板式反应精馏塔的模拟计算——修正的Newton-Raphson法

通过选择合适的迭代变量和分层迭代的方法,提出了一种计算机内存少、机时省且稳定收敛的板式反应精馏塔的数学模拟算法。该算法将模型方程分成内外两层迭代求解。内层以塔板上各组分的液相浓度为迭代变量,以物料衡算方程为残差函数,用Newton-Raphson法求解;外层以各板上汽相流量为迭代变量,用直接迭代法求解焓平衡方程。该算法能适用于非理想性较强,反应级数高于一级的系统。并附计算实例。     

地塞米松磷酸钠的反应结晶动力学

利用连续稳态法在混合悬浮混合产品排除(MSMPR)结晶器中研究了地塞米松磷酸钠反应结晶动力学。以粒数密度衡算方程为基础，由实验得到的晶体粒度分布数据，采用非线性最优化方法直接进行参数估计，确定了地塞米松磷酸钠晶体的成核和生长速率方程．动力学方程的分析结果表明，地塞米松磷酸钠晶体生长速率与粒度相关，合适的过饱和度、悬浮密度和温度是得到理想地塞米松磷酸钠晶体的关键因素．     

有固相析出的多效两段蒸发 系统模型与过程模拟

建立了带有冷凝水闪蒸的有固相析出的多效两段蒸发系统的常规设计数学模型,模型将系统的相平衡关系用回归式表达,使模型可以用计算机编程求解,避免了手工计算结合查相图的烦琐的计算过程;利用矩阵方程具有结构清晰和高度模块化的特点,将系统的物料衡算和热量衡算方程组写成矩阵方程的形式,只要保留或舍弃矩阵方程中的相关块矩阵,模型就能代表没有冷凝水闪蒸或没有固相析出的多效两段蒸发系统常规设计模型;采用迭代法结合矩阵法来求解模型,算例表明,冷凝水闪蒸对多效两段蒸发系统是有效的节能措施,算法收敛速度快、收敛稳定性好。     

用二元随机聚结-破裂模型研究六氨氯化镁的结晶动力学

采用连续稳态MSMPR反应结晶器,结合聚结-破裂生死函数粒数衡算模型对六氨氯化镁的结晶动力学进行了研究。通过改变传统破裂生死函数的表达形式,摆脱了等体积破裂假设限制,从而提出了改进后的二元随机聚结-破裂生死函数模型。在采用该模型对产品的粒度分布(PSD)数据进行离散变化求解后,获得了六氨氯化镁的结晶动力学参数。     

对二甲苯悬浮结晶与晶体流动分布特性研究

为深入研究对二甲苯悬浮结晶过程与晶体流动分布特性，明确影响结晶的关键因素，将欧拉-欧拉多相流模型与粒数衡算方程(PBM)耦合，关联晶体成核速率和生长速率方程，模拟求解了对二甲苯的结晶与分布情况。结果表明：随着流动时间的增加，结晶器内的混合程度逐渐增加，30 s后流场基本保持稳定。流体在结晶器内主要为内循环流动与局部涡流并存，各区域温度差异很小，晶体在涡流区域的体积分数大于涡流区域附近的体积分数。粒度分布最大位置位于结晶器下挡板以及底部，随着区域流速的增大，晶体体积分数逐渐减小，流速大于1.40 m/s时不利于晶体生长，在工业生产时应避免结晶器内流速大于1.40 m/s。结晶器内0.01 mm晶体的不均匀度为0.000 7,随着晶体粒径增大，大粒径晶体不均匀度逐渐增加；晶体粒度分布整体呈正态分布，其中0.03～0.05 mm粒径的晶体数量最多，占晶体总量的44.5%。本文实现了复杂流场下的结晶过程模拟仿真，所得结果揭示了结晶器内对二甲苯的成核生长规律，为优化创新对二甲苯结晶分离提供了依据和理论指导。     

