环境流体中的熵平衡方程和动力熵产生

熵平衡方程是非平衡态热力学的基础.但是目前的经典熵平衡方程,内能中不合理地隐含着流体微团组分相对于质心运动的动能,并非热力学意义上的平均分子运动动能.文中以内能仅为平均分子运动动能概念为出发点,重新推导得到了修正的熵平衡方程.在熵平衡方程中导入动力熵产生,使熵平衡方程能以显式表述动力过程.这时熵平衡方程不仅描述了一个热力学系统的不可逆过程,而且描述了动力可逆过程所造成的系统熵变化.使熵平衡方程能描述热力学系统状态和发展方向,更为合理且更具有普遍性.     

(火用)平衡及其在磁流体发电热力方案分析中的应用

本文阐述了作者对以热力状态参数《》为基础的平衡法及其在分析热力设备时的优点的意见。简要地对热平衡法和平衡法所确定的损失的不同点作了比较,讨论了以效率来鉴定热力过程完善性的问题。然后就磁流体发电装置热力循环的两个方案作出了平衡和流图以为例释,并将各热力过程画在焓、一熵图上。     

温熵函数及其在准静态过程中的应用

简要分析了温熵函数在准静态过程中的应用,给出了由温熵函数确定过程吸放热和温度极值点的方法,对循环效率的计算进行了初步的探讨。     

热力学与生命现象研究(综述)

利用热力学熵增原理解释生物体系自组织现象的非平衡态。综述微量量热法在生命科学生物代谢过程中的应用及生物热分析在生命系统生理过程研究中的应用。     

毛细管电泳中溶质系统的熵平衡方程

采用非平衡热力学的研究方法,提出了溶质系统在毛细管电泳（ＣＥ）分离过程中的熵平衡方程．指出了各种非平衡因素不仅使溶质带展宽,同时也促使溶质带间分离．阐明了溶质系统的熵平衡方程是整体优化ＣＥ分离大系统的基础．     

高温H2O-H2系统透平设计

针对高温镁水制氢过程中产生的高温水蒸汽-氢气(H₂O-H₂)二元混合气体，为实现余热回收，提高能源利用效率，提出一种适用于高温下H₂O-H₂二元混合气体的透平设计。采用响应曲面法与计算流体动力学耦合的优化设计方法(RSM-CFD方法),设计出适用于高温H₂O-H₂混合工质的单级汽轮机叶栅结构。并应用计算流体动力学软件(CFX)对该单级汽轮机叶栅结构进行三维气动性能分析，结果表明：高温H₂O-H₂混合透平内功率为1 500 W,等熵效率达到70%,该混合工质透平气动性能优良，可满足设计要求。该设计方法对其他混合工质透平设计具有一定的指导作用。     

有机朗肯循环径流式汽轮机结构尺寸及等熵效率研究

针对现有的有机朗肯循环(ORC)理论优化研究中指定膨胀部件等熵效率为定值这一分析方法的不足,研究了不同压比和绝热指数对径流式单级汽轮机结构尺寸和等熵效率的影响,为基于该类膨胀部件的ORC理论优化研究提供膨胀部件等熵效率的取值依据.结果表明:汽轮机制造条件限制了高绝热指数的工质实现高压比的循环工况;A类情形(绝热指数1.1~1.5)下,汽轮机无量纲结构尺寸大体相同,等熵效率变化规律相似;B类情形(绝热指数1.6~2.3)下,汽轮机无量纲结构尺寸和等熵效率均随绝热指数的变化而明显变化;间隙损失是影响A类情形下汽轮机等熵效率变化规律的主要因素;更高的二次流损失和间隙损失是造成B类情形汽轮机等熵效率低于A类情形的主要原因;各个工质工况间汽轮机等熵效率值的差别最大可达15%左右.     

