数学模拟

摘要： 为降低高炉炼铁过程的能耗,提出了一种通过煤气化炉实现喷吹粉煤气化,然后向高炉直接喷吹高温合成气的高炉-气化炉(blast furnace-gasifying furnace,BF-GF)流程,并建立基于物料平衡和热平衡的流程计算模型。与原有流程相比,粉煤在气化炉中的气化过程采用纯氧气化,出产的高温合成气成分温度调节性好,可弥补传统富氧鼓风操作的动能损失等不足。计算结果表明:在仅替换补吹粉煤的高炉-气化炉-1(BF-GF-1)流程中,整体能耗由普通高炉的529.07 kgce/tFe降低为498.86 kgce/tFe,而在改用高温煤气配合纯氧直接鼓风的高炉-气化炉-2(BF-GF-2)流程中,整体能耗进一步下降为483.72 kgce/tFe。在降低能耗的同时,由于入炉煤气中的含氮量降低,两种流程出口煤气中的CO的体积分数分别由24%提高到30.4%和40.6%,煤气热值相较于普通高炉的煤气热值分别大幅度上升26.6%和69.0%。在考虑煤气燃烧放热后的CO_(2)脱除能耗的情况下,高炉-气化炉流程的能耗优势进一步扩大,相比普通高炉的能耗分别下降44.36 kgce/tFe和73.32 kgce/tFe。研究结果表明:利用气化炉进行粉煤气化后的高炉-气化炉流程具备较大的节能潜力,同时尾气中富集的CO_(2)便于后续脱除,本研究可为下一步工艺实施奠定基础。

摘要： 为了提高矿产地质工作的效率,采用数学方法作为矿产地质工作的核心方法进行实践勘查,实现矿产地质资源的全面观察与预测,有利于提高矿产地质勘查的精准性,最大限度地提高工作效率,并凸显出数学方法的高效性,将计算机技术与数学方法结合在一起,构建完善的数学模型,利用计算机技术对矿产地质资源进行大范围勘查。通过数学模型对矿产地质的环境分布情况进行模拟,若矿产地质工作出现安全事故时,可立即采取预警模式。将数学方法应用于矿产地质工作中,有利于降低矿产地质工作的难度。

摘要： 采用ANSYS Fluent商业软件,建立了三维流动和传热数学模型,探索了不同浇注温度下稀土金属钆在双辊薄带连铸过程中的流动、传热和凝固行为。结果表明:浇注温度对钆液的流动模式和铸坯的温度分布影响很小;浇注温度从1673 K升高至1698 K再至1723 K,回流区面积增大,液面流速减小,整体铸坯温度提高,凝固坯壳减薄,凝固终点位置下移;1723 K浇注温度下铸坯在中心对称面出口处未完全凝固,容易发生漏液;在浇注温度为1673 K条件下,可以获得较合理的凝固坯壳厚度分布。

摘要： 为了验证抗氧化活性塑料瓶盖的安全性,以及采用迁移模拟软件替代迁移试验的可行性,在高密度聚乙烯(HDPE)中添加丁基羟基茴香醚(BHA)和2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)制备抗氧化活性瓶盖。用高效液相色谱(HPLC)法检测瓶盖中抗氧化剂的初始含量,以及两种抗氧化剂在体积分数分别为50%、95%的乙醇作食品模拟液中的特定迁移量;同时利用AKTS-SML软件,分别根据Piringer模型和Brandsch模型的扩散系数,在70°C、2 h和40°C、10 d条件下进行迁移模拟。研究结果表明,该测定方法的加标回收率在78.8%~111.0%之间,相对标准偏差在0.1%~4.0%范围内;瓶盖中的BHA与BHT的实际迁移量均小于模拟迁移量;抗氧化剂的浓度、迁移时间、迁移物质的分子量和体积以及模拟液的极性都会对迁移结果产生较大影响;在抗氧化活性瓶盖安全评估中,用数学模拟代替迁移实验的可行性仍有待进一步研究。

摘要： 以磷酸铁锂(LFP)为正极材料的锂离子电池在电子产品、电动汽车等领域应用广泛,但其能量密度仍有待提升以进一步满足不同场景应用需求。锂离子在正极孔隙电解液中的扩散过程是LFP锂离子电池性能的控制因素之一,通过优化电极孔隙结构可以在一定程度上减小锂离子在电解质中的扩散阻力进而提升能量密度。采用准二维模型描述电池内部的传质电化学过程,考察了当锂离子电池正极孔隙存在梯度分布后对锂离子电池能量密度的影响及作用机理。通过对比孔隙率均匀分布和梯度分布的电池模拟结果,发现孔隙率的梯度分布能提高单位活性材料的利用率,提升电解质通量和电极活性材料的嵌锂量,从而增加电池能量密度。随着电极厚度的增加,孔隙率分布的梯度越大,对能量密度的提升效果越显著,研究结果对于厚电极涂层的制备工艺具有重要意义。