抛物型方程的多层迭代快速算法

基于多尺度分析,提出了抛物型方程的多层迭代快速算法。选取空间H10(0,1)中的多尺度正交小波基函数来离散方程。构造了抛物型方程的一种高低频分裂迭代格式。并给出了数值算例,数值算例表明了算法的有效性。     

周期热传导方程优化控制问题的一种迭代解法

本文研究了一类以时间周期热传导方程为约束条件的优化控制问题，该优化问题旨在寻求使得目标泛函达到最小的源项.本文提出了一种迭代求解算法.该算法应用最优性条件将问题转化为两个耦合的时间周期热传导方程，然后将这两个方程迭代解耦，再以Gauss-Seidel模式交替求解.数值算例显示，算法的收敛速度对离散参数是稳健的.     

木糖醇的结晶动力学

应用粒数衡算理论模型,研究了木糖醇的结晶过程,分析了结晶过程的成核、生长机理和影响因素,采用间歇动态法测定了木糖醇的结晶动力学数据,回归了木糖醇的结晶动力学方程参数.研究表明升高温度有利于晶体成核,而且对于晶体生长的影响十分显著,同时当搅拌桨的形式一定时,成核速率随搅拌速率的增加而增大,晶体生长速率取决于溶质扩散速率和表面反应速率的综合作用.本研究为进一步提高木糖醇的工业结晶水平提供了理论依据.     

优化算法的量子动力学探讨

对优化算法量子动力学的基本理论进行了简要快报.以动力学的视角来认识优化算法的迭代演化过程,建立了优化算法的量子动力学方程.以量子动力学方程为理论平台,利用目标函数的Taylor近似,剥离出了优化算法的基本迭代操作,并构造出了量子动力学模型下优化算法的基本迭代过程.实验结果证明基本迭代过程具有良好的优化性能.优化算法的量子动力学证明了量子理论可以有效的描述优化问题和优化算法,并解决了长期以来优化算法领域缺乏完备理论基础的问题.     

多级闪蒸海水淡化系统的优化设计

在考虑盐水温度、质量浓度等物性参数的基础上,对多级闪蒸海水淡化系统进行了优化设计,建立了严格的数学模型.引入了热回收段级数、热排放段级数和盐水循环比3个变量,以年度费用最小为目标函数,运用混合遗传算法进行求解,并给出了1个算例分析.     

基于凸组合技术的加速FR型共轭梯度算法

为高效求解非线性方程组问题,利用凸组合技术设计一个新型搜索方向,同时结合加速线搜索技术,提出一个新的加速FR型共轭梯度算法.在合理的假设下,新算法拥有全局收敛的良好性质.数值试验结果表明,新算法总体上优于经典FR算法和三项FR算法.新算法继承了修正FR方法的良好数值效果、充分下降性及信赖域特征,并具有计算简单和存储量小...     

一种配电网Zbus潮流算法

针对Zbus高斯算法处理配电网PV节点能力弱、计算量大,忽略平衡节点的三相不对称问题,提出一种新的配电网Zbus潮流算法.该算法从基于叠加原理的改进Zbus算法出发,用补偿法处理PV节点,对网络方程进行虚实部分解,得到简单的雅克比矩阵;通过引入内电势节点来处理平衡节点处的三相电压不平衡问题.算例分析表明该算法计算速度快,收敛性和稳定性较好,克服了Zbus高斯算法的弱点.     

考虑摩擦时平面机构动态静力分析的数值解法

该文提出考虑摩擦时平面机构动态静力分析的数值解法。该法以构件为示力体,建立矩阵形式的平衡方程,并给出求解平衡方程的选代格式。此外,该文还推导了平面运动副摩擦力(矩)等的解析表达式。在这些公式和有关约定下,可不画示力图而直接写出平衡方程,为平衡方程的自动生成奠定了理论基础。     

求解约束优化问题的自适应免疫混合蛙跳算法

针对基本混合蛙跳算法存在收敛速度幔和优化精度低等不足,提出了免疫混合蛙跳算法.将免疫算法的信息处理机制插入到基本混合蛙跳算法中,免疫接种算子可以改善算法的搜索能力,以此引导算法的进程.同时通过自适应机制来维持种群的多样性,使得算法在保持开发与探索平衡的同时提高了收敛精度.通过对13个经典约束优化问题测试函数的仿真实验,表明了自适应免疫混合蛙跳算法在约束优化问题上具有很好的性能.     

