近日,77779193永利官网張本龔教授帶領的應用數學與交叉科學研究中心團隊(以下簡稱“中心”)連續在《chaos》、《Fractals》、《Frontiers in Genetics》、《Journal of Differential Equations 》、《Journal of Graph Theory》等國際頂級期刊上發表多篇最新研究成果論文。
《Chaos》(IF:3.642)上發表了題為:Texture Classification Based on Image (Natural and Horizontal) Visibility Graph Constructing Methods的論文,該論文通訊作者為我校應用數學與交叉科學研究中心劉傑教授,第一作者為研究生裴來凡和李朝輝同學。紋理分類在醫學圖像分析等領域有着廣泛的應用。本文提出了一種基于可視圖的紋理分類方法。首先,将數據集中的每個Brodatz紋理圖像轉換為相應的IVG(圖像可視圖)和IHVG(圖像水平可視圖)。然後,提取其度分布P(k),并将其輸入到不同的分類器中。主成分分析(PCA)應用于輸入向量,以減少特征數量并避免最終過拟合,并采用5-折交叉驗證程序。利用人工紋理圖像的IVG二次判别分析法(QDA)可獲得100%的分類準确率。在自然紋理圖像的IHVG上,利用線性支持向量機可以獲得94.80%的分類準确率。文章DOI鍊接https://doi.org/10.1063/5.0036933。

《Frontiers in Genetics》(IF:4.6)在線接收題為:SS-RNN: A strengthened skip algorithm for data classification based on recurrent neural networks的論文,該論文通訊作者為我校應用數學與交叉科學研究中心張本龔教授,第一作者為研究生曹文潔同學。為了有效地捕獲序列數據中的長期依賴關系,文章提出SS-RNN模型,它允許曆史信息通過不同的方式再次添加至當前時刻。文章共設計了六種不同的跳躍模式,模拟添加過去信息的可能方式,并在五個與疾病相關具有不同大小和數據類型的數據集上進行測試。通過與原始LSTM、GRU、Bi-LSTM以及最新的方法RNN+GRU, RNN+LSTM, MCNN進行比較,結果表明,該方法可以顯著提高序列數據分類的準确性。此外,最好的方法是不連續的添加,且不需要加權和函數映射的方式,它能有效地解決梯度消失和梯度爆炸的問題,模型性能與跳躍階數在不同的數據集間也存在一定的關聯性。SS-RNN通過優化LSTM模型為提高序列數據的分類精度提供了一種新的思路,因此,使用者也可以通過添加SS-RNN模塊來優化自己的網絡模型,其對于疾病的分類診斷和精準治療具有重要意義。文章doi: 10.3389/fgene.2021.746181。

《Fractals》(IF:3.665)在線接收題為:Effective gas diffusion coefficient of fractal porous media with rough surfaces by Monte Carlo simulations的論文,該論文通訊作者為我校應用數學與交叉科學研究中心鄭仟副教授,第一作者為研究生尹作壯同學。氣體擴散系數是表征多孔介質輸運特性的一個重要參數。本文基于微觀毛細管的分形特征,采用蒙特卡羅方法研究了毛細管表面粗糙度對氣體擴散的影響,提出了粗糙表面多孔介質有效氣體擴散系數的概率模型。該模型表示為多孔介質幾何參數的函數,如孔隙度、孔隙分形維數、迂曲度分形維數和相對粗糙度。論文着重探讨了相對粗糙度對有效氣體擴散系數的影響,結果表明,粗糙表面多孔介質的有效氣體擴散系數随着相對粗糙度的增加而減小。此外,該研究還詳細分析了多孔介質其它結構參數對氣體擴散的影響。該模拟方法可推廣用于粗糙表面分形多孔介質中的氣體流動和傳熱過程的分析。


“中心”作為學科建設、科學研究的綜合性平台,有力推進了各項事業的發展。作為支撐學科助力“大數據與智慧管理”省級學科群的建設立項工作,“中心”于9月底組織了“新時代數學學科建設與發展研讨會”,廣邀國内專家把診問脈,研讨數學學科面臨的挑戰、發展的方向、應對的策略,在學界産生了積極影響,提升了“中心”以及學校的知名度。
2021年以來,“中心”團隊成員,包括江健博士、朱麗梅博士、陳園博士、阮曙芬博士、王彥波博士、付紅波博士等先後發表多篇高水平論文,團隊科研能力步入穩定産出階段。上述發表的三篇最新研究成果,第一作者均為“中心”團隊教師所帶研究生,标志着“中心”科研反哺教學效果顯著,人才培養達到了新水平。
中心簡介:為适應國家實施創新驅動發展、服務湖北省實體經濟高質量發展、提升我校“雙一流”建設水平,在學校的大力支持下,2019年成立應用數學與交叉研究中心。該中心秉承“自由探索、學科交叉、融合發展、服務社會”的發展思路,堅持戰略性需求導向,加強基礎研究、注重原始創新,優化方向設置布局。通過優化整合資源,加強數學、紡織、計算機等學科間的橫向交叉研究,推進學科交叉融合,完善共性基礎技術供給體系,實現數學研究從單一學科模式向更包容的多學科交叉合作模式展開。主要圍繞科學與工程計算、大數據與人工智能的數學理論方法、複雜系統優化與控制、計算機數學、數學與紡織纖維材料等研究方向。瞄準信息科學、智能與環境、經濟與金融安全和生物醫學等重大需求中的數學問題。現有全職研究人員20餘人,開展了卓有成效的數學、計算機、紡織與材料等基礎研究和應用基礎研究工作。近年來,獲批國家級項目30餘項、累計科研進賬700餘萬元、發表高水平論文200餘篇,出版學術專著5本,培養研究生20餘人。