微滴撞击织物表面沉积过程建模研究

为明确微滴与织物表面的碰触、铺展及渗透机理,基于最小势能原理,得到了纱线的中心线模型,通过研究纤维在纱线截面内的分布规律以及纤维体积分数的计算方法,建立了织物单胞的二维几何模型.在上述建立的织物模型基础上,依据流体体积(volume of fluid,VOF)两相流模型,建立了单颗微滴撞击织物表面后沉积变形的模型.利用所建立的模型,进行微滴与织物基底的碰撞及渗透过程仿真研究,并将模拟过程与试验进行对比.结果表明,所建模型可实现对微滴在织物基底的碰撞及渗透过程的模拟,整个过程与试验结果吻合较好.该研究方法与结果为后续不同工艺参数下微滴在织物表面沉积过程的研究奠定了基础.     

基于变动失效阈值和退化速率的系统可靠性模型

为对同时存在退化过程和冲击过程的系统进行可靠性分析,建立了突发型失效与退化型失效共存的系统可靠性模型.考虑退化过程和冲击过程的相关性,通过退化过程和冲击过程的分布函数,基于变动失效阈值,建立系统可靠性模型的一般形式.进一步用线性退化路径描述系统的退化过程,考虑退化速率的改变,建立系统可靠性模型的具体形式.通过具体算例,对所建立模型的有效性与合理性进行了验证与分析.     

SBR工艺中污染物降解曝气过程的建模与控制

针对曝气降解过程精确控制时难于数学建模的问题,探讨了污水处理中污染物降解存在的技术难点,基于生物化学反应机理,建立了污水处理过程的DO参数控制的数学模型,对污染物降解过程的特性进行分析,采用仿人智能控制算法对降解过程特性进行模型匹配控制.仿真实验验证了所提出的数学模型与控制算法的稳定性、快速性与精确性.研究结果表明,所建立的DO参数控制数学模型与仿人智能控制算法的应用合理可行.     

神经网络在非球面镜面型多项式反求中的应用

介绍BP神经网络的结构与学习算法,建立用于非球面镜面型多项式系数反求的BP神经网络模型,并且论述模型建立的步骤与原则方法,最后阐述了利用所建立的模型对非球面镜面型多项式系数反求的实施过程.研究表明,该方法能够较好地实现复杂非球面镜面型多项式系数的反求,并具有一定的容错能力.     

飞艇升空过程超压控制可视化仿真

基于Vega与Creator平台研究了飞艇升空过程中飞艇超压控制的三维可视化仿真技术,建立了飞艇升空过程的数学模型与适合研究飞艇升空过程中超压控制的大气模型,并在Creator平台上开发了飞艇的实体模型.基于所建立的数学模型和实体模型,在VC6.0环境下完成了飞艇升空过程超压控制可视化仿真系统,给出了可视化的仿真结果.通过仿真试验分析,结果表明数学模型可行,在设置的超压控制策略下飞艇对环境有一定的自适应能力,能够比较平稳地升到所设定的高度.     

不完美排错下测试覆盖相关的软件可靠性模型

准确的建模软件可靠性并对可靠性趋势进行有效地度量与预测,对于软件开发至关重要,越靠近软件测试的真实过程,所提出的不完美排错模型就应该考虑并融入更多具体的影响因素,建立构成要素间更加精准的软件可靠性增长模型SRGM.考虑故障检测、修复与引入三个子过程之间的内在联系,建立统一的、柔韧的不完美排错框架模型TCM-ID,对累积检测、修复与引入的故障数量之间的关联实施研究,从故障检测率、故障修复率、故障引入率角度衡量软件测试的整体功效.进一步,从测试覆盖的角度,建立测试覆盖函数相关的可靠性模型,以便于研究其对模型的扰动影响,用以评测模型的性能.最后,在真实的应用场景下进行验证所提出模型的有效性与合理性,模型具有较好的拟合与预测性能,整体上优于其他模型.本文所提出的模型,对于选择合适的不完美排错下测试覆盖相关的软件可靠性增长模型,以及提高测试效率与软件可靠性具有重要意义.     

低频超声激励射流破碎过程模拟与实验研究

设计了超声频率为20,kHz的激励破碎制粒装置,利用该装置制备了海藻酸微球.基于FLUNET软件中的流体体积函数,建立了低频超声激励下射流破碎的计算模型,研究了射流速度、激励幅度和激励频率对射流破碎过程的影响.实验结果与模拟结果较吻合,验证了所建立的计算模型的有效性和合理性,为进一步研究低频超声扰动下射流破碎法制粒过程奠定了理论基础.     

