响应曲面

摘要： 为解决中深孔水文水井围填滤料的难题,提出一种管内填砾新技术,并重点介绍其核心元器件“一种新型井管投砾结构”的设计原理与过程。通过Fluent多相流分析模型及Ansys静力分析模块,对不同导向弧板坡度及不同井管开孔尺寸的模型进行了砾料填充过程及井管强度的仿真,得出砾料速度及井管最大应力对相关参数的灵敏度曲线。基于仿真结果,拟合出双目标(砾料速度与井管最大应力)对三因素(水平、竖直开孔尺寸和导向弧板的斜坡角度)的CCD响应曲面。最后以砾料速度及最大应力为目标函数,通过满意度函数优化求解新型井管核心元器件的最佳开孔结构及导向弧板的斜坡角度。

摘要： 法向恢复系数(R_(n))作为落石灾害预测及分析中最为关键的输入参数,由于其受控因素较多,如何确定准确合理的R_(n)值仍然是一个难题。为探究多因素对R_(n)的联合影响规律及机理,首次采用响应曲面−中心复合试验设计方法对R_(n)的7因素联合影响展开测试。通过对试验结果进行回归和方差分析,遴选的7个因素对R_(n)影响均较显著,显著程度依次为碰撞角(θ)>试块硬度(H_(1))>转速(ω)>形状因子(η)>入射速度(V)>坡面硬度(H_(2))>尺寸(d)。许多交互参数对R_(n)亦表现出了显著影响,依次为d−θ>H_(1)−d>V−η>H_(1)−ω>d−η>η−ω>H_(1)−η。对于单因素参数,R_(n)随d、V、η、θ减小和H_(1)、H_(2)、ω增大,呈增大趋势;对于交互参数,d和ω对R_(n)影响较弱仅表现在H_(1)较小时,随H_(1)增大,影响逐渐增强;η在H_(1)较小时对R_(n)影响较显著,随H_(1)增大,影响明显减弱;η较小时,R_(n)随V或d减小显著增大,η较大时,这种影响不显著;θ较小时,R_(n)随θ增大减小较快,θ较大时,减小趋势放缓;相比较小η值试块,较大η值试块的ω对R_(n)影响更为显著。这些获得的结论可为落石R_(n)计算模型的构建提供重要参考,进而为落石灾害的精准预测及防护提供依据。

摘要： 针对含Cd^(2+)废水污染问题,开展生物炭对含Cd^(2+)实验模拟废水的吸附实验研究。通过单因素确定了反应时间、吸附剂用量和pH的中心值分别为180 min、2.0 g/L和6.0。利用Box-Behnken-Design(BBD)探究了反应时间、吸附剂用量和pH值对生物炭吸附Cd^(2+)的影响以及各因素之间的交互作用,并通过构建响应曲面模型,预测出最优实验条件组合。结果显示:各因素对Cd^(2+)去除率的影响顺序从大到小依次为吸附剂用量、pH值、反应时间,但各因素间的交互作用不显著;在最优条件(吸附时间为171 min、吸附剂用量为3.0 g/L、pH=6.5)下,模型预测去除率为93.85%,实际去除率为97.72%,误差为4.12%。对生物炭进行了SEM、EDS和XRD表征,初步探讨了生物炭对Cd^(2+)的吸附机理,主要有生物炭孔隙位点的物理吸附、羧基等官能团的化学吸附,以及与K、Ca和Mg元素的离子交换。本研究可为含Cd^(2+)废水污染强化修复技术提供参考。

