浅析物体系的势能

势能是物理学中的基本概念,本文将势能的两种定义法称为两种势能观。重点说明新势能观关于物体系势能的定义与计算,按新势能观,物体系可以是一个或多个物体。物体系的势能通常可以看作是内势能与外势能的总和。我国多数物理教材中所定义的物体系的势能,只相当于新势能观中的内势能。     

关于势能教学的讨论

本文以功能原理的建立过程为中心，对有关势能的严格定义，计算方法及性质等教学问题进行了一些讨论。     

应用能量方程确定简谐振动系统的振动周期

应用简谐振动势能定义及有量方程确定系统的振动周期，为求简谐振动的周期提供了一种较方便的方法。     

偶极子在一般外场中的能量与受力

讨论了偶极子在一般外场中的能量及受力问题,并分析了其受力性质,文章还指出在有旋场中也可以定义偶极子的平动势能。     

势能为什么是一个物体系所共有的?

一些教材虽然强调势能是物体系的，但一般说来未能深入阐明这一认识的依据。为此，文章以重力势能为例引发讨论。鉴于某一个力做功与参照系选择有关，指出保守力的做功应强调是一对作用力和反作用力做功之和保持不变，与参照系选择无关。并以这个作功之和的负值来定义势能的增量，以此来说明势能是属于物体系所共有的。     

多智能体网络有限时间聚集控制

为解决个体动态为一阶积分器的多智能体网络的有限时间聚集控制问题, 提出基于势能函数的控制方案。依据状态信息采用势能函数法设计了分布式非线性非光滑控制协议。基于微分包含、广义梯度和集值李导数的定义以及非光滑分析中不变集原理, 进行了有限时间稳定性分析, 给出网络可实现有限时间聚集控制的充分条件。最后通过仿真验证了理论方案的有效性。     

势能增量驻值原理与切线刚度矩阵的解构规则

基于有限位移理论应变能密度函数的定义, 利用Kirchhoff应力张量和Green应变张量, 推出了非线性分析中增量形式的势能驻值公式, 并证明了由势能增量驻值原理得到的增量平衡方程形式与由虚位移原理所得的结果完全一致. 然后, 根据势能增量驻值原理并利用泛函驻值条件, 得到了有限位移分析中T.L格式和U.L格式的切线刚度矩阵的解构规则. 利用该解构规则形成切线刚度矩阵的方法简单、直观, 通过平面梁元例题验证了可利用该方法求得任何单元或结构的切线刚度矩阵.     

噪声环境下复杂流形数据的势能层次聚类算法

基于势能的快速凝聚层次聚类算法使用一种全新的相似性度量准则,可以更高效地得到聚类结果。针对该算法无法有效处理含噪声的复杂流形数据的缺陷,提出噪声环境下复杂流形数据的势能层次聚类算法。通过势能递增曲线识别噪声点,在新定义的势能最大、最小2层数据上进行自动聚类,以确定类簇的大体框架,并在此基础上对整个数据集进行层次聚类。人工数据集上的实验表明,新算法可以有效处理噪声环境下复杂流形数据;真实数据集上的实验表明,新算法具有更优的聚类效果。     

势能的普遍表达式与势能参考点

根据势能的本质 ,提出了各类势能的普遍表达式 ,并据此简明地讨论了选择不同势能参考点时的势能形式     

考虑钉锚耦合的支护体系最小势能分析

为了深入探讨锚杆复合土钉支护体系的真实受力状态,提出了一种稳定性分析的新思路.基于钉锚耦合作用,将预应力施加影响考虑为一定范围土钉加固效果的弱化,建立了计算模型.势能函数考虑两部分:第一部分为预应力影响范围,包含附加应力下的滑体势能和锚杆势能;第二部分为不受预应力影响范围,包括滑体势能和土钉势能.最后根据最小势能原理进...     