摘要： 为了研究旋流对超声速喷管中CO_(2)凝结特性的影响,基于气-液两相流动控制方程、凝结模型和CO_(2)表面张力模型,建立了CO_(2)-CH_(4)二元混合气体旋流凝结流动的数学模型,模拟了CO_(2)在超声速喷管中的旋流凝结过程。数值结果表明:在旋流流动过程中,CO_(2)凝结成核过程中释放大量潜热传递给周围介质,使过冷度迅速下降,气体重新达到平衡状态,此时气体过冷度依然大于0,为液滴的生长创造了良好的环境。强旋流和壁面边界层的存在导致凝结参数沿喷管径向分布不均匀,并且增加旋流强度会增大液滴碰撞几率和喷管液化效率,但旋流强度增大同样会限制气体膨胀特性和喷管过流能力。

摘要： 低温热解是清洁转化碳基固废、实现汇碳和减排的成熟有效方法之一。通过建立预测碳基固废热解产物产率的数学模型可以极大缩短科研探索时间,优化调控热解反应过程。本研究以80组热解实验数据为样本,首先对神经网络(ML)、支持向量机(SVM)和线性回归(LR)模型进行训练和测试,分析机器学习的有效性,然后将三种模型通过算法融合,建立具有自适应性的FUSION模型。最后,利用实验数据对该模型进行进一步的训练和测试,形成适合预测碳基固废热解产物的数据模型。融合模型能够有效解决单一模型在预测碳基固废热解产物分布过程中,受热解交互作用影响,预测精度波动的问题。同时,该模型预测值精度较高,预测值与实验值的相对误差<2%。

摘要： 水库在给人类带来巨大效益的同时,也给天然河流带来新的影响,泥沙淤积就是其中之一。水库泥沙淤积,严重影响水库使用寿命,如果设计和使用不当,水库有完全淤废的可能。因此,如何通过水库优化设计和调度运用,使得水库有效库容得以长期保留,是在水库规划设计阶段就必须加以解决的技术问题。本文采用一维非均匀不平衡输沙数学模型,对新疆苏塘灌区的石门水库泥沙淤积问题展开研究,建立了石门水库泥沙冲淤数学模型,并且依据石门水库坝址附近河段水文泥沙测验资料,初步分析了入库水沙特性,给出了各月的输沙率与流量关系,建议采用年均径流量3.08亿m^(3)和悬移质输沙量253万t作为入库水沙条件,设计了入库典型年水沙过程。

摘要： 本文考虑到杀虫剂的残留作用、喷洒前后对种群的作用方式的改变以及天敌资源的有限性,首先建立并系统地研究了资源有限下杀虫剂具有残留作用的固定时刻的害虫控制切换系统,分析关键参数对害虫灭绝阈值的影响;其次建立资源有限下依赖于害虫种群数量的状态害虫控制切换系统,通过数值模拟分析在规定的时间内影响杀虫剂的使用频率的因素。

摘要： 利用分质提盐蒸发结晶方法处理多组分高含盐废水,可实现废水的资源化利用。本文根据废水中硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系,提出了机械蒸汽再压缩(MVR)分质提盐蒸发结晶系统,以降膜蒸发器作为系统的预蒸发器,与两效强制循环蒸发器联用,同时对冷凝水加以回收,使废水中硫酸钠和氯化钠分别结晶。首先设计了系统的具体工艺流程,依据质量和能量平衡关系建立系统及其设备的数学模型并进行模型验证。随后对常压下硫酸钠质量分数为5%、氯化钠质量分数为8%的混合溶液蒸发结晶过程进行实例计算,并将其与传统五效蒸发分盐系统进行性能对比。综合能量分析与㶲分析结果表明,MVR分质提盐蒸发结晶系统的节能程度更高,同一工况下相较于传统五效蒸发分盐系统,效能系数(COP)提高了93.5%,单位能耗则降低了77.6%;㶲效率提高了70.4%,㶲损失则降低了33.6%,表明MVR分质提盐蒸发结晶系统在实现废水中硫酸钠和氯化钠结晶回收利用的同时系统热力学完善度和节能性更大。

摘要： 对断面为180mm×675mm的板坯结晶器进行1∶1物理模拟和数学模拟,建立了fluent数学模型,优化了结晶器浸入式水口底部结构,对结晶器钢液的表面流速、拉速、流场、保护渣模拟等进行了分析研究.结果表明:(1)在相同拉速下,倾角为20°凹底20mm和凹底30mm的水口的平均表面流速比倾角为20°凸底15°的水口的表面流速下降了20％左右;(2)对于倾角为20°的浸入式水口,当水口底部的凹底深度由20mm增加到30mm时,平均表面流速降低了0.2m/s;(3)当浸入式水口在相同水口倾角和底部结构的情况下,拉坯速度从0.9m/min升至1.0m/min时,平均表面流速上升了5％左右.