摘要： 为解决黑水虻在畜禽粪便处理后续分离环节中应用筛分机械作业难、缺乏准确离散元仿真模型等问题,以黑水虻为研究对象,基于EDEM仿真软件模拟,选取系统中“Hertz-Mindlin with JKR”接触模型,以堆积角为评价指标,对黑水虻离散元仿真模型参数标定进行研究。首先,通过Plackett-Burman试验筛选对黑水虻堆积有显著影响的3个参数项(黑水虻剪切模量、黑水虻间静摩擦系数、黑水虻间滚动摩擦系数);然后,结合抽板法堆积物理试验,利用最陡爬坡试验确定显著性参数的最优区域;最后,进一步以堆积角为响应值,基于二次回归正交旋转组合试验得到堆积角与显著性参数的二阶回归模型,并以实际堆积角为目标,针对显著性参数进行寻优,确定EDEM仿真试验中黑水虻的最佳接触参数,得到最佳组合:黑水虻剪切模量8.67 MPa、黑水虻间静摩擦系数0.43、黑水虻间滚动摩擦系数0.32。运用最佳参数组合进行仿真分析,得到堆积角的均值为35.84°,与物理试验测得堆积角34.66°的相对误差为3.40%。研究结果表明,使用该方法对黑水虻离散元仿真参数的标定具有可行性,为基于EDEM软件设计与研究黑水虻筛分机械提供有效物料特性数据基础。

摘要： 微细电火花铣削是实现金属微结构加工最具潜力的加工方法之一,而电极形状损耗一直制约着该技术的工程化应用,找出电极形状变化规律,实现电极形状损耗的控制是解决该问题的根本途径。在现有的研究成果基础上,针对微细电极凹底损耗现象进行深入研究:设计正交实验提炼凹底损耗的主要影响因素;在正交实验的基础上,运用响应曲面设计建立凹底损耗的响应模型,估计凹底损耗出现的临界范围;根据相关理论,分析凹底损耗的形成机理。研究结果表明:峰值电流与脉冲宽度是影响凹底损耗的主要因素;凹底损耗现象出现在二者形成的一个近似线性的范围内;趋肤效应对其形成的影响较大。研究成果为实现微细电极的形状控制提供一定的实验及理论依据,对高效微细电火花铣削加工提供技术支撑。

摘要： 针对黑水虻虫沙分选过程中黑水虻幼虫含杂率高、损失率高等问题,结合黑水虻虫沙的机械物理特性设计了一种黑水虻虫沙分离装置,该装置主要由两级滚筒筛、链轮、电机等组成。以滚筒转速、滚筒倾角、喂入量为试验因素,以含杂率和损失率为评价指标,设计三因素三水平正交试验,分析各因素对含水率为30.2%的黑水虻虫沙筛分性能的影响。结果表明:影响含杂率因素的主次顺序为喂入量、滚筒转速、滚筒倾角;影响损失率的主次顺序是滚筒转速、喂入量、滚筒倾角。利用Design-Expert软件分析得出最佳参数组合:滚筒转速为30 r·min-1,滚筒倾角为7°,喂入量为1.6 t·h-1,预测含杂率为1.109%,损失率为8.430%。经过验证试验得到该参数组合下的含杂率为1.165%、损失率为8.877%,优化结果与验证结果基本一致,该结果可为黑水虻虫沙筛分设备的设计与作业参数优化提供参考。

摘要： 针对某金矿超细尾砂胶结充填采用水泥胶凝材料经济效益低、充填效果差、充填体无法接顶等问题,利用当地成本低廉的粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等工业固废开发低成本矿山充填胶凝材料。首先,在分析原材料物理化学性质的基础上,基于响应曲面法为依据的Box-Behnken试验设计,开展17组配比优化试验;其次,构建以充填体28 d抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型,结合方差分析和响应曲面考察各试验因素对响应目标的影响主次关系,以优化胶凝材料最优配比;最后,借助X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)等微观检测手段,阐明复合胶凝体系中水化产物的类型及强度发展规律。结果表明:充填体抗压强度不仅受单一因素的影响,而且受多因素交互作用的影响。水泥与粉煤灰的交互作用影响显著,水泥与脱硫石膏的交互作用影响次之,粉煤灰与脱硫石膏的交互作用影响不显著。胶凝材料最优配比为水泥添加量27%,粉煤灰添加量48%,矿渣添加量23%,脱硫石膏添加量2%,水玻璃添加量3.5%,芒硝添加量为1.5%。此条件下,充填体28 d抗压强度为3.58 MPa,满足矿山充填采矿要求。复合胶凝体系主导水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,随着水化反应的进行,二者交错黏结构筑成稳固的空间网络体系,使充填体保持较高的强度性能。