压缩机等熵功的精确计算方法

压缩机的效率是衡量其完善性的重要指标,压缩机的等熵功是计算效率的一个基本参数,因此需要给出精确计算值。本文根据等熵过程始态、终态熵相等的原则,提出了一个计算往复活塞压缩机等熵过程理论循环功的精确计算方法,应用该方法可以提高压缩机效率的计算精度。该方法还可以方便地编制计算机程序。通过实例,对文中提出的精确计算方法和常用的压缩机等熵功计算方法的计算结果进行了比较,并对两者的差别进行了分析。     

基于gPROMS的渗透汽化过程分析与优化

本文采用Fick定律描述传质过程、Arrhenius方程描述扩散系数,建立用于乙酸酯化生产乙酸乙酯过程中粗酯渗透汽化分离计算过程的数学模型,在gPROMS软件中采用联立方程法对模型进行求解。在实际应用中采用单级膜组件较难达到分离要求,采用膜组件串联流程分离粗酯,以乙酸乙酯产品摩尔分数0.990为分离要求,以膜系统年度总费用最小为目标函数,优化膜系统的膜组件级数和单级膜组件面积。考察进料条件包括进料流率、温度和组成对最优膜系统的影响,指导不同进料条件下的优化设计。结果表明:采用3级单级膜面积为260 m~2的膜组件时,膜系统总费用较低。随着进料流率的增大,最优单级膜面积增大,当膜面积超过370 m~2时最优膜组件级数由3级增加为4级;随着进料温度的升高,最优单级膜面积减小,最优膜组件级数不变;随着进料组成中乙酸乙酯含量升高,最优单级膜面积减小,当采用2级膜组件完成分离任务时单级膜组件面积小于370 m~2,最优膜组件级数减少为2级。     

自组织现象的热力学分析

作者从几何热力学的角度出发分析了自组织现象，并利用相空间的微观状态数计算了具体模型的熵值变化，分析了在沙堆的演化和沙崩过程中熵值变化的内在机制，研究表明，在自组织现象发生的过程中，自由能减少，但熵增加，作者还说明了自组织现象不仅在远离平衡的非平衡系统发生，而且在近平衡条件下也可能发生。     

基于相对熵排序的舰船总体方案评价方法

针对舰船概念设计阶段的总体方案评估论证问题,提出了一种基于相对熵排序的舰船方案评价方法.首先提出了可全面反映舰船综合能力的经简化后的舰船方案评价的指标体系,然后考虑群决策中的专家意见集成问题.采用基于粒子群优化群体判断矩阵的Hadamard凸组合来集结专家意见得出底层评价指标权重,再引入基于相对熵的多属性排序方法对各舰船总体方案进行综合评价.形成了可支持多专家群决策,能有效反映各方案本质差异的舰船方案评价模型.应用实例对比分析表明,该方法可为舰船研制方案总体评价提供一种可行、有效的新途径,并可直接用于舰船设计方案的权衡、优化工作等方面.     

路网交通流二层规划模型及其极大熵解

分析交通网络系统的特点,研究混合交通OD结构的关联性,在定量分析路网交通流受交通容量、交通安全及交通服务能力等条件限制的基础上,研究路网利用效益最大化及路网交通流量最大化问题,构建一种路网交通流的二层平衡规划模型。利用先验分布理论和极大熵原理,给出模型的极大熵函数解,进一步证明解的存在与唯一性。模型一方面描述了管理部门对路网交通的优化配置,一方面描述了出行者充分利用路网资源的最优选择。最后通过一个实例,分析模型计算的相关结论。     

基于最大熵原理的炸药能量和感度评价及应用

 为对炸药的能量和感度进行准确把握,以最大熵作为评价标准建立了炸药能量和感度的评价方法。结果显示,不敏感单质炸药性能均衡性优于高能炸药,由此推断出炸药能量和安全性之间存在相互转化关系。将此评价方法应用于混合炸药配方设计可获得能量和感度更加均衡的配方,结果显示,以NQ作为RDX、HMX的钝感剂可使能量和感度的均衡性获得明显改善。最后以RDX/NQ/TNT-25.5/34.5/40配方制备试样进行爆速和枪击感度测试,实验结果显示试样相对国内现有梯黑炸药能量仅略微降低,但安全性能明显改善,证明本配方设计方法的可行性。     

