2000的演化最終落到不同的規則吸引子上去。當光柵的強度V0=1.8時，圖3（b）表示最終的規則吸引子為一閉合的單周期軌道。當光柵強度由1.835增加到1.85時，如圖3（d）和（f）所示，最終的規則吸引子變成雙周期和四周期閉合軌道。在數值模擬過程中，通過細致調節光柵的強度發現，當光柵勢增加到1.9時，相空間軌道將從圖3（g）的瞬態混沌變成圖3（h）的定態混沌吸引子上。這些過程說明從瞬態混沌到定態混沌經過了一系列的分岔。
4.結論
本文基于量子多體理論中托馬斯-費米模型和平均場理論，分析了更一般情況下（三維球對稱非諧勢阱中）研究BEC具體的數學模型，并用變分法和求解微分方程ode45數值方法對系統波函數、化學勢等隨非線性系數的變化做了模擬圖。根據模擬圖，發現非簡諧勢能項對玻色-愛因斯坦凝聚體的波函數、基態化學勢的影響，即引入了非諧作用項。最后對這個耗散系統的混沌特征做了動力學分析，為進一步討論凝聚體的性質提供了數值參考。
參考文獻
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