摘要： 目的研究高速铣削参数对航空铸造钛合金Ti-6Al-4V表面质量的影响规律及交互作用,并基于高速铣削参数对表面质量和材料去除率进行优化。方法采用Box-Behnken设计和二次回归正交实验法,建立高速铣削参数与表面粗糙度的显著不失拟回归模型,获得铣削参数影响表面粗糙度的显著性差异,挖掘高速铣削参数交互作用与表面粗糙度的关系;基于表面粗糙度回归模型及材料去除率,采用遗传算法(GA),对高速铣削参数进行多目标优化。结果铣削参数影响航空铸造钛合金Ti-6Al-4V试件表面粗糙度的显著性顺序为:切削深度>每齿进给量>切削宽度>主轴转速,其中切削宽度和主轴转速、每齿进给量和主轴转速的交互作用较为明显。利用遗传算法对铣削参数优化后,Ti-6Al-4V表面粗糙度较优化前提高44%,材料去除率提高70%,遗传算法优化后的试件表面粗糙度显著降低,表面刀路行距减小,纹理平均高度降低。结论由实验验证可知,通过响应曲面建立表面粗糙度显著不失拟回归模型具有较高的预测精度,基于遗传算法优化获得的铣削参数可有效提高表面质量和切削效率,对保证航空铸造钛合金Ti-6Al-4V表面质量具有较好的指导意义。

摘要： 为提高果园风送式喷雾靶标区域沉积量,减少果树行间雾滴飘移,在常规气流辅助喷雾基础上,设计了一种多气流协同式V形防飘喷雾装置,通过CFD仿真验证其防飘效果。以V形风场风速、横风风速、喷雾压力为因素,分别进行单因素和三因素三水平的苹果树冠层雾滴飘移沉积试验,探析多气流V形风场对雾滴冠层沉积效果的影响规律。结果表明,当横风风速为3 m/s时,多气流协同作用的雾滴沉积密度、沉积量较单一气流分别提高了28.7%、17.4%,飘移量降低了21.8%;且3种因素对雾滴沉积特性都有显著影响,由大到小依次为:V形风场风速、横风风速、喷雾压力。通过响应面建立了雾滴沉积量预测优化模型,当横风风速为2 m/s、喷雾压力为0.52 MPa、V形风场风速为21.8 m/s时,雾滴沉积量最优值为4.81μL/cm^(2),田间试验结果为4.72μL/cm^(2),与雾滴沉积模型预测基本一致。

摘要： 为进一步研究旋耕式棉花封土机作业参数对其取土量的影响,进而找出满足要求的最优作业参数组合。以旋耕式棉花封土机作业速度、刀轴转速、旋耕刀入土深度、单个刀盘旋耕刀数量为试验因素,封土带截面面积为响应值,进行二次旋转正交组合试验,构建各因素与封土带截面面积之间的数学模型,并结合响应曲面对各因素交互作用进行分析,选出最优作业参数组合:作业速度0.9 m/s,刀轴转速170 r/min,旋耕刀入土深度90 mm,单刀盘旋耕刀数量8把。田间验证试验表明,作业速度0.9 m/s,刀轴转速170 r/min,旋耕刀入土深度90 mm,单刀盘旋耕刀数量8把,此组合工作效率最高,且封土带截面面积平均值为9844.39 mm^(2),较优化前有显著提升;表明该装置作业参数的优化计算准确可靠。

摘要： 以工业亚微米氧化铝粉体、SiO2、AlF3、V2O5为原料,加入AlF3和V2O5的质量比为Al2O3和SiO2总质量的质量比,其质量比由响应曲面法设计实验决定.利用湿法球磨混合6h,把球磨好的粉末烘干并加入配制好的粘接剂,研磨均匀后过筛造粒并陈化24h,然后使用粉末压片机干压成型,把成型好的样品放到内部加有AlF3的密闭刚玉坩埚内进行排胶和常压烧结.

