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关键词： 涡旋压缩机   物理模型   数学模型   倾角   数值模拟  

摘要： 针对涡旋压缩机倾覆力矩作用下动涡盘倾覆造成的切向泄漏问题,在建立切向泄漏通道物理模型基础上,建立了切向楔形平板间气体泄漏数学模型,修正了泄漏面积的计算公式,并借助Fluent软件对单个压缩腔三维流场及泄漏量进行了分析。结果表明:倾角对泄漏面积、压缩腔内压力及速度极值产生影响,且对泄漏速度的影响大于对压力的影响,但对压力及速度场的分布规律基本无影响。切向泄漏量的理论计算与数值模拟对比分析表明,模拟值均大于理论值,理论值较模拟值要稳定,且随着倾角的增大,两者泄漏量的偏差逐渐减小,泄漏曲线趋势基本趋于一致,物理模型及数学模型可行。数学模型和研究结果可为涡旋压缩机的设计和性能分析提供一定的指导和借鉴作用。

关键词： 单相Vienna整流器   调制方法   数学模型   控制方法  

摘要： 针对三相单相输入兼容场合使用的电动汽车直流充电模块,在三相Vienna整流器结构的基础上,提出了一种单相Vienna整流器结构及3种调制方法。第1种调制方法中2组开关管共用一个调制波,同时通断;第2种调制方法中一组开关管恒通,另一组开关管工作在高频PWM模式;第3种调制方法为2组开关管有2个独立的调制波。分析表明,第3中调制方法具有实现宽范围输出和能够调整输出电压不平衡的优点。基于第3种调制方法,建立了该整流器的数学模型,进而提出了含有输出电压upn与输出电压差Δupn两个控制环的整流器控制方法。通过对一个110 V AC输入的整流器的仿真和实验表明,只有第3种调制方法能够既实现200~380 V DC的宽范围输出电压,又能在输出电容和负载不平衡的条件下实现输出电压的平衡。

关键词： 煤炭地下气化   关键力学问题   数值研究   数学模型  

摘要： 煤炭资源的清洁高效利用已成为“双碳”背景下科学研究的重要方向和新课题.在众多相关技术中,煤炭地下气化技术近年来得到快速发展并展现出巨大潜力.然而,由于室内实验和现场试验的实施成本非常高,气化机理认识和控制运行工艺优化方面的研究均受到很大限制.近年来,运行成本低、操作简单、实施周期短的数值模拟方法成为重要的研究工具,得到越来越多的关注.由于煤炭地下气化过程极其复杂,数值模拟方法在数学建模和数值求解方面均面临巨大挑战.对此,本文开展了以下工作:对煤炭地下气化过程进行了详细分析,阐明各个运行空间的物质和关键问题,厘清煤炭地下气化的本质;归纳出流体动力学问题、热力学问题、材料应力问题以及化学反应动力学问题等4类关键力学问题;详细介绍每个关键力学问题数值研究的最新成果和发展历程;介绍煤炭地下气化数值研究的工程应用,并指出其发展趋势.本文工作对推动煤炭地下气化数值方法的发展以及指导我国煤炭地下气化先导试验设计和现场实施有积极的理论意义.

关键词： 机器人步进电机   最优机械控制数据   建模与仿真   数学模型   控制模型  

摘要： 步进电机的控制精度会对电机位移和数字脉冲产生影响,为了提高步进电机最优机械控制数据的准确性,确保步进电机最优机械控制效果,提出机器人步进电机的最优机械控制数据建模与仿真方法。该方法优先分析了机器人步进电机的内部结构、工作原理,并利用数学模型推导出传递函数,以此达到简化步进电机的目的。基于分析结果建立控制模型,实现最优控制机器人步进电机,并依据仿真分析结果验证最终控制效果。实验结果表明,所提方法的机器人步进电机最优机械控制效果较好,能够有效提高机器人步进电机最优机械控制精度。

关键词： Q355钢材   高温   力学性能   冷却方式   数学模型  

摘要： Q355作为一种新型钢材,凭借其优良的力学性能在我国建筑领域中逐渐广泛运用,但其存在抗火性差的致命缺点,对钢结构建筑存在较大的危险。通过对火灾后的钢结构建筑进行安全性鉴定和承载能力评估,可有效避免因拆除重建而产生的浪费,对其中能予以修复或替换的构件采取相应措施,能较大地节约经济成本。因此,有必要对火灾后的Q355钢材进行残余力学性能研究。为了真实模拟Q355钢材经历火灾及灭火后发生的情形,设置200~900℃及自然冷却、浸水冷却等条件来模拟火灾,并将高温后的Q355钢材进行力学性能试验。借助高温炉、万能试验机及电子引伸计等设备,获得高温冷却后Q355钢材的应力-应变曲线和力学性能参数(屈服强度、抗拉强度、屈强比、弹性模量和伸长率等),并对应力-应变曲线和力学参数受温度及冷却方式的影响规律进行分析,对比分析Q355钢材与Q235、Q460和Q690钢材高温后力学性能的变化规律,利用ORIGIN数据处理软件拟合出Q355钢材在不同冷却方式作用影响下的力学性能数学模型。结果表明:Q355钢材在自然冷却和浸水冷却方式下具有不同的表观特征、破坏模式和力学性能特征;Q355钢材的表面碳化程度随温度的升高而逐渐加深,暴露温度超过600℃时,碳化现象愈加明显,甚至在浸水冷却时,碳化表皮出现剥落;温度未超过600℃时,表观形貌变化特征较小且拉伸试件变形程度较轻,与未经高温试件的表观及变形相似;另外,600℃同时也是Q355钢材残余力学性能改变的临界温度,当温度低于600℃时,Q355钢材力学参数受温度和冷却方式的影响小;温度超过600℃后,Q355钢材力学性能参数随温度和冷却发生改变而显著变化,自然冷却后Q355钢材的屈服强度、抗拉强度和弹性模量均随温度升高而减小,伸长率却随温度升高而增大;温度超过600℃后,Q355钢材经浸水冷却后屈服强度和抗拉强度随温度升高而增大,弹性模量和伸长率却随温度的升高而降低。基于试验结果,建立不同冷却方式下Q355力学性能参数随温度变化的数学模型。