摘要： 为进一步减少喷吹焦炉煤气高炉碳排放,将高炉炉顶煤气进行循环.利用多流体高炉模型对喷吹焦炉煤气条件下高炉炉顶煤气循环进行数学模拟.结果表明,和单独喷吹焦炉煤气相比,高炉喷吹焦炉煤气条件下进行炉顶煤气循环,炉身部位温度水平略微降低,软熔带位置下移且变窄,含铁炉料在进入软熔带前的还原度明显提高.当炉顶煤气从风口循环进高炉时,生铁产量提高13.87％,CO利用率提高6.95％,碳排放减少39.57％,能耗降低15.78％.因此,喷吹焦炉煤气条件下,高炉炉顶煤气循环可提高高炉产量,降低碳排放和提高能量利用效率.

摘要： 反硝化除磷是用一类以硝酸根作为最终电子受体的反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms,DPAO),通过它们的代谢作用来同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷目的[1].双污泥反硝化除磷工艺(以下简称双污泥工艺)即硝化菌和反硝化聚磷菌分别位于不同构筑物中,其解决了传统同步脱氮除磷工艺中碳源不足、泥龄矛盾、脱氮除磷效果难以同步提高等问题.但是,该工艺参数较多,而且系统内污染物的状态变化比较复杂,常规的实验分析方法很难对其进行全面分析.数学模型分析法在活性污泥工艺的设计与优化方面越来越得到研究人员的青睐.本文对A2N-SBR工艺进行了数学模拟，采用三令阶段实验模拟：厌氧释磷阶段，好氧硝化阶段，反硝化聚磷阶段，结合灵敏度分析以及数学优化方法对其涉及反应过程中的动力学参数进行校正，以期建立能准确反应连续流双污泥工艺运行特性的系统模型，为后续工艺的优化设计提供基础。

摘要： 连铸坯的表面和内部缺陷与结晶器温度密切相关,本文以浇铸截面230mm×1800mm的双孔型水口板坯结晶器为研究对象,采用了数学模拟的方法研究拉速对板坯结晶器温度的影响.结果表明,在拉速从0.7m/min变化到2.0m/min时,窄面中点的温度从1600K上升到1675K,射流对窄面冲击大,坯壳变薄,容易漏钢.

摘要： 压差预冷具有操作简单、预冷速度快、费用低、适用范围广等优点,目前已成为果蔬的主要预冷方式.本文从送风参数、包装箱工艺、数学模拟以及设备生产方面详细介绍了国内压差预冷技术研究现状,结果表明,在国家政策的支持下,经过科研机构、大专院校的多年努力,中国压差预冷技术日趋成熟,取得重大进展.

摘要： 本文借助FLUENT软件对160t铁水包内KR脱硫过程进行数值模拟计算,计算包括KR搅拌过程中铁水包内速度分布、铁水漩涡面深度、氧化钙粒子的运动、分布和对铁水的脱硫.计算结果表明,增加搅拌器转速能提高铁水运动速率,加快脱硫粒子的运动,减小铁水包内死区大小,从而提高脱硫效率.从多方面因素考虑,搅拌器转速选取120rpm较为合适.增加搅拌器插入深度,能减小铁水包内死区大小和提高铁水包下半部分铁水的运动速率.利用氧化钙粒子进行脱硫的效果也较为明显.

摘要： 本文针对结晶内钢液和液态保护渣界面传热问题,建立耦合流动和传热数学模型,研究了吹氩量、拉速、浸入深度、侧孔倾角对钢渣界面的传热行为的影响.计算结果表明:随吹氩量增加,靠近窄壁侧温度中心的位置和温度值变化不大,水口附近温度中心处温度先增大后减小,其位置慢慢向水口靠近;拉速由0.8 m/min增大至1.2m/min,钢渣界面水口附近温度中心的温度值逐渐降低,位置向窄面移动,近窄面温度中心的温度逐渐升高,位置亦向窄面移动;拉速由1.2 m/min增大至1.4m/min时,钢渣界面温度场有3个温度中心,其中窄壁附近温度中心温度较低;拉速为1.6m/min时,钢渣界面温度场不仅呈现窄壁附近温度较低温度中心,而且由于卷渣出现不规则的高温区域.增加水口浸入深度对水口附近温度和近窄壁侧温度影响不明显;增大水口倾角对水口附近温度中心温度影响不明显,近窄壁侧温度中心在侧孔倾角增大至18 o时位置向水口方向移动明显.