摘要： 采用响应曲面分析法和中心组合试验设计,对自制的新型生物转盘去除生活污水COD进行考察,以流量、转速和配水比为考察因素,以生活污水COD去除率为指标,建立考察因素和指标间的二次多项式响应曲面模型.模型优化结果显示,在配水比4.00,转速4.12r/min,流量30.94 L/min条件下,COD去除率预测值为79.94％,经试验验证,其试验值为77.83％,其相对误差为2.71％＜5％,该方法对优化新型生物转盘去除生活污水COD具有一定指导意义.

摘要： 以生物柴油副产物甘油为原料，用丙酮为溶剂分离提取得到丙酮不溶物(粗磷脂)。研究了液料比、提取温度、提取时间和搅拌速度对提取率的影响。用响应曲面进行优化，最佳提取条件为：无水丙酮(mL)与甘油(g)的比12∶1，提取温度16°C，提取时间13min，搅拌速度372r/min。经验证试验，提取率达到98.9％。

摘要： 混Ⅲ5百分位女性假人颈部标定试验中,减速特性遇到问题较多,实验发现标定温度、蜂窝铝孔数及裁剪方式及碰撞速度均会影响颈部标定结果。本文利用中心复合设计,采用响应曲面法建立颈部减速特性模型,同时结合方差分析(ANOVA),详尽分析上述因素对标定结果的影响趋势。进而优化影响参数的选取,从而极大地提高标定效率。

摘要： 多响应稳健优化的关键在于对多个质量特性的响应同时优化,得到一组稳健的参数组合，其核心是稳健性指标的选择.尽管信噪比作为稳健性指标广泛应用于单一响应中,但尚未见到在多响应稳健优化中的运用。本文通过综合满意度函数的构造,建立了多响应稳健优化模型。进而，将信噪比分析运用到多响应稳健优化中，对多响应模型的稳健性指标进行选择。研究结果表明：利用信噪比可获得多响应模型稳健的参数组合。

摘要： 多响应稳健优化的关键在于对多个质量特性的响应同时优化,得到一组稳健的参数组合，其核心是稳健性指标的选择.尽管信噪比作为稳健性指标广泛应用于单一响应中,但尚未见到在多响应稳健优化中的运用。本文通过综合满意度函数的构造,建立了多响应稳健优化模型。进而，将信噪比分析运用到多响应稳健优化中，对多响应模型的稳健性指标进行选择。研究结果表明：利用信噪比可获得多响应模型稳健的参数组合。

摘要： 多响应稳健优化的关键在于对多个质量特性的响应同时优化,得到一组稳健的参数组合，其核心是稳健性指标的选择.尽管信噪比作为稳健性指标广泛应用于单一响应中,但尚未见到在多响应稳健优化中的运用。本文通过综合满意度函数的构造,建立了多响应稳健优化模型。进而，将信噪比分析运用到多响应稳健优化中，对多响应模型的稳健性指标进行选择。研究结果表明：利用信噪比可获得多响应模型稳健的参数组合。

摘要： 多响应稳健优化的关键在于对多个质量特性的响应同时优化,得到一组稳健的参数组合，其核心是稳健性指标的选择.尽管信噪比作为稳健性指标广泛应用于单一响应中,但尚未见到在多响应稳健优化中的运用。本文通过综合满意度函数的构造,建立了多响应稳健优化模型。进而，将信噪比分析运用到多响应稳健优化中，对多响应模型的稳健性指标进行选择。研究结果表明：利用信噪比可获得多响应模型稳健的参数组合。

摘要： 正丁烯两步法是目前国内外工业化生产甲乙酮(MEK)普遍采用的方法,基于生物质2,3-丁二醇脱水为甲乙酮绿色生产提供了一条可行工艺。本研究基于固体NaY分子筛催化剂,采用单管固定床测试,利用Design Expert响应面设计软件构建了工艺参数(自变量)如：2,3-丁二醇(BDO)进料浓度、反应器温度、气相进料速度、液相进料速度与测试结果(因变量)BDO转化率及MEK选择性的函数模型并优化出较佳的工艺参数。本研究结果表明,寻优后BDO转化率及MEK选择性都可达到99．5％。

