液力变矩器的叶片数神经网络模型

针对一元束流理论无法量化表达叶片数对液力变矩器性能影响的缺陷和基于三维流体解析的液力变矩器叶片数设计中大组合、大计算量等难题,提出液力变矩器的叶片数神经网络模型。在结合台架试验数据确认三维流体解析结果准确的基础上,利用正交试验法合理地安排试验,并以三维流体仿真结果作为反向传播网络的训练样本;为提高反向传播网络的设计效率及收敛精度,引入遗传算法来优化反向传播网络的初始权重,训练后的反向传播网络可以对非训练样本集合的液力变矩器性能实现准确预测。研究结果表明,叶片数神经网络模型是基于整机性能匹配的液力变矩器定制化设计的桥梁,对提升整机作业效率具有重要的工程应用价值。     

冲压叶片厚度对液力变矩器性能的影响

以某型冲焊型液力变矩器为基础,对叶片厚度设计了全因素试验,结合流场数值模拟分析不同叶片厚度对变矩器外特性的主效应影响和交互效应影响.结果表明主效应影响随着叶片厚度的增加而使变矩器能容下降,而叶片厚度的交互效应影响并不明显.进一步分析叶片厚度对于性能影响的数值变化,结果表明叶片厚度的增加导致了液力变矩器传递转矩的下降,并且这种下降程度是由慢到快的.根据性能的影响研究对冲压叶片厚度进行优化,结合实际工程板材厚度确定叶片厚度并进行试验验证.与泵轮转矩随叶片厚度的变化规律类似,涡轮转矩随叶片厚度的增加而下降,尤其是在变矩器低速比区域下降幅度较大.叶片厚度在3 mm之内时,每增大0.5 mm厚度,涡轮转矩值下降幅度在0.5%;当叶片厚度超过3 mm时,涡轮转矩变化加快,每增加0.5 mm,泵轮转矩最大变化约为3.8%.      

液力变矩器工作轮叶片的计算机辅助设计

本文主要提出了以双纽线形式绘制平面叶型,描述了双纽线的特性、叶片展开图的绘制过程及叶片加厚、内外环流线叶片骨线倾角确定方法。并以FB323型液力变矩器为示例,编制了工作轮叶片设计计算程序和绘图程序,用电子计算机绘出了液力变矩器循环圆形状,内外环流线及中间流线展开图以及正投影图,初步实现了叶片设计方法的系统化、规范化和电算化。     

基于液力变矩器流固耦合的叶片厚度设计方法

基于经验性流线公式的液力变矩器叶片厚度设计方法,因难以表达变矩器叶片与流体间的耦合变矩关系,易造成变矩器性能低下.针对此问题提出基于液力变矩器内流固耦合的叶片厚度设计方法,即以高精度流固耦合数值解析的液力变矩器性能为评价,在满足叶片应力强度与叶片厚度变化曲率约束下,推导出叶片厚度曲线方程.通过液力变矩器设计实例,显示液力变矩器叶片厚度分布与其流场分布具有强相关性,验证了此方法对提高液力变矩器变矩比、效率和动力性能的有效性,可作为液力变矩器叶片厚度设计的工程化设计参考流程.     

基于响应面的液力变矩器叶片优化设计

针对现有变矩器性能分析方法的不足,在液力变矩器三维流场数值模拟的基础上,采用响应面法对叶片进行优化．首先根据变矩器流场模拟结果,并考虑机械损失的影响,计算变矩器效率、变矩比等输出特性; 然后以最高效率为优化目标、起动变矩比为约束条件、二阶多项式为响应面函数,采用正交试验法设计试验样本,建立叶片优化模型并进行优化计算．计算结果表明,优化后变矩器的最高效率提高了3 个百分点,起动变矩比提高了4. 5%,证明该液力变矩器叶片优化方法可行．     

基于典型工况液力变矩器匹配性能的优化

针对目前发动机与液力变矩器匹配方式存在的不足,为合理优化液力变矩器与发动机的匹配性能,测试装载机典型工况下工作系统的载荷情况,并对测试数据进行处理,得到V型铲装工况下全功率匹配和部分功率匹配实际消耗的转矩。以灰色关联度为基础建立液力变矩器与发动机匹配的多目标优化模型,根据处理后的试验数据对某ZL50装载机的液力变矩器有效循环圆直径进行优化,优化后整体匹配性能提高3.8%。研究结果表明：基于典型工况的优化方法能够提高发动机与液力变矩器的匹配性能,可以为液力变矩器的优化设计和合理匹配提供参考。     