一种基于种群熵估计的自适应遗传算法

为获得运行过程中对搜索空间勘探和开采的平衡 ,该文提出了一种基于种群熵估计的参数自适应遗传算法。该算法每一进化代的新种群由保留、繁殖和随机 3部分子种群组成 ,其数量则由相应的参数进行控制。通过引入种群熵的概念对种群内个体的多样性进行度量并使用一种简单的方法对其进行估计以确定各控制参数 ,该算法实现了参数的自适应调节。试验结果表明该算法能够有效协调勘探和开采 ,在处理复杂问题时表现出较高的性能     

边坡稳定性的等效塑性应变熵评价方法及工程应用

岩土体边坡是一个开放的、耗散的系统,边坡滑动失稳即为重力或外力或环境变化等作用下滑动体由静止开始运动直到破坏,即为由无序向有序的发展过程。本文基于信息熵理论,建立了边坡滑动变形过程中的等效塑性应变熵值方程,通过对实际边坡变形发展过程中等效塑性应变熵值进行计算分析得到,稳定边坡的熵值随时间逐渐增大,无下降段;滑动边坡的熵值随着滑坡的发展呈现先增后减最终稳定的变化规律,分别对应边坡土体单元塑性应变总体增加、塑性应变在滑动面附近逐渐集中、边坡滑动三个阶段,由此可对边坡所处状态作出评判;也为边坡稳定性判定提供了一种新思路。     

基于平均熵值的多点地质统计建模参数优选方法

多点地质统计建模方法通过训练图像获取空间结构和相关性统计特征,重建结构复杂的储层地质模型,为提高油气预测效果服务。不同建模参数的选择会直接影响计算效率和模拟结果,因此选择合适的建模参数至关重要。鉴于传统参数灵敏度分析方法的不足,提出一种基于模式均熵的多点地质统计建模参数优选方法,采用Hsim相似度对随机模型和训练图像的模式均熵差异进行量化分析。以多点地质统计建模参数——样板尺寸为例,计算建模参数集和训练图像的空间及结构特征相似度,建立基于模式均熵差异的空间相关性评价指标和建模参数的拟合曲线,将相关性评价曲线趋于平稳的拐点所对应参数值作为最优参数。实验结果表明,相比传统参数优选方法,基于单点熵代替两点熵进行平均熵值计算的新方法可以准确客观地优选出多点地质统计建模算法的参数。     

有限需求信息下基于最大熵原理的风险厌恶库存模型

针对风险厌恶的库存决策者,建立了基于条件风险值(CVaR)的单周期库存模型.在仅知需求区间、均值和方差信息情况下,采用最大熵原理估计了两种条件下的需求分布.结果显示,在仅知需求区间、均值和方差信息时,决策者应分别采用均匀和指数分布作为潜在的需求分布.在此基础上,进一步推导了基于CVaR的库存订货策略及其绩效情况.模拟结果表明,同真实需求分布下的最优情况相比,基于最大熵原理的库存策略虽然会导致绩效损失,但损失比例很小,表明基于最大熵原理的订货策略具有良好的鲁棒性.     

柳10块剩余油分布规律的研究

针对进入高含水期的柳10块油田的剩余油分布进行深入研究,根据圈闭成因、形态特征等拟采用水驱特征曲线法、物质平衡法、单井出口端含油饱和度计算法及动态综合法分析计算研究区剩余油饱和度,通过建立剩余油动态模型及油藏的数值模拟,将各油层的剩余油饱和度反演成像,从而确定可采区,加大对其勘探力度,对油田增产上储具有重要的意义.     

基于粗糙熵和K-均值聚类算法的图像分割

针对基于粗糙熵的图像分割算法不能满足复杂图像的多类目标提取的需要,本文先利用K-均值聚类算法对图像进行区域分割,再利用基于粗糙熵的方法对分割结果进行目标提取,从而达到多阈值分割的目的。通过对遥感图像进行分割处理,证明了改进后算法的有效性。     

承压水漏斗水位预报的动态模型

从水均衡原理出发，建立了时变参数的承压水漏斗水位预报的动态模型，采用多层递阶方法求解模型，实例表明，文中模型预报效果较好，该模型能反映漏斗中心水位的动作特性，且不要求均衡区承压含水层为各项同性的均匀透水介质，既达用于预报，也可用于漏斗区水资源的规划设计和管理等，模型具有广泛的推广应用价值。