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关键词： 卷式膜元件   组件构型   淡网流阻   压力损失   数学模型  

摘要： 为了研究卷式膜元件产水量与膜片性能不匹配的问题,采用计算流体力学(CFD)模拟卷式膜元件内浓网、淡网流道压力分布,通过建立卷式膜元件产水流量数学模型计算淡网流道的压力损失,评估不同构型膜元件产水流量的差异。结果表明,产水流道内的压降梯度沿涡旋线方向,且随汇聚的纯水增加压降梯度逐渐变大;在不同条件不同构型的八寸工业膜元件中,淡网流道总压力损失为60~170 kPa,当膜页长度减小、淡网流阻系数减小、淡网厚度增加时,淡网流道的总压力损失减小,膜元件产水量有所提升;对于低阻力膜,不同构型的膜元件的产水量差异最大达14%,而对于高阻力膜,不同构型的膜元件的产水量差异最大则只有4.8%,膜元件产水差异在低阻力膜中更显著。本文开发的数学模型可以用于定量计算不同构型、不同流阻淡网、不同运行条件下的膜元件产水量,并评估其与膜片性能的差异,确定产水流量提升空间。

关键词： 再生铝   富铁相   微观组织   数学模型   人工智能  

摘要： 再生铝中的富铁相显著降低了其性能,限制了其在生产生活中的应用。本文综述了再生铝中杂质元素的来源、存在形式以及富铁相带来的影响,并分析了富铁相的去除方法,以及无法去除的铁元素所形成富铁相的形貌调控办法。添加稀土元素、锰和硅,可以改变富铁相的形貌,并抑制针状铁相的生成。此外,添加元素与硼的协同作用可使富铁相的长径比减少90%,结合热力学和动力学,从原子半径角度分析了不同元素的除铁机制。同时,本文分析了数值模型、计算机辅助CALPHAD模拟和人工智能等新兴技术的应用,提出利用人工智能技术与实验和模拟数据相结合的双向循环优化模式,提升再生铝合金性能,促进其实现更广泛的工业应用。

关键词： 泉豆20   肥料   密度   高产栽培   数学模型   二次通用旋转组合设计  

摘要： 为探索泉豆20高产高效肥密栽培方案,加快品种的推广应用,采用四因子(全实施)五水平二次通用旋转组合设计,研究密度(X_(1))、氮肥(X_(2))、磷肥(X_(3))和钾肥(X_(4))4个因素对泉豆20产量的影响,建立了以泉豆20产量为目标函数的二次回归数学模型,分析各个因子对产量的主效应及互作效应。结果表明:试验建立的二次回归数学模型达极显著水平,回归模型与实际情况的拟合度较好。回归系数显著性检验结果显示,种植密度的一次项为显著水平、二次项为极显著水平;氮肥、磷肥、钾肥的二次项均为极显著水平;磷肥和钾肥的互作效应为显著水平。各因子对泉豆20产量的影响顺序是:钾肥>密度>氮肥>磷肥。根据该模型,初步确定了泉豆20产量超过2 270.07 kg·hm^(-2)的栽培方式为:种植密度24.31~26.23万株·hm^(-2),氮肥78.42~91.59 kg·hm^(-2),磷肥252.60~311.10 kg·hm^(-2),钾肥81.96~93.51 kg·hm^(-2)。

关键词： 护套破损   腐蚀扩散   数学模型   剩余承载力  

摘要： 为探究拉(缆)索护套破损尺寸对索内高强钢丝腐蚀扩散模式以及缆索承载性能的影响规律,采用人工加速腐蚀试验,模拟不同开口尺寸下拉索索内钢丝腐蚀扩散模式。对锈蚀后的钢丝进行腐蚀等级评估,建立钢丝腐蚀三维扩散数学模型。对锈蚀高强钢丝进行力学试验,探究非均匀锈蚀下高强钢丝的力学性能退化规律及其与截面损失率间的关系,并结合腐蚀三维扩散模型,建立拉索剩余承载力评估模型,评估拉索承载力。研究结果表明,腐蚀初期,护套开口尺寸对索内钢丝腐蚀扩散速度影响显著;随着腐蚀时间的延长,开口尺寸的影响逐渐减小。通过COMSOL有限元软件验证腐蚀扩散模型,结果显示该模型能够较准确地表征索内钢丝的腐蚀扩展规律。根据拉索承载力模型计算得到腐蚀4周后,开口尺寸为20和30 mm的拉索承载力退化明显;腐蚀12周后,开口尺寸为30 mm的拉索外层钢丝锈蚀率大于12.78%,拉索剩余承载力低于规范限值。