湿法冶金草酸钴粒度分布建模与优化研究

提出了一种基于实数编码的自适应遗传算法的优化控制策略,对湿法冶金草酸钴粒度分布进行了优化控制研究.利用最小二乘支持向量机与草酸钴合成过程动态机理模型相结合的混合建模方法,来预报草酸钴的粒度分布.在所建立的混合模型基础上,确定了草酸钴粒度分布的优化模型的目标函数与约束条件,并运用自适应遗传算法实现了对草酸钴粒度分布的优化.优化结果表明,所建立的优化模型较好地优化了草酸钴的粒度分布,提高了产品的质量,对草酸钴的工业生产以及促进硬质合金工业的发展有指导意义.     

基于Simulink的水轮机动态仿真模型研究

采用基于Matlab的Simulink仿真工具箱建立了水轮机非线性模型、线性化模型和水轮机经典模型.重点描述了基于插值计算的水轮机非线性模型的建立过程,详细介绍了利用最小二乘法求解线性化模型中传递系数的方法.并对水轮机调节系统进行了动态仿真试验,比较研究了不同模型的适用范围,认为利用最小二乘法拟合所获的线性化模型对各种研究工况具有较好的适应性.     

基于SPN的LEO卫星网络建模分析

针对LEO(低轨)卫星网络的通信过程建模技术进行了研究,首先建立了LEO卫星网络通信过程的随机Petri网(SPN)模型,然后,在给定参数条件下,通过求解与SPN模型同构的马尔可夫链所对应的线性方程组,得出了性能指标--平均时延、平均吞吐量和LEO卫星节点间带宽利用率的数值大小.所采用的建模与性能评价方法将有助于卫星网络的构建和进一步的性能分析.     

时间-空间GIS时空数据库基础模型初探

时间-空间尺度的数据表达、基础模型的研究与处理是时间地理信息系统发展的关键.时间地理信息系统(TGIS)的建立,可以记录历史的地理实际状况,有助于解释与分析地理变化的动力学过程,研究导致地理现象时间演化的各种相关过程与机理.时间-空间数据的一体化定义与表达、基础模型的类型体系划分、模型构筑与模拟实现是TGIS研究与建立的基础.从TGIS理念提出伊始,基础模型基本上按照应用中可能进行的查询类型——什么、何地、何时(分别对应于特征、空间与时间),或按照所使用的建模工具——实体关系图、语义模型,或面向对象模型等进行分类.通过对TGIS中不同尺度、不同分类方法所定义的基础模型的区别与联系等分析,尝试在基本、组合、高级3个层次上划分与研究基础模型,讨论相应的模型表述,为进一步研究TGIS模型提供一些设想和参照.     

基于元胞自动机模型的企业战略选择研究

为了研究在区域市场环境和自身竞争能力影响下企业战略选择的过程及趋势,建立了一个基于元胞自动机的演化模型.并在该模型的基础上模拟了企业战略的选择过程.模拟结果与实践中不同条件下所观察到的特征相吻合,表明元胞自动机的微观演化机制是一种模拟企业战略选择过程的有效方法.     

热机不可逆热力循环新析

在分析实际发动机工作过程的基础上,利用有限时间热力学理论方法,建立了一种新的不可逆热机热力循环模型.根据建立的模型推导出了热机功率、效率及其相互关系的解析表达式,并进行了计算和讨论.该模型包括了内可逆热力循环模型和考虑摩擦、热漏、内部耗散等不可逆因素时的热力循环模型,模型所反映的热机功率--效率特性变化规律与已经收集到的实际热机功率--效率特性曲线相吻合,与实际发动机工作过程相一致.结果表明:建立的模型比较简洁、全面地反映了热机实际工作过程,更具有普遍性.     

考虑材料劣变过程的桥梁地震易损性分析

建立了一套基于概率和非线性有限元的桥梁结构地震性能演变分析方法,分析了材料劣变过程;且结合人工神经网络(ANN)与蒙特卡罗(MC)方法,建立了结构随机能力模型;在能力模型的基础上,通过增量动力分析(IDA),建立了考虑材料劣变过程的需求模型,从而形成地震易损性曲线;并以一座斜拉桥的主塔为例,利用所建立的方法研究了随着服役年限增加结构易损性的变化规律.研究成果可为桥梁的全寿命设计、既有桥梁的运营以及地震风险评估等提供理论依据.     

