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关键词： Newton-Raphson   电力系统   潮流   数学模型   线性化   简化  

摘要： 针对现行方法在复杂电力系统潮流计算中应用存在相对偏差较高、置信水平较低的问题,提出基于Newton-Raphson的复杂电力系统潮流计算研究。通过对电力系统电路的等效分析,根据电力系统稳态分析推导出电力系统运行条件,建立电力系统潮流数学模型,利用Newton-Raphson对模型线性化转换和简化,迭代计算出电力系统潮流,实现基于Newton-Raphson的复杂电力系统潮流计算。经实验证明,本文方法相对偏差不超过1%,置信水平不低于97%,可以实现对复杂电力系统潮流精准计算。

关键词： 积分方程   边值问题   数学物理方程   固体力学   量子物理   电磁学   流体力学   化学工程  

摘要： 积分方程及其边值问题是数学物理方程研究中的核心内容,在力学、电磁学、量子物理及量子工程等领域得到广泛应用。近年来,积分方程及其边值问题的研究工作不断深入,不仅在数学理论上取得显著进展,还在电磁学、流体力学、固体力学、化学工程及生物学等多个学科中展现出广泛的应用价值。

关键词： 油茶   树龄   地径   数学模型  

摘要： 树龄对油茶籽产量和茶油品质有一定的影响，为了无损测量老油茶林树龄，建立了老油茶林树龄与地径之间的数学模型。首先，测量每株被采伐油茶树的树龄和地径；然后，以2/3的数据作为建模数据集，分别建立树龄与地径之间的线性模型、对数模型、指数模型和混合模型；最后，以剩下1/3的数据作为测试数据集，测试这4个数学模型的预估精度。线性模型、对数模型、指数模型和混合模型的校正决定系数分别为0.756、0.769、0.661和0.787，平均预估精度分别为83.379%、83.441%、78.207%和84.878%，预估标准差分别为5.441 a、6.826a、6.843 a和5.898 a。结果表明，在这4个模型中，混合模型拟合效果最好，预估精度最高。

关键词： 非饱和黏土   冻胀/缩   饱和度   孔隙比   数学模型  

摘要： 冻结作用下黏性土体的变形规律与饱和度密切相关，呈现为低饱和度时冻缩、高饱和度时冻胀的变形特征，针对该现象已有一些试验报道，但理论模型方面的研究相对匮乏。基于土体冻结变形试验规律及物理机制分析，建立了在封闭系统中统一描述非饱和黏土体冻缩-冻胀变形的数学模型。主要开展以下工作：（1）提出有效系数η和有效饱和度Sre，量化土体孔隙比和饱和度对冻结变形的影响，推导了冻结体应变与孔隙比、饱和度之间的数学关系。（2）综合考虑冻吸力的收缩作用和冰水相变的膨胀作用，将冻结变形过程划分为“冷缩”、“冻缩”和“冰胀”三阶段，定义临界冻缩温度Ti，求解气相在土体冻结过程中产生的变形值，实现冻缩-冻胀现象的统一解释。本模型简单有效，参数少；可较好地反映冻结变形规律，能准确预测临界饱和度。应用该模型对已报道的粉质黏土冻结试验规律进行预测，验证了模型的有效性。

关键词： 滤棒切割系统   旋转喇叭嘴   数学模型   滤棒长度   刀盘偏转角度   喇叭嘴旋转半径  

摘要： 为进一步掌握旋转喇叭嘴式滤棒切割技术,对DF10双通道纤维滤棒成型机组的滤棒切割系统进行分析。采用速度分析法、轨迹方程法等方法研究滤棒切割系统的工作原理并得到其数学模型,应用C++编程语言通过Visual Studio软件对数学模型进行计算,应用Matlab软件对数学模型进行拟合,应用Creo软件对相关工作状态进行模拟以验证所得数学模型的正确性。结果表明:①刀盘偏转角度由滤棒长度、刀头切割直径、前后烟道位置决定;②喇叭嘴旋转半径由滤棒长度、喇叭嘴数量和前后烟道位置决定;③刀头自转规律由刀盘偏转角度和刀头切割点位置决定;④滤棒端面斜度由刀盘偏转角度、前后烟道位置、滤棒长度、滤棒直径以及刀刃形状决定。将所得数学模型的计算值与GD公司提供的相关数值、相对应工作状态的三维模型中的测量值对比,偏差在可接受范围内。所建立的数学模型可为掌握旋转喇叭嘴式滤棒切割技术提供理论指导。