采用代理模型的液力变矩器性能优化设计

为解决液力变矩器性能与叶片形态变量间的复杂映射问题,提高设计效率与精度,提出了采用代理模型取代三维流体计算方法,并结合寻优算法对液力变矩器的性能进行优化设计的方案。首先,在标定基于CFD仿真的液力变矩器性能响应结果前提下,利用正交设计方法,获得液力变矩器性能的大自由度仿真试验数据;然后,分别设计响应面以及神经网络2种代理模型,获取变矩器叶片角变量与其性能的映射关系,比较分析其建模效率和精度;最后,以某型号双涡轮液力变矩器启动变矩比及低速比区最高效率最大化为设计目标,分别通过2种代理模型应用NSGA-Ⅱ算法获取优化方案。仿真结果表明:在同一试验数据下,响应面模型的建模效率较高,神经网络模型的变量设计空间外延性较好;采用神经网络模型优化得到的液力变矩器模型与依照出厂参数设计的液力变矩器模型相比,其启动变矩比及低速比区最高效率分别提高了14.27%和10.24%,与采用响应面模型优化得到的液力变矩器模型相比分别提高了4.36%和1.53%。     

液力变矩器性能特性的数学模型

通过对液力变矩器的性能特性进行分析,提出了多种形式的液力变矩器性能特性的数学模型,并以实例加以说明。     

液力变矩器性能分析

应用计算流体动力学 (CFD)方法 ,采用非结构网格和稳态交互面技术模拟了液力变矩器三维内流场 ,并与试验相对照 ,验证了数值模拟的正确性 .分析了泵轮、涡轮进口面、中弦面、出口面的流场特征形态及中弦面的二次流动现象 ,计算了泵轮、涡轮进口面至出口面能量损失分布 ,分析了涡轮叶片动量矩的分配 .     

液力变矩器性能特性的数学模型

通过对液力变矩器的性能特性进行分析,提出了多种形式的液力变矩器性能特性的数学模型,并以实例加以说明．     

车身低速碰撞吸能结构的优化设计

针对汽车低速正面碰撞时车身部件的抗撞性优化问题,选择了碰撞盒结构作为研究对象,运用二次回归正交组合试验设计方法合理分布试验点,并结合最小二乘法构造出整体质量、吸能值及最大碰撞力关于板厚的响应面模型;综合考虑实际车身部件板厚范围及轻量化要求,采用自适应响应面法对响应面模型进行了优化设计.结果表明,提出的碰撞盒结构优化方法及流程具有较高的精确性和有效性.     

统计学分析方法应用于乳酸乳球菌培养基的优化

应用Plackett-Burman设计法对影响乳酸乳球菌发酵的培养基主要组分进行筛选,确定了影响乳链菌肽效价的关键因素为酵母浸粉、葡萄糖和K2HPO4.在此基础上,采用响应面法(RSM)优化乳链菌肽发酵培养基.结果表明,当酵母浸粉质量浓度为22.35g/L,葡萄糖质量浓度为24.80g/L,K2HPO4质量浓度为13.65g/L时,乳链菌肽产量最大,此时,乳链菌肽产率为2157IU/mL.实验验证,最佳条件下乳链菌肽产率为2115IU/mL,预测值与验证值吻合得较好.     

基于响应面方法的转向梯形优化设计

在考虑悬架跳动时前束角变化的情况下,为实现对车辆转向运动学的最优化,以某小型皮卡车为研究对象,利用ADAMS/CAR软件建立前悬架和转向总成虚拟样机模型,进行转向和轮跳仿真实验。以内、外球头的空间坐标为优化变量,分别以阿克曼误差的均方根和前束角的变化范围为目标,运用DOE方法进行2次试验设计;根据实验结果分别对影响阿克曼误差和前束角的影响因素进行灵敏度分析,运用响应面方法(RSM)拟合出回归模型。利用MATLAB优化工具箱在约束前束角的情况下,对阿克曼误差进行优化,得到硬点的最优值。研究结果表明:在前束角的变化范围减少10%的前提下,转向机构在0°~25°常用转向角度,阿克曼误差减少51.27%。优化后的结果明显地改善了转向的运动学特性,并且避免了单独优化转向,对前束角造成的影响。     

基于DOE及RSM的单线圈磁流变阻尼器优化设计及动力性能分析

设计了一种单线圈磁流变阻尼器,并推导其阻尼力数学模型.为使磁流变阻尼器在固定尺寸内得到最优性能,采用实验设计(design of experiments,DOE)和响应曲面法(response surface methods,RSM)相结合的方法得到磁感应强度与设计变量的近似响应函数,建立目标函数并求解得到最优几何参数.对单线圈磁流变阻尼器进行电磁场仿真和动力性能仿真;搭建动力性能测试试验台,分别测试优化前后阻尼器在不同电流、频率、振幅及速度下的动力性能.实验测试结果表明,优化前阻尼器最大输出阻尼力仅有253 N,优化后阻尼器的最大输出阻尼力可达560 N;优化前阻尼器最大可调范围为3.7,优化后阻尼器的最大可调范围为4.8,输出阻尼力随电流变化连续可调,具有良好的动力性能.     

