微波辐射计热定标源的研究与计算

描述了微波辐射计热定标源在本实验室的最新研究结果,给出了一种实验热定标源的结构和工作原理,并利用密集分布的散射粒子矢量辐射传输（DVRT）模型推导得出了一种可以计及隔离层多次散射效应影响的亮温计算迭代公式。数值计算证明该亮温计算公式是正确的,可以作为辐射计热定标源的一种更具普遍性的计算方法。     

圆柱源综合修正模型

通过对地源热泵换热器地下竖直埋管非稳态传热分析,提出了针对回填材料的热阻修正因子,并引入了热短路修正方法对循环水平均温度进行修正,同时在综合考虑对Carslaw柱源模型已有修正的基础上,提出了圆柱源综合修正模型.通过计算结果与实验数据的比较,证明了修正模型的准确性,并进一步分析了回填土、等价半径、热流不均匀、热短路等因素对土壤热物性参数计算结果的影响.     

适于CFD数值仿真的人体热调节模型建模分析

本文在深入研究人体热调节生理机制的基础上,根据热环境人体表面温度实验数据,提出了一种适用于CFD数值仿真的具有热调节行为的人体热模型,通过流固耦合数学模型,获得人体表面温度分布。     

基于MWN3D算法的岩石层3D热结构模型的反演方法

在三维热导方程波数域方法(MWN3D)的基础上发展了一种反演岩石层3D热结构的方法.该方法的核心是在使用表面热流数据的同时,假设热生成率在深度方向上为幂指数衰减规律,再通过调节地表等效热生成率的方式,满足地表温度基本上为一常数的强限定条件,最后得到岩石层3D热结构模型以及相应的地表等效热生成率分布.数值模型实验表明这一方法计算速度快,处理问题灵活.在观测数据和测量参数(特别是热生成率)不充分的条件下,该方法不失为一种可行的估计区域岩石层的3D热结构的途径.     

改进高斯烟团模型的多气体源泄露扩散模型

本文针对高斯烟团模型在多稳定气体源泄露扩散模型建立上的欠缺问题,提出多稳定气体源泄露扩散模型。根据气体源位置和环境风速信息,对坐标轴进行平移和旋转变换,构建变换后坐标和变换前坐标的数学转换公式,将多气体源的泄露扩散过程建模为多个高斯烟团的叠加过程,建立适用于预测多稳定气体源泄露扩散趋势的改进高斯烟团模型。最后,以研究多个氯气气体源泄漏扩散问题为例,基于改进高斯烟团模型,根据毒物浓度时间伤害准则对其泄漏后的危险区域进行划分。仿真实验结果表明,该模型具有较好的参考价值。     

多源热模型与高能质子-质子对撞中喷注的能谱和碎裂函数

评述了笔者和合作者以前提出和发展的多源热模型(或称多源理想气体模型),阐述了该模型的基本图像,针对几种物理量的分布规律讨论了发射源的空间分布.在此基础上,用该模型得到的多组分厄兰( Erlang)分布分析了高能质子-质子对撞中形成的喷注的能谱和碎裂函数,模型计算结果与相对论性重离子对撞机上质心系能量为200 GeV的质子-质子对撞的实验结果近似符合,表明高能质子-质子对撞中形成的喷注的能谱和碎裂函数服从组分数为1或2的多组分厄兰分布.     

数控机床热误差变参数GM(1,1)的建模

为提高数控机床的加工精度,减少热误差对零件加工质量的影响,对热误差变参数灰色GM(1,1)在线预测模型进行研究.变参数灰色GM(1,1)在线预测模型能直接运用热误差时间序列值进行单序列建模,并给出模型参数的逐步迭代公式,根据不断输入的新数据,变参数模型能利用迭代公式,及时修正模型参数.以某精密卧式加工中心为研究对象,对所提出的变参数灰色GM(1,1)模型进行应用验证,并与传统的,1)模型和新陈代谢GM(1,1)模型进行对比研究.对比分析的结果表明:变参数灰色GM(1,1)模型很好地解决了传统的GM(1,1)模型难以预测大样本数据和非线性变化趋势的问题,且比新陈代谢GM(1,1)模型建模运算量小、求解时间短.变参数灰色GM(1,1)模型的预测值与实验结果对比表明,该模型预测精度高、通用性好,适用于机床热误差建模预测,进而提高机床的加工精度.     