摘要： 正丁烯两步法是目前国内外工业化生产甲乙酮(MEK)普遍采用的方法,基于生物质2,3-丁二醇脱水为甲乙酮绿色生产提供了一条可行工艺。本研究基于固体NaY分子筛催化剂,采用单管固定床测试,利用Design Expert响应面设计软件构建了工艺参数(自变量)如：2,3-丁二醇(BDO)进料浓度、反应器温度、气相进料速度、液相进料速度与测试结果(因变量)BDO转化率及MEK选择性的函数模型并优化出较佳的工艺参数。本研究结果表明,寻优后BDO转化率及MEK选择性都可达到99．5％。

摘要： 本发明提供了一种海底曲面坡地震动力响应计算方法,根据海底斜坡真实几何形态，概化出海底斜坡几何模型；在此基础上，根据斜坡在震前和震中的运动状态，推导得出计算公式。通过本发明的技术方案，本方法能海底斜坡实际几何形态，并且考虑了初始剪切应力比对沉积物土动力学性质的影响，能反映真实海底斜坡在地震作用下不同部位的位移差异，并且具有计算耗时短的优势，可实际用于真实海底斜坡在地震作用下的动力响应计算和稳定性评价。

摘要： 本发明公开了曲面壁板的非线性气动弹性响应分析方法及系统，包括：基于曲面壁板在n时刻的结构状态，并对所预测的时刻的结构状态进行转换，预估时刻的流体边界信息；基于时刻的流场网格和时刻的流体边界信息，采用插值方法，预测时刻的流场网格；基于时刻的流场网格和几何守恒律，计算控制体体积；根据时刻的流场网格和控制体体积对欧拉方程求解，得到时刻的气动载荷；对时刻的气动载荷进行转换，预测时刻的结构载荷，预估n+1时刻的结构载荷；结合结构动力学和预估的n+1时刻的结构载荷，得到n+1时刻结构状态。本发明考虑曲面壁板的几何大变形问题，基于半个时间步的差距，弥补了现有只能一个时间步进行转换的缺陷，提高计算精度和可靠性。

摘要： 本发明公开了一种基于全因子DOE响应曲面优化制丝生产指标预警响应时间的方法，所述的预警响应时间的方法包括以下步骤：步骤1.确定制丝生产指标预警响应时间的相关性模型，步骤2.采用全因子DOE响应曲面对响应时间进行优化，步骤3.对优化结果进行效验。本发明利用数据处理技术，实施采集系统数据，后台进行异常数据识别，判断，反馈，采用数学原理和数学方法不断优化模型，实现精准预警控制。提升车间制丝工艺水平，对提升多工序，连续化生产单位具有很好的借鉴意义和推广价值。

摘要： 本发明公开了一种基于响应曲面法的风机提取效率优化方法，括以下步骤：步骤1：采集影响风机提取效率的若干数据；步骤2：利用响应曲面法构建风机提取效率与步骤1中采集的若干数据的多因素拟合模型；步骤3：对多因素拟合模型进行优化，根据优化后的多因素拟合模型获取风机提取效率最优曲线。通过响应曲面法构建风机提取效率与影响风机提取效率的若干数据的多因素拟合模型，从而获取风机提取效率最优曲线，更加高效可靠，并且提高了风机工作效率。

摘要： 本发明公开一种基于响应曲面的绿萝修复铜污染水体的优化方法，包括：单因素试验确定较佳的外源强化因子水杨酸、硝普纳和植物激素油菜素甾醇投加浓度的参数取值范围；选用响应曲面法中Box‑Behnken方法设计优化试验；进行响应曲面试验，获取建立模型所需响应值‑铜去除率；应用Design‑Expert软件对实验数据进行多元回归拟合，建立二次多元回归模型；对响应曲面二次模型进行方差分析和显著性分析；确定最优条件，并进行验证试验检验模型有效性和最优条件的实用性。本发明通过施加三种外源强化因子优化绿萝修复铜污染，不仅试验效率高、预测精度高和可操作性强，而且能够有效提高绿萝累积重金属铜的能力使水质得到改善。