弹簧振子的能量讨论

本文对弹簧振子作简谐振动的势能进行了讨论,阐明了重力势能的存在。     

弹簧弹性势能零点选取及其应用

在应用机械能守恒定律时 ,如何巧选弹簧弹性势能零点问题进行了探讨 ,并结合实例进行了分析。     

用最小势能原理求解支承系统问题

利用弹性力学中的叠加原理和等效原理,将支撑系统看作一个整体来研究,基于弹性力学中的能量守恒原理,以约束力为桥梁,假定各个约束力是依次作用于支撑系统,借助多个位移的叠加,推导出了支承系统的势能泛函公式,并利用最小势能原理,给出了求解支承系统问题的一种新算法。该算法简便、准确,能够较为广泛地应用于各类工程计算。     

竖直弹簧振子振动势能的初等解法

用初等数学知识求解竖直弹簧振子振动势能,验证了教材中的有关论述,加深了学生对保守力做功与势能增量关系的理解。     

微曝氧化沟+BAF污水深度处理能耗潜能分析与节能研究

 城市污水的深度处理必然成为未来发展的趋势,污水处理的能耗问题已经引起人们的关注。某城市污水处理厂采用的是微曝氧化沟+生物曝气滤池(BAF)的污水深度处理工艺,从该工艺处理流程的角度进行了能耗与工序潜能分析,将能耗与潜能联系起来进行了研究。结果表明,工序中微曝氧化沟耗电量最大,占污水处理工艺总电耗的54.59%,其次是进水泵房、污泥泵房和出水泵房,分别占总电耗的13.49%,9.56%和8.69%,曝气系统和污水污泥的动力系统仍是耗能的重点;整个处理工序中化学与生化潜能的减少量分别为231.6×10⁶kJ/d与201.5×10⁶kJ/d,污水进水时所含的潜能量高于整个流程总能耗,微曝氧化沟工序中能耗的上升与潜能的下降速度达到最快;最后,在此分析的基础上从工艺、电气设备和资源再利用3个方面提出了节能措施。     

混合变量的最小势能原理及其应用

应用修正的功的互等定理,提出了小变形线性弹性理论混合变量的最小势能原理。混合变量总势能对位移和应力取变分极值的欧拉方程和自然边界条件分别为平衡方程,静力边界条件和位移边界条件。以该原理为基础,导出了弯曲矩形板的相应原理。同时,应用该原理计算了一悬臂矩形板的弯曲。推导和分析表明,该原理兼有最小势能原理和广义势能原理两者的优点。应用显示,这是一求解矩形板弯曲的一般方法。     

质点与均质球的万有引力势能表式

给出了质点与均质球的万有引力势能表式 ,进而对该势能的不同表式进行了比较和分析 .     

公共建筑光伏系统太阳能利用潜力评价

面对不断增长的能源需求及减少碳排放的双重挑战,提高城市可再生能源利用率,降低建筑能耗,发展光伏建筑一体化应用,实现建筑与新能源产业的融合发展显得非常重要.本研究选取包商银行公共建筑光伏系统,依据内蒙古包头市独特的气候特征,利用Ecotect求取典型建筑表面全年太阳辐射模型,基于最优系统配置方式,从高峰期能源潜力、经济潜力、社会潜力3个维度构建了光伏建筑太阳能利用潜力评价模型,对包商银行光伏系统太阳能利用潜力进行评价.研究结果表明:在极端气候期间,包商银行光伏系统以总电力需求的12.5％来缓解高峰期当地电网的压力,将用能高峰延迟了2 h;光伏系统25 a生命周期净收益104.66万元,基于光伏系统单位造价为7.9元/W,上网电价0.8元/kWh的情况下,系统投资可在5.15 a内收回,且单位造价、政府补贴与投资回收期之间具有三维耦合关系;光伏系统寿命期内的环境效益为0.096元/kWh,社会效益为11.93元/kWh.此评价模型为城市中光伏建筑的推广及光伏产业政策的制定提供借鉴.