沥青路面微波现场热再生传热模型

为了获得沥青路面微波热再生过程的温度分布规律,根据非稳态导热理论建立了加热区域内的二维传热模型,将加热区域外沥青料简化成4个半无限大固体分别建立了一维传热模型.通过加热水负载实验求解了加热沥青料的辐射电场强度.理论推导出了传热边界条件数学模型,并提出了采用实验数据拟合反求边界条件的方法.通过加热实验测出了沥青混合料的温度并拟合出温度场分布,利用Matlab中的偏微分工具箱对传热模型仿真求解,求得的温度场分布和实验结果相当吻合.研究结果证实了该传热模型具有较高的精度,可以直接计算沥青路面热再生过程中的温度分布.     

上海人工冻结土层热物理参数

根据国内外人工冻结土体热物理参数的研究成果,针对上海冻结范围内土层分布,给出了上海冻结范围内土层热物理参数表.在缺乏实验条件情况下,采用数值方法进行冻结温度场分析时,可根据实际工程土层含水量大小,对表中所对应的土层数据进行插值求得所需的热物理参数.     

压电材料平面问题的基本解在复变函数中的应用

从压电平面问题的基本方程出发,应用复变函数的方法,导出了无限介质受任意集中载荷作用时的复势函数基本解.这些结果可作为边界元法的基本解,以求解具有复杂边界压电体的平面问题.     

基于地道风的空气源热泵冷热源动态传热

对基于地道风的空气源热泵应用的可行性进行了分析,建立了地道传热温度场的数学模型和计算的内、外边界条件,进而对数学模型进行了简化处理,并采用拉普拉斯数学方法计算求解,得到空气经地下风道传热的计算公式。随后,建立地道传热环境的物理模型和边界条件,采用数值计算软件FLUENT对物理模型进行数值模拟计算,并将动态传热边界条件加入求解。将计算所得结果与实验实际测量取得的数据进行了对比分析,得出基于地道风的空气源热泵冷热源动态传热的特点,以及应用地下风道传热时要注意的关键问题。     

储油罐温度分布模拟研究

在石油储运过程中,石油中一部分较轻的组分常常逸人大气,发生油气蒸发损耗,造成损失。为了有效减少油罐内轻质油品的蒸发损耗,应严格控制油品温度及其变化。通过对油罐的几何特性的分析,在求解边界条件时充分考虑大气温度变化、油品初始温度以及油罐顶部对流条件等诸多影响因素的基础上,建立了轻油温度场三维非稳态热传导模型,并使用ANSYS有限元软件求解了该数学模型和对油罐内轻油温度场进行了模拟计算。以广东茂名地区某一油罐为例,设定每个季度为一个周期,模拟了该油罐一年内的轻油温度场,可以求解出在运行周期内某时刻轻油温度场的温度分布,也可以求解出油罐内任意点在整个运行周期中的温度变化情况。     

分数阶常微分方程的特征根解法

目前对于分数阶微分方程的解析解的求法就较为单一,主要采用拉普拉斯变换及其逆变换来求.对于Caputo型分数阶导数积分下限a=-∞时,指数函数f（t）=en和常数函数f（t）=C的分数阶导数与整数阶导数相类似的.部分分数阶常微分方程也可以用特征根的方法求得通解,但分数阶常微分方程与一般微分方程的通解中相互独立的任意常数个数却有很多不同.     

用源面元计算任意维物体的势流场

对任意二维物体的无升力绕流问题进行了研究。简述了求解任意二维物体绕流的源面元法,编制了计算机源程序,对单体和群体绕流的流体动力特性进行了计算。计算结果表明,这是一种实用、快速、有效的数值解法。用这种方法求得的数值解同解析解吻合得非常好,误差在整个区域上分布比较均匀。     

凝固过程数值计算的模拟

通过对铸件凝固过程中各换热边界条件的研究,建立了凝固过程的二维非稳态温度场计算数学模型;并运用了有限差分方法对模型进行离散,得到大型方程组,并利用超松驰迭代法(即SOR法)解该方程组,据此,利用Turbo C编制了计算机程序.上机运行结果表明,可较满意地模拟铸件凝固过程温度场的分布.     

基于Python的线性动态电路可视化分析软件设计与实现

针对线性动态电路手工求解困难的问题,使用Python语言设计并开发线性动态电路可视化分析软件.该软件可自动求解动态电路在稳态下的各结点电压与支路电流;采用状态方程与龙格库塔法自动求解任意阶线性动态电路的时域数值解.借助Pygame库开发可视化界面,用户可通过鼠标与命令行操作进行电路原理图的交互式绘制、数据自动分析以及结...     

新冠肺炎传染病问题模型的建立及算法分析研究

采用数学建模思想构建新冠肺炎传染病动力学SIR模型,该模型对应的微分方程组不易求得解析解.因而,使用三类不同的Runge-Kutta方法数值求解该模型.最后,通过数值算例检验三种不同数值解的有效性,包括误差估计以及数值仿真等.     

利用改进的Adomian分解法求解Lotka-Volterra捕食模型

Lotka-Volterra捕食模型是一类重要的非线性系统.利用改进的Adomian分解法求解捕食模型,得到了方程的高阶解析近似解并进行了误差分析.结果表明,改进后的Adomian分解法精度更高,更能有效地描述生物链中种群捕食关系.     

非线性伪振子的高精度解析近似解

采用预估-校正牛顿谐波平衡方法构造恢复力与因变量成反比的非线性伪振子的解析近似解.先对非线性方程进行线性化,然后分预估和校正两步求解.在每个步骤中,使用谐波平衡法来获得一组线性代数方程.研究结果表明,只需一个简单的预估-校正牛顿迭代步骤,就可以推导出一个简洁且高度精确的显式解析近似解,所得近似解对伪振子的所有振幅都有效.     