有固相析出的逆流多效蒸发系统的新设计方法

提出了有固相析出的逆流多效蒸发系统常规设计的一种新方法,将系统的相平衡关系用回归式表达,使模型可以编程用计算机求解;将系统的物料衡算和热量衡算方程组写成矩阵方程的形式,采用迭代法结合矩阵法求解.在常规设计新方法的基础上,提出了系统的优化设计方法,以系统的年总费用最小为优化目标,以生蒸汽压力、冷凝器真空度及各效有效传热温差为决策变量,采用复合形法结合拉格朗日乘子法求最优解.算例表明,生蒸汽压力、冷凝器真空度对优化结果影响显著,优化设计比常规设计可节省年总费用9%左右.算法收敛速度快、收敛稳定性好.     

加权-对称超松弛迭代法

结合逐次超松弛迭代法（SOR）和对称超松弛迭代法（SSOR）的基本思想,给出了一类求解大型线性方程组的新迭代法：加权．对称超松弛迭代算法（WSSOR）,并在数值计算中给出了加权因子和松弛参数的最佳范围,实验表明新算法的收敛速度快、精确度高。     

板式换热器内两相流流量分配的模拟及实验验证

针对带有分配器的钎焊板式换热器内各支路的气液流量分配特性建立了预测模型.基于各支路的压降平衡方程,分别建立了板间流道和分配器流道压降计算模型;基于分配器处的气液分离关系方程,分别建立了两相流体在分配器处相分离和在分配器入口处液膜分布的计算模型.通过将压降平衡方程、气液分离方程分开迭代计算,开发了适用于模型的求解算法.模拟结果与实验测试数据对比表明,换热器总压降的相对误差在±20%以内,两相区高度的相对误差在±13%以内.     

三容水箱实验系统模型的建立

在三容水箱物料平衡的基础上,建立了系统方程,在平衡点对非线性函数进行泰勒展开,并进行简化处理,建立了三容水箱系统的模型。讨论了三容水箱实验系统构成典型的一阶、二阶、三阶对象．为系统的试验和进一步控制算法的研究提供了理论基础。     

蒸发结晶系统传热传质规律的研究

工业蒸发结晶是一个复杂的多相传热与传质过程,其传热传质规律直接决定着晶体的成核和生长,并最终决定产品的粒度分布。根据双步结晶理论,对蒸发结晶的成核和生长动力学进行分析,建立了成核和生长的理论模型。该模型准确描述了蒸发结晶的生长规律,对其中参数的求取和分析可以确定结晶的控制步骤。研究以氯碱工业中烧碱提纯单元NaCl蒸发结晶为例,通过对模型参数的求取,分析NaCl蒸发结晶过程的控制步骤。结果显示,在高温和低流速下,NaCl结晶受扩散过程控制。从而以扩散控制理论为基础,建立了NaCl蒸发结晶的传质传热模型。综合考虑了温度、流速、过饱和度、晶体粒度对结晶粒度分布的影响规律,建立了涵盖各个参数的数学模型。结合粒数衡算,进行了模型计算,得到结晶粒度与操作参数的关系。模型计算结果与实际结果吻合良好,表明该模型可以很好地表示蒸发结晶过程中各操作参数对结晶粒度分布的影响规律。     

ASCⅡ码代换法配平化学方程式及其程序化

本文报导利用微机ASCII码与化学元素符号之间的关系,构造了比较简单的数学模型。并遵循质量守恒定律,提出了一种通用性较好的微机配平化学方程式程序,从而可以在微机上准确配平、并按规范格式打印出化学方程式。