Effects of Influencing Factors on Fenton Oxidation of Antibiotic Pharmaceutical Wastewater by a Statistical Design Approach

A series of batch-scale experiments were completed to investigate the effects of operational parameters on chemical oxygen demand (COD) removal by Fenton reagent for antibiotic pharmaceutical wastewater (APW). The significance of five operational factors including the mass ratio of H2O2/COD (g/g), the mole ratio of H2O2/Fe2+ (mol/mol), initial pH, oxidation temperature T, and reaction time t were evaluated statistically by Box-Behnken design (BBD). It was found that the five parameters were all significant to the COD removal efficiency by t-test, as well as the interactions between mass ratio/reaction time and oxidation temperature/reaction. The optimal COD removal efficiency (89.50%) was achieved when the mass ratio of H2O2/COD and the mole ratio of H2O2/Fe2+ were 3.00 and 5.00 respectively, with pH value of 3.68 at 298K for 72min reaction. A quadratic regression model with 0.9907 regression coefficient (R2) was developed which had good agreement to the experimental data.     

响应面法优化金叶银杏落叶总黄酮提取工艺

优化金叶银杏落叶中总黄酮的提取工艺.分别研究单因素液固比、丙酮水比、提取温度、提取时间对总黄酮含量的影响,然后在单因素实验基础之上利用响应面法确定优化金叶银杏落叶中总黄酮的最佳条件.结果显示最优提取工艺为:液固比13.52m L·g~(-1)、丙酮-水比71:29、提取温度54.82℃、提取时间2.97 h.     

酒糟中蛋白质的提取工艺

采用响应面法优化酒糟中蛋白质的提取条件.在单因素实验的基础上,选取醇碱比、固液比、提取时间为影响因子,应用Box-Behnken中心组合进行3因素3水平的实验设计,以蛋白质提取率作为响应值,进行响应面分析.结果表明,酒糟中蛋白质最佳提取条件为:提取时间87.2min,固液比(g/mL)为1:42.3,醇碱比为1:2.7,提取率预测值19.57%,验证值19.40%,与预测值的相对误差0.88%.     

Medium Optimization of Tetraselmis sp.—1 Using Response Surface Methodology

Response surface methodology (RSM) is used to optimize the medium of Tetraselmis sp.-1 which is cell fused microalgae capable of growing under mixotrophie condition. Empirical models are developed to describe the relationships between the operating variables (glucose, urea, sodium dehydrogenate phosphate, sodium chloride) and responses (cell density). Statistical analysis indi-cates that glucose and urea have significant effects on the microalgae cell density, but other two factors (sodium dehydrogenate phosphate, sodium chloride) have no obvious effect. The path of steepest ascent is used to approach the optimal region of medium ecanposition. Optimal cell density(2. 638 g dry weight/L) was reached when the operating conditions were glucose concentration(30.75 % ), urea concentration (0.440 g/L), sodium dehydrogenate phosphate (15mg/L) and sodium chloride (28 g/L).     

无土栽培用非织造布基质针刺工艺的优化

根据Design—Expert软件设计的实验方案，以及非织造布针刺工艺，生产17个以棉纺厂的下脚料为原料的非织造布基质．采用响应曲面法，建立针刺工艺参数与基质主要物理性能和草坪综合评价的数学模型，实现基质针刺工艺的优化．并根据各指标的响应曲面图，分析影响基质物理性能的主要工艺参数．     

洗毛用枯草芽孢杆菌产蛋白酶发酵条件优化

 用响应面法(Response Surface Methodology,RSM)对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）液体发酵产蛋白酶的发酵条件进行快速优化。首先运用逐因子试验确定Bacillus subtilis产蛋白酶的最佳碳源和氮源分别为糊精和玉米粉。在此基础上,通过Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估,并筛选出具有显著效应的3个因素：糊精、玉米粉和酵母膏。在用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用RSM法对以上3个显著因子的最佳水平范围进行研究,通过对二次多项回归方程求解,确定其最优发酵条件为：糊精11.568g/L,玉米粉22.462g/L,酵母膏10.202g/L,NaCl 5g/L。初始pH值为7.0,37℃培养48h。最终优化后的酶活达到3281.79U/mL,比初始酶活2463.95U/mL提高了33.19%,证明RSM法优化洗毛用Bacillus subtilis产蛋白酶发酵工艺是可行的。