描述微裂纹成核与扩展的疲劳损伤多尺度模型及其应用

利用多尺度模拟的方法建立了针对疲劳损伤累积过程中微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤多尺度模型,对模型的有效性进行了实验验证,并将其应用于变幅疲劳载荷下某装甲车传动轴的疲劳寿命评估中.研究结果表明,所提模型能同时预测宏观尺度疲劳损伤与细观尺度微裂纹的成核与扩展率,利用该模型所预测的宏观疲劳损伤值与实验所测值相符.该模型既能合理地描述宏观尺度下不同应力水平的疲劳损伤演化过程,又能综合反映细观尺度下微裂纹的成核与扩展行为.利用这种多尺度疲劳损伤模型可以预测结构在疲劳微裂纹成核与扩展阶段所消耗的疲劳寿命,为各类结构疲劳损伤累积过程评估和准确进行寿命预测提供了一种新途径.     

材料凝固时晶粒生长-粗化的二维元胞自动机模型

建立了模拟凝固进行时晶粒成核、生长与粗化过程以及凝固完成后晶粒粗化过程的二维元胞自动机模型,模型中将原子在固/液界面、晶界面的迁移过程以概率的方式表现在元胞网格演化的规则中.模拟结果表明,所建立的模型可以合理地描述晶粒在凝固过程中的生长-粗化过程.应用本模型分析了冷却率、结晶取向数、温度等因素对于晶粒微观结构演化的影响.研究结果表明:大冷却率有助于得到细小的晶粒;当结晶取向数大时晶粒较小;保温温度低会抑制晶粒粗化.     

水平集方法在两相体系颗粒运动数值模拟中的应用

两相体系中颗粒或颗粒群的运动存在于许多工业过程中,建立了描述两个颗粒(液滴或气泡)在另一液相中运动和变形的三维模型,颗粒的界面用水平集方法捕获,耦合了水平集函数的Navier-Stokes方程用控制容积法和SIMPLEC算法进行求解. 用所建立的模型和算法研究了两种情形下的颗粒运动:两个空气气泡在玉米糖浆溶液中的运动和凝并过程,及两个煤油液滴在静止水相中的运动和变形过程,同时也做了两气泡运动的二维模拟. 两气泡运动的三维模拟结果与他人的实验结果比较一致,二维模拟结果与他人的二维数值模拟结果也比较一致,说明所建立的三维模型及算法能够描述两个气泡或液滴在另一液相中的运动和变形过程.     

服装单件生产流水线仿真优化

为探究服装单件生产流水线的设计与仿真优化过程,基于工序编排的原则,得到了女士棉服的单件生产流水线编排方案。通过工序拆分、工序重组等优化方法对上述流水线安排方案进行优化,并建立了生产流水线结构模型。利用所建立的模型进行女士棉服的单件生产流水线仿真研究,并将仿真过程与实际生产进行对比。结果表明,所建立的模型可实现对服装单件生产流水线的仿真模拟,整个试验过程与实际生产吻合较好。该研究方法及其结果为后续不同形式的服装生产流水线仿真优化奠定了基础。     

燃气蒸汽联合循环燃料系统动力学建模的分析研究

为了提高燃气轮机联合循环动力学建模的精度和适用范围,对影响燃料量的因素进行全面分析.提出将燃料量作为复合自变量进行燃料系统建模的必要性,确立以燃料指令、分配系数、机组负荷、转速和燃料低位发热量作为其简单自变量,采用模块化的灰箱建模法建立燃料系统动态模型.对仿真与实际机组的燃料指令和流量之间的匹配关系进行了研究,提出以燃料设计热耗量为枢纽的仿真系统燃料流量修正方法,建立了更加精确的稳态模型,提高了联合循环动力学模型对于燃料种类变化的适应能力.利用所建立的模型对气、液燃料的切换、混烧过程及机组起动过程进行了数字仿真,分析研究了其动态特性,表明该模型的精度和适应性得到明显的提高.     

基于Matlab/Simulink的A-TIG焊缝跟踪系统建模与仿真

为了探讨基于A-TIG焊的焊缝跟踪技术,根据A-TIG焊的电弧电压特性,建立了A-TIG焊在焊接过程的电弧电压数学模型,确定利用积分差值方法为其焊缝跟踪方法,利用Matlab/Sim-ulink建立A-TIG焊的焊缝跟踪仿真模型.建模仿真结果表明,所获得波形与实际测量结果一致,从而验证了所建立的电弧电压数学模型的正确性.研究结果为实现A-TIG焊缝跟踪提供理论指导.