摘要： 本发明公开了一种利用响应曲面法优化海藻酸钠/卡拉胶复合薄膜配伍的方法，包括如下步骤：海藻酸钠/卡拉胶复合薄膜是以海藻酸钠和卡拉胶为复合基体，以纳米纤维素为增强体，以甘油为塑化剂进行制备；将海藻酸钠与卡拉胶的比例、甘油含量和纳米纤维素占基体比例进行单因素试验，并对合成的复合薄膜的各性能进行测试；根据单因素实验结果，采用响应曲面法进行试验设计，以海藻酸钠与卡拉胶比例、甘油含量和纳米纤维素占基体比例为自变量，以复合薄膜的各性能为响应值，建立多元二次回归方程；根据多元二次回归方程进行绘图，分析自变量和因变量之间的关系，得到回归方程的响应曲面图，确定复合薄膜制备的最佳配比。

摘要： 本发明公开了一种基于响应曲面的射钉关键尺寸优化方法，属于射钉技术领域，本发明可以通过以射钉钉头的5个参数，每个参数取高低2水平为例，传统设计方法要得出优化结果，需要进行25个样本，而本发明所述的优化方法，仅需要10个样本就可以得出最优解，通过尽量少的参数组合，快速计算出最优的射钉尺寸，极大提高射钉优化设计的效率，降低产品开发周期和成本，并且在实验中引入偏向预警筒，在实验过程中防止带来偏向干扰，从而大幅度提高实验精度，保证样本实验时的可信度，不易受到偏向误差的干扰。

摘要： 一种基于响应曲面法和粒子种群优化算法的球头砂轮磨削工艺参数优化方法，涉及磨削工艺参数优化技术领域，用以解决现有技术由于不能有效获取最优磨削工艺参数导致影响工件表面加工质量的问题。本发明的技术要点包括：采用响应曲面法对工件进行磨削加工工艺实验，基于实验数据建立工件表面粗糙度和材料去除率关于磨削参数的数学模型；以获得的数学模型作为目标函数，采用粒子种群优化算法求出全局最优解即获得磨削参数最优解。本发明减少了实验工作量，提高了优化结果的准确度与可信度，采用本发明方法获得的最优磨削参数对工件进行磨削加工，工件加工后的面型精度与表面质量显著提高。本发明可应用于各类磨削加工过程中工艺参数的优化。

摘要： 本发明公开了一种高级氧化降解恩诺沙星响应曲面优化分析方法，对待测溶液在一定条件范围内以降解率为响应指标用中央复合设计法设计实验矩阵并开展实验，对实验结果采用响应曲面优化分析法进行建模分析，经过方差分析该模型显著、拟合良好、能精确地反映参数与响应值的关系，模型质量评估表明该模型信号充足、具有较高的可靠性，模型诊断图表明模型预测值与实验数据之间良好吻合、该模型对外部噪声不敏感并且可以有效地预测实验。根据软件得到的自变量交互关系三维曲面图，分析了自变量交互关系对响应值的贡献大小以及背后的反应机理，得到了高响应值的大致区域。根据软件预测的最佳点我们进行了验证实验，得到的降解率实际值与预测值基本吻合。

摘要： 本发明提供一种响应曲面实验的变量筛选及扩充的方法、介质及电子设备，所述响应曲面实验的变量筛选及扩充的方法包括：第一部分设计采用十字型筛选设计对第一变量集合进行变量筛选，从中筛选出预设数量的变量形成第二变量集合；采用对含有第二变量集合的初始设计点，即第一部分设计的子集，进行扩充获得第二部分设计；将所述第二部分设计与所述第一部分设计的子集的试验数据合并成响应曲面实验数据。本发明不但可以估计主效应而且可以同时估计二次项，完全不受效应稀疏程度的约束。待筛选变量含有分类变量时，可以对分类变量与连续变量分别筛选，后续对筛选出来的变量集合进行相应扩充，实现响应曲面试验设计。