关键词： 思维可视化   物理习题教学   实践探索   知识习得   物理课堂   必备知识   大运动量   注重学习  

摘要： 一、问题的提出高中物理习题教学是物理课堂的重要组成部分,既能夯实学生的必备知识,培养物理观念,又能加深对物理概念、规律的理解与应用,提升学生的思维品质,引导从“解题”逐渐转变为“解决问题”。物理是一门思维逻辑性很强的学科,传统的习题教学重视“大运动量”训练,而忽视思维发展,注重知识灌输,而较少考虑学生知识习得过程性的价值,导致学生在分析、解决问题时只会生搬硬套,不会灵活迁移,科学思维得不到提升,“听得懂,不会做”现象变得愈加普遍。

关键词： 晶粒粗化   Inconel X-750高温合金   晶粒尺寸   数学模型  

摘要： 通过等温晶粒粗化方法研究了Inconel X-750高温合金的晶粒粗化行为。通过对微观组织形貌的定性分析,明确了Inconel X-750合金晶粒发生正常生长和异常生长的温度范围,且在晶粒异常长大时晶粒尺寸和不均匀度显著增加。通过对平均晶粒尺寸的定量分析,研究了温度和时间对Inconel X-750合金晶粒粗化行为的影响。基于Inconel X-750合金晶粒粗化规律,提出并求解了一种新的分段式晶粒粗化数学模型来精确描述Inconel X-750合金在等温条件下的晶粒粗化行为。

关键词： 三级减压阀   AMESim仿真   数学模型   静态特性   动态特性  

摘要： 目前新型清洁能源占使用能源的比重日益增高,氢作为一种清洁无污染的能源,作为商用车和乘用车能源的比例越来越高,本文针对氢能源动力汽车供气系统中的关键性元件高压气动减压阀进行了研究。高压气动系统中常用到的减压阀多为先导式减压阀或二级减压阀,本文设计了一种供氢能源使用的小体积、高精度、出口压力稳定的三级减压阀,基于三级减压阀的结构及工作原理建立了三级减压阀的数学模型,应用AMESim数值仿真软件建立三级减压阀的仿真模型,分析了三级减压阀的压力-流量、输出-输入压力特性和三级减压阀加载后输出压力随流量的变化关系等静动态特性,仿真结果显示,通过该减压阀的三级减压,可以将入口压力从70MPa降至1.2MPa,同时三级减压阀的静态特性和动态特性均满足使用要求 。

关键词： Orem辅助-教育系统   经皮肝穿刺胆道引流术   自我护理   数学模型  

摘要： 目的探索并构建基于Orem辅助-教育系统的护理干预对经皮肝穿刺胆道引流术(percutaneous transhepatic cholangial drainage,PTCD)患者自护能力影响的数学模型,分析不同时间点影响自护能力的因素并进行权重分析。方法选择2020年5月—2021年10月在本院因恶性梗阻性黄疸行PTCD治疗的90例患者为研究对象,患者接受Orem辅助-教育系统的护理干预。出院前使用一般资料调查问卷及社会支持量表收集患者资料;出院时、出院后1、3个月评估患者的自我护理能力。结果经过基于Orem辅助-教育系统为期3个月的护理干预,患者自我概念、自我责任感、自我护理技能、健康知识及自护总分的自我护理能力不断提高,差异具有统计学意义(P<0.05)。出院时自护概念与文化程度、人均月收入及性别有关;自护责任感与医保类型、年龄有关;自我护理技能与人均月收入及有无慢性病史有关;健康知识水平与文化程度、年龄及住院时间有关。出院1个月时自护概念与文化程度、人均月收入及性别有关;自护责任感与医保类型和年龄有关;自我护理技能与有无慢性病史和主要照顾者文化程度有关;健康知识水平与年龄和文化程度有关。出院3个月自我概念与文化程度和年龄有关;自我责任感与性别和社会支持有关;自我护理技能与文化程度、有无慢性病史、月人均收入和主要照顾者文化程度有关;健康知识水平与年龄和文化程度有关。结论基于Orem辅助-教育系统的护理干预可以有效提高PTCD术患者的自我护理能力,不同时期自护能力的影响因素不同,护士应根据患者的出院时间制定有针对性的健康教育方案。

关键词： 泵控液压缸   控制系统   数学模型   动态特性  

摘要： 墙体抗震耐久性加载试验台需施加恒定纵向载荷,根据试验台技术要求,设计力恒定泵控差动缸,建立泵控缸控制系统数学及仿真模型,提出一种基于差值补偿的分段PID控制方法。结果表明:该控制方法可实现差动缸随墙体偏摆保持输出力恒定,响应时间可达0.035 s,输出力误差可控制在35 N以内,满足建筑墙体抗震试验加载标准。