关键词： 数学模型   造纸机   真空系统   系统节能  

摘要： 在我国传统重工业发展的过程中,造纸工业因其排放与能耗问题备受人们关注。在造纸过程中,造纸机真空系统为主要环节,其运行能耗较高。所以,在低碳经济发展背景下,对造纸机真空系统进行节能优化设计具有重要意义。以此,本文介绍了基于数学模型的造纸机真空系统节能设计,希望能够提高造纸机的生产效率,从而降低生产成本。

关键词： 钒微合金钢   晶内铁素体   动态再结晶   奥氏体晶粒   数学模型  

摘要： 利用DIL805A/D变形热膨胀相变仪进行试验,建立了钒微合金钢不同变形温度和应变速率下的动态再结晶动力学模型,并通过组织分析与模型对比的方式研究了钒微合金钢晶内铁素体组织随动态再结晶晶粒尺寸的变化规律。结果表明:钒微合金钢的奥氏体动态再结晶晶粒尺寸对晶内铁素体相变具有一定影响,二者之间呈现抛物线关系。晶粒尺寸过大和较小均会造成晶界组织过度长大,不利于晶内铁素体组织形核。当奥氏体晶粒尺寸为40~50μm时晶内铁素体形核能力最强,晶内组织细化效果明显。

关键词： 数学模型   QoS组播路由   路由选择   选择优化  

摘要： 由于网络环境具有复杂性和多样性等特征,使得QoS组播路由的选择变得极为复杂,难以找到最优的组播路径,提出基于数学模型的网络QoS组播路由选择优化方法。以组播树中组播树代价、延时、丢包率和带宽最小为优化目标,设置QoS约束条件,构建网络QoS组播路由选择优化数学模型。采用遗传算法求解数学模型,得到最优的网络QoS组播路由选择策略。实验结果表明,设计方法选择优化后,很大程度上降低了网络QoS组播路由的带宽与丢包率,且可以找到满足QoS约束的最优组播树。

关键词： 展览温室   自然通风   遮阳降温   数学模型  

摘要： 以华东地区某植物园的3个主要温室展馆(热带花园馆、沙生植物馆和珍奇植物馆)为例,通过建立数学模型,分析了自然通风和遮阳降温的效果,提出了全年运行优化策略,将全年分为4个季节,提出了相应的升温或降温措施。统计结果显示,自然通风基本能满足大部分时间的降温需求,仅夏季极端天气下需要辅助遮阳措施。通过优化策略的应用,预计每年可节省约104万元的能源成本,并减少7.56×10^(5)kg CO_(2)的碳排放量。

关键词： 高强混凝土   早龄期   抗压强度   数学模型  

摘要： 针对高强混凝土早龄期抗压强度的评估问题,本文基于2种数学函数曲线的组合,提出了一种新的双参数预测模型,新模型比现有的单一曲线模型更加符合混凝土强度的增长规律;并基于不同文献的试验数据,将新模型与现有的3种模型进行了对比分析。结果表明:新模型的拟合平均误差和标准差约为现有模型的20%~50%,新模型预测得到的混凝土的60 d抗压强度与混凝土设计强度等级最为接近,该研究结论可为实际工程中混凝土强度的预测提供参考。

关键词： 膜过滤   数学模型   牛血清白蛋白   附着概率  

摘要： 通过引入错流项将死端过滤过程的Huang模型改进后,对恒流错流模式下0.1μm聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)平板膜过滤牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)溶液的跨膜压力进行了预测,分析了BSA颗粒附着概率。结果表明,模型预测值与实验结果高度吻合(R^(2)≥0.932)。膜污染主要由污染物-膜表面及污染物间的附着概率主导,BSA溶液的浓度与错流速度也会对附着概率产生影响。