柴油-重整气发动机的燃烧和排放特性

用直接关系图法和敏感性分析法构建了一套适合于柴油-重整气双燃料的简化机理.采用的详细机理为劳伦斯利弗莫尔实验室发展的包含654种物质和2827步基元反应的正庚烷机理.简化计算后得到158种物质和705步反应的简化机理.将包含4种物质和12步反应的氮氧化物生成机理添加到简化机理,最终得到的简化机理包含162种物质和717步反应.基于详细机理计算了重整气的添加对柴油燃烧特性的影响.发现添加重整气会减少着火延迟时间,增加火焰传播速度.基于构建的简化机理和发动机参数构建了发动机三维模型,仿真计算了添加重整气对发动机功率输出和尾气排放的影响.进行了相关实验验证,发现当发动机工作在部分负载时,随着重整气添加量的增加,发动机的燃烧热效率有所降低,尾气中一氧化碳的含量增多,颗粒物和氮氧化物排放减少.     

清洁车用代用燃料焦炉气化学反应机理的简化与优化（英文）

目的:化学反应机理在内燃机计算流体动力学(CFD)仿真中起关键作用。基于敏感性分析与粒子群寻优算法,本文旨在提出适用于内燃机CFD仿真的焦炉气化学反应机理,为焦炉气在内燃机上的应用研究提供条件。创新点:1.结合敏感性分析与离子群寻优算法,对化学反应机理参数进行了优化;2.建立了焦炉气化学反应机理,可准确仿真滞燃期、层流火焰速度、缸内压力变化和NOx生成。方法:1.根据简单碳氢燃料机理结构,搭建焦炉气化学反应机理(图1);2.通过敏感性分析,获得在燃烧中起关键作用的化学反应(图2和3);3.通过粒子群寻优算法,对上述关键化学反应的动力学参数进行优化(图4和5);4.通过数值仿真,验证机理的准确性(图6~13、16和17)。结论:1.根据敏感性定义,搭建的敏感性分析模型可准确地识别在燃烧过程中起关键作用的化学反应;2.基于粒子群寻优算法搭建的优化模型可对化学反应的动力学参数进行合理优化;3.优化后得到的焦炉气化学反应机理可准确预测滞燃期与层流火焰速度以及模拟内燃机缸内压力变化与NO_x生成。     

一种火力发电站锅炉效率监测的简化算法

采用一元多项式回归模型拟合飞灰含碳量和过量空气系数间的函数关系,得到过量空气系数,并建立简化的反平衡锅炉效率数学模型,分析锅炉效率与过量空气系数的关系.计算结果显示在不同负荷下,最佳过量空气系数对应的锅炉效率均大于实际过量空气系数对应的锅炉效率.     

活性白土催化乙醇脱水制备乙烯的实验探究

针对浓硫酸催化乙醇脱水反应制备乙烯的实验存在副反应多、耗时长等问题,对其反应机理进行分析.通过浓硫酸和分子筛催化乙醇脱水反应两种机理的比较,得出后者制备乙烯可获得较佳的效果.试验以廉价、易得的活性白土-石棉代替分子筛作催化剂催化乙醇脱水制备乙烯.结果表明,方法可行、操作方便、反应速率快、绿色环保、催化剂可循环使用,在适当的实验条件下,乙烯的转化率达93%.     

妙用“十字交叉法”,简化化学计算

引导学生从各个不同的方面思考问题,在学生能力范围内鼓励他们尝试用不同的方法去分析和解决问题,也就是俗称的“一题多解”.十字交叉法应用于处理两组分(或相当于两组分)的混合物的组成计算十分方便.妙用“十字交叉法”,能有效化解学生们的化学计算烦恼,简化化学计算,还可促进知识的有效迁移,同化和深化对问题的理解,提高解题的效率与正确率.     