磁感应热疗联合125I籽源近距离放疗研究

 磁感应热疗植入合金热籽与放射籽源在尺度上处于同一水平,当热籽和放射籽源同时植入肿瘤组织,热场和辐射将共同作用于肿瘤细胞,提高肿瘤细胞的杀灭作用.本文应用电磁学理论计算射频磁场中热籽和放射籽源的产热功率.并将不同分布的热籽和放射籽源置于磁感应设备射频磁场中,调节磁场参数,观察不同条件下的温升曲线.同时研究了放射籽源在磁感应射频磁场下的升温情况以验证放射籽源的安全性,以及合金热籽与放射籽源混合排布情况下的升温情况以验证联合治疗的有效性.理论计算和实验结果表明,放射籽源在磁感应治疗射频磁场下(50~500kHz)磁热效应不显著,其用于热放疗的安全性得到验证.将放射籽源与热籽混合植入琼脂体模和离体肌肉组织,在介质植入区域内温度均远超过43℃,可实现植入区域内热疗对放疗的增敏作用.     

辐射耦合空调系统的局部热舒适实验研究及仿真分析

为研究辐射冷板与独立新风耦合系统下人体局部热舒适,以长沙某住宅小区某用户房间为研究对象,进行了实验研究;并对该热环境相关参数进行仿真分析。通过实测数据与仿真数据对比,从辐射温度不对称、室内气流分布、人体垂直温差和地面温度四个方面定量分析了辐射耦合空调系统的热舒适环境。同时,通过多表面模型与离散坐标模型模拟结果的对比,分析了两种辐射模型的适用性。结果表明:在采用辐射冷板+独立新风空调系统而且空间包含人体热源的情形下,DO辐射模型的仿真结果更接近实验测试结果;室内测试及仿真结果符合ASHRAE对局部热舒适的标准要求;利用CFD仿真方法可以对局部热舒适进行较准确的分析。     

基于径向基函数神经网络的功率器件集总参数热模型

功率器件易发生热击穿故障,为准确估计其运行温度,需建立器件的热分析模型。然而,当多个功率器件排布距离较近时,器件间的热耦合作用会导致模型中的热参数难以获取。为此,引入导热时间常数τ和温升变化率k两个热参数,建立了功率器件集总参数热模型;并提出通过径向基函数神经网络,对参数τ和k进行估计,克服模型热参数难以获取的问题。以单相全桥电路为对象,通过温升实验,对所提功率器件热模型的有效性进行了验证。     

基于混合模型的锂离子电池热失控预判方法

锂离子电池在储能系统中已得到普遍应用,但其会由于热失控而产生自燃、爆炸等引发安全事故, 如何对储能锂离子电池热失控故障风险进行超前预测和判定是当前研究的热点问题。将电热物理模型与深 度学习模型长短期记忆模型(LSTM)相结合,提出一种基于混合模型的储能锂离子电池热失控预判方法。 通过收集电池运行数据,利用电池的电热耦合模型进行电池内部温度、荷电状态(SOC)的估算;同时,将电池 表面温度、电池电压、电池电流等参数共同作为 LSTM 的输入,利用混合模型精确预测电池的表面温度和内 部温度。通过阈值方法判定热失控的发生并确定诱发原因,从而实现对电池热失控的准确预测。基于公开 数据集的实验结果表明,提出的混合模型进行热失控预判具有较好的精确性和快速性,在实际工程应用中有 着较好的应用前景。     

基于时序InSAR技术的近距离多煤层参数反演方法

近距离多煤层开采引起的采空区地面沉降在当前工矿区沉陷中占有较大的比例,而天基InSAR技术在工矿区大范围形变监测方面具有显著优势.以2018年1月至2019年8月间的43景C波段Sentinel-1B SAR数据为基础,通过时序InSAR技术对近距离多煤层开采的康平煤田进行了大范围沉降监测.以Okada模型为基础,结合近距离多煤层分布特征,采用叠加理论的原则,提出了一种基于多源模型的近距离多煤层参数反演方法.通过定量计算弹性半空间下双源模型和三源模型近距离多煤层参数反演的精度,发现三源模型精度更高,更符合小康矿近距离多煤层开采的实际特征.本研究可以为基于InSAR技术的近距离多煤层开采沉降监测及参数反演提供参考.     

湿工况下翅片管换热器空气侧热质传递的数值模型

析湿在翅片管换热器用作蒸发器时经常发生,对换热器的性能有重要影响.文中提出了能从机理上对湿工况下翅片管式换热器空气侧的热质传递过程进行模拟的数值模型,它不仅包括用于反映水蒸气和液态水之间由于浓度差所形成的传质模型,而且包括基于经典成核理论的反映水蒸气直接冷凝过程的传质模型.该模型的计算精度较好,传热无量纲参数jh和实验数据的平均相对误差为6.93%,传质无量纲参数jm和实验数据的平均相对误差为12.1%.数值仿真表明,空气相对湿度仅在部分析湿工况下对传质特性有较大影响.     