稳态法测量导热系数装置的改进与实验数值计算方法研究

不良导体导热系数的测量普遍采用的是稳态法,表面散热率的间接测量和样品侧面散热与漏热给测量带来一定误差,使得导热系数的实际测量值略微偏大.介绍了新的实验装置和实验方法,并且研究了样品侧面边缘热损失的物理模型,提出了新的数学模型和数据处理方法,纠正了偏差,与实验吻合较好.     

近平板状食品速冻过程冻结时间的数值计算与实验验证

以冻库中近似大平板状的盘装柠檬片和香蕉片为实验对象,采用数值计算法模拟其冻结过程并建立描述平板状食品冻结过程传热特性的偏微分方程,通过数值计算获得柠檬片和香蕉片冻结时间的数值解,并与在-80℃、-120℃介质温度下实测的样品中心温度值比较验证.结果表明：对比原料中心温度在-20℃、-10℃、0℃、10℃、15℃五个温度点实测值与计算值,香蕉片在-80℃和-120℃冻结温度下的预测值与实测值误差绝对值的平均值分别为11.42%、11.81%,柠檬片在-80℃冻结温度下的预测值与实测值误差绝对值的平均值为6.49%,说明数值法计算结果与实测值有较好的吻合度,数值计算法在预测冻结时间方面有一定的精度和适用范围.     

基于机液伺服的仿形刀架控制系统设计与仿真

在Matlab/Simulink软件中建立并简化仿形刀架机液伺服控制系统的数学模型,采用方波和正弦信号对有或无弹性负载两种条件进行动态特性仿真分析,利用Matlab绘制Bode图对系统稳定性进行仿真分析,最后分析系统稳态误差,并且进行现场试验对其结果进行验证,为机液伺服仿形刀架的设计提供理论依据.     

电渣重熔过程流场和温度场的数值模拟

使用有限元分析软件ANSYS计算电渣重熔外部磁场,将外部磁场数据通过C语言编写的数据转换程序导入流体计算软件FLUENT中,应用MHD模型求解磁流体运动产生的附加磁场传输方程,并将电磁场产生的洛伦兹力和焦耳热作为源项分别加到动量方程和能量方程中,从而建立电渣重熔三维流动、传热数学模型。计算结果表明:由于磁流体运动引起的附加磁场很小,可以忽略不计;渣池内流动主要受洛伦兹力的影响,热浮升力只对近壁面处流动产生影响;电磁场产生的焦耳热在渣域远远大于金属域,渣池大量的焦耳热足以熔化自耗电极,形成稳定的金属熔滴不断滴落;非稳态计算在1 840 s之后在温度场接近稳定,金属熔池形成稳定的凝固边界。     

基于Excel的模拟墙体导热问题分析

针对二维导热物体温度场电模拟存在无法避免的仪器和测量所导致的误差,采用Excel软件,模拟了等温边界模型和对流边界模型,应用数值法求解等温及对流边界条件下墙角的二维稳态导热问题,模拟结果与电模拟实验进行了对比,一致性较好.应用基于Excel的电算模型,对4种不同导热系数的建筑材料在乌鲁木齐地区使用的保温隔热性能进行计算,探讨了建筑物的节能问题.     

柔性臂坐标测量机热误差建模分析

针对柔性臂坐标测量机的热变形误差问题,为了进一步提高其测量精度,分析了自身发热导致的热误差对测量机精度的影响,布置了相应的温度传感器进行监测.利用BP神经网络建立热变形误差补偿模型,通过模拟退火算法优化权值,加快了收敛速度并解决了神经网络易陷入极小值缺点.通过实验获得样本训练所建模型,进行测量误差补偿验证,结果表明SA-BP模型补偿后误差的平均值相比BP模型减小了0.0129 mm,标准差减小了0.019 mm,验证了所提算法的有效性.     

基于先验知识和遗传算法的直线加速器光子能谱重建(英文)

为了准确地获得直线加速器的光子能谱,根据测量的百分深度剂量和蒙特卡洛模拟的单能光子百分深度剂量,采用先验约束模型和遗传算法来进行优化求解.首先,将光子能谱建模为一个包含2个参数α和Ep的先验解析函数,采用遗传算法对该模型进行优化求解;然后,将光子能谱建模为一个离散约束优化模型,并利用遗传算法进行优化求解,初始解由第1步获得的解析函数产生.将该方法应用于瓦里安iX直线加速器来计算其6和15 MV光子束的能谱,实验结果表明,采用该方法重建获得的光子能谱以及百分深度剂量与蒙特卡洛模拟计算的结果具有良好的一致性.     

QFP结构中引脚焊缝界面端的奇异性热应力问题研究

由于引脚、印制电路板和焊接剂的热-机材料属性不同,在受到热载荷或机械载荷时,引脚焊接界面端会产生奇异性应力,有可能产生界面开裂。为了基于界面端奇异场来评价QFP结构引脚界面端力学行为,采用数值方法求解引脚焊缝任意角度尖劈界面端的应力强度系数。具体步骤为:首先,基于高次内插有限元特征分析法确定两相任意角度尖劈界面端的奇异性指数和应力角分布函数,并引入常数热应力项,获得热-机耦合奇异性应力场表达式;采用有限元分析技术和最小二乘拟合法来获得应力强度系数的数值解。考察了热-机材料属性对热载荷下焊接剂/印制电路板界面端应力强度系数的影响。结果表明:弹性模量、泊松比和材料热膨胀系数等均对应力强度系数有影响,适当的做出调整可以使界面端呈现良好的热应力状态。