燃煤烟气半干法脱氯的化学动力学模拟（英文）

目的:燃煤锅炉烟气中的HCl对环境、设备及脱硫系统有不利的影响,也是脱硫废水处理的难点。本文提出半干法脱氯技术,探讨其技术合理性,并研究不同因素对反应效率的影响,为进一步工程应用提供理论依据,实现燃煤烟气中HCl的脱除及脱硫废水零排放。创新点:1.提出半干法脱氯技术,将氯离子固化到飞灰中;2.脱氯后脱硫废水大幅减少,将脱硫废水作为碱基溶剂回喷到烟道中,实现脱硫废水零排放;3.建立良搅拌反应器(PSR)模型,探讨半干法脱氯过程的化学动力学反应机理与关键参数。方法:1.通过CHEMKIN构建PSR模型,模拟实际燃煤烟气组分下的半干法脱氯过程;2.通过敏感性分析,探讨SO_2与HCl之间的竞争关系(图8~10);3.通过单变量模拟,研究不同因素对反应效率的影响(图13~16)。结论:1.烟气中的SO_2对HCl的脱除存在较大竞争关系,但即使Na/Cl(摩尔比)为1时,HCl的反应效率依然可观。2.HCl的反应效率与Na/Cl呈正相关;综合考虑反应效率和运行成本,设置Na/Cl为5较为合理。3.SO_2浓度的小范围变化不会对HCl的反应效率造成显著影响。4.仅通过化学动力学模拟,烟气温度对HCl的反应效率影响不明显。5.烟气中酸性气体与NaOH在0.1 s内即可完成反应,在1 s左右达到平衡。     

线性化行为模型的迭代统计公差分析（英文）

目的:分析由制造过程产生的变化对机构行为造成的影响。主要分析线性化方法对失败率估计的影响,从而平衡模型线性化造成的误差、计算时间和结果准确性。创新点:简化优化步骤,将机构行为线性化为几个部分,取代整体蒙特卡洛法,并采用一种迭代算法得到更加精确的结果。方法:1.采用带有非线性约束条件的几何线性化方法和基于失败率置信区间的算法(图3、4和5);2.以一个器件连接器为例,验证该算法在估计装配失败率上的作用。结论:1.线性化方法不影响蒙特卡洛仿真时间;2.线性化次数对计算时间和失败率估计准确率有很大影响(表1);3.线性化迭代统计方法相对于蒙特卡洛法在计算时间、计算精度和计算效率上有很大的优越性。     

膨润土防水毯化学相容性对通过带缺陷复合衬垫中的渗流及污染物迁移影响的数值研究（英文）

目的：考虑膨润土防水毯（GCL）的化学相容性会影响带缺陷的复合衬垫中的渗流与污染物迁移。本文旨在探讨GCL的化学不相容性对复合衬垫的防污性能（衬垫底部的渗漏量以及污染物通量）产生的影响并分析导致这种影响产生的机理。创新点：1.采用逻辑斯蒂函数模型拟合GCL渗透系数与无机渗滤液中盐浓度之间的关系;2.在计算模型中引入GCL渗透系数与孔隙水浓度的耦合曲线,模拟了在考虑GCL化学不相容性条件下复合衬垫中的渗流与污染物迁移过程;3.采用计算过程中衬垫内各物理量的实时变化表征了GCL化学不相容性的影响机理。方法：1.通过数据收集、归纳与拟合得到GCL渗透系数在无机盐溶液中与溶液浓度之间的关系（图1和3,公式（5））;2.通过建立数值模型并引入GCL渗透系数与孔隙水浓度的耦合曲线,模拟在考虑GCL化学不相容性条件下复合衬垫中的渗流与污染物迁移过程,计算GCL化学不相容性对复合衬垫防污性能的影响大小（图5）;3.通过对污染物迁移过程中衬垫内的浓度、水头、流速以及通量分布的分析,得到GCL化学相容性影响衬垫性能的机理（图6～10）。结论：1.在评估带缺陷复合衬垫防污性能时,尤其是对于含高浓度无机阳离子...     

初始值敏感的周期和混沌振荡模态系统同步稳定性（英文）

目的:具有记忆特性的振子系统的模态选择对初始值具有敏感性。本文旨在探讨初始值控制的振子的耦合同步稳定一致性问题。创新点:1.两个周期振子耦合后达到混沌同步;2.周期振子和混沌振子耦合后达到周期性振荡同步。方法:1.通过分岔分析,研究振荡模态和初始值选择之间的关系(图2、6和8);2.通过数值计算,研究两个周期振子在耦合下的混沌同步关系(图7);3.通过计算同步因子和斑图,分析同步一致性对耦合强度与记忆函数增益的依赖程度(图9和10);4.通过现场可编程门阵列验证动力系统模态对初始值的依赖程度(图11和12)。结论:1.具有记忆函数的非线性振子的动力学行为(如吸引子)在参数固定的情况下与初始值选取有关。2.不同类型振子的耦合可以达到多样同步行为;周期振子耦合达到混沌同步;周期振子耦合混沌振子可以抑制混沌。3.包含记忆函数的振子网络耦合同步非常困难。     

应用文氏图简化事件间的关系

本文利用数形结合,把抽象的概念转化直观的图形,应用文氏图分析、简化复合事件概率,并进行复合事件概率的计算.     

硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂燃烧的数值与试验研究（英文）

目的:因NEPE推进剂具有独特的燃烧性能和燃烧机理,现有模型无法直接用于其燃烧相关研究。本文希望对现有模型进行改进,并基于自由基裂解模型建立一个计算NEPE推进剂燃速的模型,然后对NEPE推进剂燃烧进行观察和测量,研究其燃烧特性,以期为所建模型提供数据支持。创新点:1.基于自由基裂解模型,计算每种成分同时存在多种粒径分布的NEPE推进剂的燃速;2.建立试验系统,观察NEPE推进剂燃烧火焰形态。方法:1.通过理论推导,构建燃速与推进剂成分的粒径和含量以及燃烧室压强之间的关系,得到燃速计算公式(公式(1)–(10));2.利用建立的模型,计算四种不同粒径分布的NEPE推进剂在不同压强下的燃速,并与试验结果进行比较,验证模型的可行性(图7);3.建立试验系统,测量NEPE推进剂的燃速和燃面温度,并观察其燃烧火焰(图5和6),分析不同成分对燃烧的影响。结论:1.基于自由基裂解模型建立的燃烧模型可用于预测NEPE推进剂的燃速;2.铝颗粒的添加对NEPE推进剂的燃烧火焰形态和气相反应都有较大影响;3.氧化剂(高氯酸铵和奥克托今)颗粒的粒径对燃速的影响比铝颗粒的粒径对燃速的影响大,但对燃速压强指数的影响相对较小。     

简化电路的有效方法——去掉元件法

例2 在如图9所示的电路图中,判断各开关闭合、断开时,灯L1、L2、L3的连接方式和工作状况. 解析:(1)闭合S,断开S2、S3、S4时(将S1用导线代替,去掉S2、S3、S4),电路图简化如图10. 由图10可知:灯L1、L2、L3串联. (2)闭合S1、S2、S3,断开S4时(将S1 、S2、S3用导线代替,去掉S4),电路图简化如图11. 由图11可知:灯L1、L2、L3并联. 简化电路的有效方法——去掉元件法@徐利…     

一种静钻根植竹节桩非线性简化沉降计算方法（英文）

目的:静钻根植竹节桩是一种由预制桩和水泥土组成的组合桩基,其桩身具有预制桩-水泥土和水泥土-桩周土体两个接触面。本文以桩土接触面剪切试验、模型试验和现场试验数据为基础,提出一种静钻根植竹节桩简化沉降计算方法,为静钻根植竹节桩的沉降计算提供依据;并通过所提出的简化计算方法对静钻根植竹节桩桩端水泥土扩大头以及桩周水泥土直径对静钻根植竹节桩承载性能的影响进行研究。创新点:1.通过剪切试验对预制桩-水泥土接触面的剪切性能进行研究,得到接触面侧摩阻力与相对位移的关系;2.建立同时考虑预制桩-水泥土接触面和水泥土-桩周土体接触面作用的静钻根植竹节桩简化沉降计算方法。方法:1.通过桩土接触面剪切试验,得到预制桩-水泥土接触面摩擦模型;2.通过对模型试验结果的分析,得到水泥土-桩周土体接触面摩擦模型;3.根据试验结果编写静钻根植竹节桩沉降计算程序,通过与试验结果的比较验证所提计算方法的可靠性;4.通过提出的静钻根植竹节桩简化计算方法对静钻根植竹节桩承载力影响因素进行分析与研究。结论:1.预制桩-水泥土接触面摩擦性能远优于水泥土-桩周土体接触面摩擦性能;2.由于水泥浆的渗透作用,水泥土-桩周土体接触面的初始剪切刚度有所提高;3.所提出的计算方法能够有效地计算出静钻根植竹节桩单桩在成层土体中的荷载位移关系曲线;4.桩端水泥土扩大头能够有效地提高静钻根植竹节桩桩端承载性能,并且增加桩周水泥土直径能够提高静钻根植竹节桩承载性能。     

节点被删除后的复杂网络子集团数量研究

现实当中的许多复杂网络都无法避免地受到来自自然灾害或人为的攻击,从而导致网络破碎成很多大大小小的子集团.计算随机网络和BA无标度网络在随机删除节点与蓄意删除节点两种情况下产生的除最大连通图外其他子集团数量的情况.在产生的子集团中,结果发现它们特点是当节点删除比例f从0增大到1过程中,子集团的数量先增大后减小.包含节点数量较小的子集团数量占子集团总数量的大多数.子集团尺寸与相应数量在尺寸较小时近似成幂律关系.随机与蓄意删除节点时,随机网络与BA无标度网络产生子集团数量的最大值存在差异.     