基于Isight/Fluent联合仿真的热模型修正方法研究

为提高热模型的仿真精度,提出了一种基于Isight/Fluent协同仿真的热模型修正方法。首先运用Spearman相关级数对热模型的输入参数进行灵敏度分析,确定影响仿真精度的主要参数;然后以修正对象的实测温度值为目标,采用多岛群遗传算法对参数进行修正,得到初步修正后的模型;最后以此模型为基础,运用霍克基维斯算法对其进行精确修正。通过发热电阻对该修正方法进行验证,结果显示,在5~15 V电压下,发热电阻的仿真值与实测值误差小于5.4%,说明通过该修正方法获得的热仿真模型具有较高的精度。     

基于小环境舱测试的实际车内VOC浓度预测

乘用车内饰释放的挥发性有机物（VOC）严重影响车内空气质量. 车内材料中VOC的释放特性主要由3个释放关键参数表征:初始浓度C₀,扩散系数D_m和分配系数K. 文中应用直流舱C-history法测定了几种典型乘用车内饰中6种VOC的释放关键参数,并研究了温度的影响. 此外,建立了预测实际车内多源材料同时释放VOC时浓度变化的多源释放模型,并模拟实际车内环境建立了3 m3试验系统进行验证实验. 实验结果与模型预测结果吻合较好,说明通过小环境舱测定的释放关键参数能够用于预测实际车内多种内饰共存时污染物的释放情况.      

遥感地表参数反演中的一种不确定性知识处理方法

在基于贝叶斯网络的遥感参数反演模型中引入虚拟节点,提出不确定性知识表示与知识更新方法,推导了遥感反演中的参数后验信息更新公式.用北京顺义遥感实验的多尺度数据对冬小麦的叶面积指数和叶绿素面质量进行反演计算,验证了多知识源反演过程中不确定性知识对参数后验分布概率的调整模式.     

夏热冬冷地区室外广场空间冬季热舒适研究

随着城市发展及居民室外活动时间不断增多,良好的室外空间环境及热舒适性对居民身心健康具有重要影响。针对关注较少的冬季室外环境热舒适问题,以夏热冬冷地区的重庆三峡广场为例,基于冬季热环境实测和热舒适问卷调查,利用Rayman软件计算PET（生理等效温度值）作为热舒适评价参数,建立TCV（热舒适投票值）、TSV（热感觉投票值）与PET的函数关系式,得到不同室外环境空间的冬季热舒适范围,提出适用于夏热冬冷地区的冬季综合舒适度评价模型。研究成果可为完善夏热冬冷地区的室外热舒适研究提供基础数据参考。     

1215钢动态应力-应变行为

系统研究了1215钢的热变形行为,分析了应变、应变速度和温度对钢的流变应力的影响规律.通过热模拟实验,研究分析了不同的应变速率和应变温度条件下1215钢的应力-应变曲线.以实验数据为基础,以Johnson-Cook本构模型为依据,讨论了拟合分析Johnson-Cook方程参数的方法.通过实验数据的拟合分析,得到了表达1215钢流变应力随应变、应变速度和形变温度的数学方程,为研究1215钢的动态应力-应变行为提供了基础.研究工作表明,理论计算与实验数据得到了较好的吻合.     

竖直套管内自然对流沸腾最大热通量的研究

采用管内汽液均相流模型，对竖直套管内的自然对流沸腾最大热通量（ＣＨＦ）进行理论解析并提出了简化的理论计算公式．理论公式与各类实验公式比较指出了这些公式的共同缺陷和相互间不能统一的原因．理论式和本实验及其他文献的套管，长方形通道的最大热通量实验数据进行了比较，在流路狭长的情况时两者相当吻合．     

支持向量回归多参数的同时调节

参数调节问题是支持向量回归的基本问题.已有的参数调节方法主要采用内外双层优化框架,调节过程中,训练学习器与更新超参数交替进行.这种嵌套结构具有较高的计算复杂性.针对这一问题,提出了支持向量回归多参数的同时调节模型.首先,将Lagrange乘子、惩罚因子、不敏感度参数和核函数参数合并为一个参数向量,推导出支持向量回归问题的一个新的表示形式,可将原来分离的双层调节过程整合为一个单层调节过程.然后,应用贯序无约束极小化技术(SUMT),将支持向量回归问题转化为多元无约束优化问题.在此基础上,应用变尺度方法(VMM)设计、分析并实现了一个同时调节算法.最后,通过标准数据集上的实验,验证了同时调节算法的收敛性,并比较了同时调节算法与常用调节算法的有效性和计算效率.理论分析与实验结果表明,同时调节模型是一正确且有效的多参数调节模型.