关键词： 旋转倒立摆   数学模型   PD控制   遗传算法  

摘要： 针对传统试凑法选取的倒立摆PD(Proportion Differentiation)控制器参数具有主观性强,系统响应能力不佳等问题,采用遗传算法整定控制器参数,进行模型仿真分析并最终运行于QUBE-Servo2旋转倒立摆实验系统。实验表明,相比于试凑法,用遗传算法得到的PD控制器参数能使系统的响应性能进一步优化,且不受主观经验限制,摆杆和摆臂的稳态误差都在±0.01 rad以内。

关键词： 物理学   辩证思维能力   物理课堂  

摘要： 物理学作为自然科学的核心领域,以物质结构、能量转化及其相互作用规律为研究对象。物理学具有很强的逻辑性和抽象性,学生通过学习物理能系统培养其辩证思维能力。因此,一线物理教师要充分把握物理课堂,在引导学生学习知识的同时,锻炼学生的思维能力,从而不断提升其辩证思维能力。

关键词： 单光子激光雷达   主动探测   信噪比   探测距离   数学模型  

摘要： 使用单光子激光雷达进行远距离探测可以提高最远探测距离,由于其传输链路比较复杂,因此建立了单光子激光主动探测信噪比数学模型。首先,建立了脉冲激光在主动探测链路中发生衍射效应下的回波信号模型,计算了单光子探测器接收到的信号光子数大小;而后,分析了主动探测过程中噪声光电子的组成,定量计算了噪声光电子数。基于上述模型,建立了考虑视轴瞄准偏差下的回波信噪比模型。通过一套用于理论模型验证的单光子激光探测系统的系统参数进行仿真,分析了不同目标探测距离与不同接收系统口径大小下的激光脉冲能量与回波信噪比大小之间的关系,并将其与以激光雷达方程为基础建立的回波信噪比模型计算出来的结果进行比较,证明了该数学模型简单可行。

关键词： 船舶   操纵性   水动力学   数学模型   参数辨识   支持向量回归   白箱建模  

摘要： [目的]为解决船舶分离型(MMG)模型水动力系数辨识存在的共线性和参数漂移问题,提出一种基于支持向量回归(SVR)的三自由度简化分离型模型建模方法。[方法]首先,在样本数据的基础上提出一种数据预处理策略,以提升样本的有效性;然后,通过Lasso回归算法筛选对模型影响较显著的水动力系数,以减小多重共线性的程度;接着,针对分离型模型推导水动力系数辨识的回归模型,通过SVR进行水动力系数辨识;最后,采用差分法和数据中心化重构回归模型,以削弱参数漂移对水动力辨识误差的影响。[结果]试验结果显示,水动力系数预报值与数值模拟结果吻合较好,均方根误差(RMSE)和相关系数(CC)的计算结果均在良好范围内。[结论]通过SVR算法可以成功辨识出分离型模型的水动力导数,辨识得到的水动力系数精度较高,并且所建立的模型具有较好的预报能力和鲁棒性。

关键词： Q355钢   电力火灾   力学性能   微观组织   数学模型   应用评价  

摘要： 为对标欧盟的S355钢材,GB/T 1591—2018要求将原有的Q345钢提升为Q355钢,然而目前国内外对于Q355钢材在高温及冷却后的力学性能研究较少,Q355钢在电力火灾场景下可靠性具有高度不确定性。为此,采用高温共聚焦显微镜组织观察、高温拉伸试验等手段模拟分析了不同加热温度、保温时间和冷却方式条件下Q355B钢力学性能和微观组织的变化规律。研究结果表明:在电力火灾最高温度1100℃时,Q355B钢组织为奥氏体,随着保温时间的增加,晶粒聚合长大并出现退火孪晶,在1100℃保温45min后晶粒尺寸不在变化;在200~1100℃区间,随着加热温度的升高,Q355B钢的屈服强度和抗拉强度显著下降,塑性不断提高,1100℃时,抗拉强度和屈服强度仅为24.9MPa和11.4MPa,而保温时间对其强度影响不大。当加热温度小于800℃时,冷却方式对其力学性能影响不大,当加热温度大于800℃后,水冷试样组织为铁素体、珠光体和马氏体的混合组织且随着加热温度的增加,马氏体比例逐渐增加导致其强度急剧增大。基于实验结果,建立了不同冷却方式下Q355B钢屈服强度、抗拉强度随温度变化的数学模型,为电力火灾下Q355B钢的应用评价提供了参考依据。