离散元-计算流体动力学耦合方法模拟多纤维阵列过滤微米级颗粒（英文）

目的:微米细颗粒在不同纤维排列所组成的滤料中的沉积和穿透行为仍然缺少研究。本文通过离散元-计算流体动力学耦合(DEM-CFD)双向耦合方法,研究前加密、后加密以及规则错列阵列纤维在过滤压降和捕捉效率方面的特性。创新点:1.使用DEM-CFD流固双向耦合方法,建立了适用于多纤维阵列过滤微米颗粒的数值模拟方法;2.得到并对比了不同排列形式的过滤压降和捕捉效率。方法:1.通过数值模拟,得到顺列和错列排布纤维的过滤压降及捕捉效率(图2和3、表2);2.通过数值模拟,分析前加密、后加密错列排布纤维与规则错列排列纤维的优劣(图6和7),并得出颗粒在滤料中的沉积分布(图8)。结论:1.错列纤维比顺列纤维提前进入堵塞期,在沉积相同颗粒数时具有更低的压降,且在清洁滤料期具有更高的捕捉效率;2.前加密错列排布比后加密错列排布更早进入堵塞期,且总体穿透颗粒数量更少;3.前加密错列排布适用于工业滤料,而后加密错列排布适用于一次性个人防护用品。     

旋转爆轰发动机中的燃料分层喷注方法（英文）

目的:通过优化燃料喷注,提高旋转爆轰发动机的推进稳定性和推进效率。创新点:提出了燃料分层喷注的新方法,降低了燃料提前燃烧比率和燃烧室平均温度,进而有效地提高了旋转爆轰波的稳定性和发动机的比冲。方法:以数值模拟为手段,应用基元反应建立化学非平衡流动的数学物理模型,开展发动机推进性能优化研究。结论:1.研究证实了燃料的提前燃烧现象是发动机推进性能的损失机制之一;2.提出的燃料分层喷注方法可以有效提高燃料以爆轰形式组织燃烧的比例,并提高发动机比冲。     

吡咯与OH反应机理和动力学研究

运用量子化学方法研究了吡咯(C_4H_5N)与OH反应的反应机理和动力学性质.采用M06-2X/6-311++G(d,p)方法进行了几何构型的优化.基于M06-2X/6-311++G(d,p)方法优化的几何构型,采用CCSD(T)/cc-p VTZ方法进行了单点能的计算.标题反应存在氢提取和加成/消除两种反应机理.利用RRKM-TST理论研究了总反应速率和分支反应速率随温度和压力的变化关系.研究结果表明加成/消除是最主要的反应途径,并且P2是预测的主要的产物.计算的速率常数与实验值吻合的很好.计算结果表明,在T1 000 K时,形成IM1是最要的反应通道;在T≥1 200 K时,P2是最主要的产物.     

简化函数图形 优化解题方法

<正>对于大部分同学来讲,代数与几何综合型问题都觉得比较困难.笔者认为,解决此类问题要注意以下几个方面:1、要充分利用逆向思维考虑问题;2、要善于观察图形、分解图形、简化图形,从图形的关联中找到解决问题的方法;3、努力寻找题目中的隐含条件,充分利用特殊点,特殊关系来优化解决问题.一、善于观察、分解、简化图形,从图形的关联中找到解决问题的方法例1(2014年福州中考题)如图1,抛物     

基于PCNN的交通系统路径优化算法研究

分析了脉冲耦合神经网络的路径寻优原理,针对交通诱导系统的要求提出了脉冲耦合神经网络的简化方法和应用模型,给出了基于脉冲耦合神经网络简化模型的最短路径的算法.通过算例,显示出其具有较高的寻优效率和收敛性.     

几何非可展异型盒形件拉深毛坯近似展开计算

提出了一种映射变换方法:在分析传统拉深件毛坯尺寸计算方法的基础上.建立异型盒形件的毛坯近似展开的计算模型.利用微分几何中的诱导映射理论求得非可展曲面到平面城内的变换关系.分析该变换关系的简化算法,以一换挡板拉深件为实例验证了该算法的有效性.结果表明,该算法与传统毛坯计算方法相结合,可以获得符合生产的毛坯尺寸和形状,对异型盒形件的毛坯展开计算具有普适意义.