摘要： 目的:运用机械振动力学数值计算方法,比较三种腰椎侧卧调整手法(传统腰椎侧卧调整手法(传统斜扳法)、改良腰椎侧卧调整手法(改良斜扳法)与侧卧位腰椎振荡调整手法)杠杆力加载的力学特征.rn 方法:由上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院推拿科医生按标准操作三种手法,观察定性后,假设椎体为刚体,周围组织为黏弹性体,建立模拟L1-L5的五自由度机械振动动力学模型,模拟加载不同发力模式并对基本方程进行求解.rn 结果:载荷相同的条件下,在频率≦1的振荡调整手法作用下,同位椎体的最大位移都大于传统及改良调整手法作用下的椎体最大位移,且目标椎体的位置越低,损伤比也越低.rn 结论:椎体位移相同(非0)的条件下,运用简谐激励的振荡调整手法比脉冲激励的传统及改良调整手法所需加载力更小,损伤风险也更低.

摘要： 建立了同时考虑质量平衡、脱碳反应发生部位以及钢包顶渣与钢液之间传氧行为的RH碳氧反应模型,可以同时实现RH脱碳过程中钢水碳、氧含量以及顶渣成分较准确的预报.针对采用顶渣改质或者LF精炼的超低碳钢生产工艺,应用建立的模型分别分析了KTB吹氧开始时间、真空室压降模式对RH脱碳速率的影响,结果发现KTB吹氧开始时间滞后、真空压降平台保持时间过长均可导致RH脱碳速率降低,特别是内部脱碳速率出现停滞,因此应该避免以上不当操作.

摘要： 以“闪速熔炼—PS转炉吹炼”铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于自主开发的“冶金工艺流程计算系统开发平台(Metcal)”软件,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,并对铜冶炼全流程进行了设计模拟计算,得到了各冶金单元的详细物流信息和热平衡计算结果,为该工艺设计、放大提供了理论指导,提高了冶金工艺全流程设计计算效率.

摘要： 本发明公开了一种数学模拟演示教具，涉及教学工具技术领域。一种数学模拟演示教具，包括固定杆，所述固定杆的中部固定安装有演示机构，所述演示机构包括圆柱壳体，所述圆次转动连接有第一拨动块、第二拨动块、第三拨动块、第四拨动块和柱壳体的正面两侧分别开设有第一方形孔和第二方形孔，所述固定杆的中部依第五拨动块。本发明通过演示机构的设置，实现了在加减乘除的教学过程中，教师便于通过拨动孔拨动第一拨动块、第二拨动块、第三拨动块、第四拨动块和第五拨动块对知识点进行教学，同时也便于教师通过该数学模拟演示教具与学生进行互动，进而提高教学过程中的趣味性，提升学生对知识点的吸收，提升教学效率。

摘要： 本发明提供了一种低渗透油藏N2非混相驱数学模拟方法。该方法包括：求取气体高压物性；考虑气体弹性条件下的油气两相渗流方程和不考虑气体弹性条件下的油气两相渗流方程；建立油气两相渗流数值模型求解方法；对关键算法进行编程，通过计算机编程实现油气两相油藏数值模拟求解；对实际低渗透油藏进行N2非混相驱，计算分析不考虑弹性作用时含气饱和度随距离变化，计算分析考虑弹性作用时含气饱和度随距离变化，计算分析气体弹性对采收率影响，对比分析气驱和水驱效果。该方法考虑气体弹性条件下的油气两相渗流方程和不考虑气体弹性条件下的油气两相渗流方程；计算模型与油藏实际属性更为相近，计算结果更为可靠，用于指导低渗透油藏的N2驱开发。

摘要： 本发明提供了一种用于概率统计数学模拟演示装置，包括：传输组件，用于将预投磁币传输到设置在挡体腔上部的投币组件上的待投口处；投币组件，用于将待投口处的预投磁币进行投射，并投射到挡体腔中；挡体腔内部设置有获取模块，用于获取投币组件的投射结果；挡体腔内部设置有控制模块，对投射结果、及对应的投射次数进行记录并显示到显示模块上，同时，控制设置在挡体腔内底部的开合组件开启，将预投磁币传输到传输组件上，并控制设置在挡体腔内底部的开合组件闭合；传输组件的一侧设置有驱动电机，驱动电机驱动传输组件执行相应的后续操作。用以通过控制预投磁币进行自动投射，并记录投射结果、及对应的投射次数，可提高记录的准确性。

摘要： 本发明公开一种用于概率统计数学模拟演示装置，涉及概率学研究技术领域。包括演示箱、倾角调节组件和抛投组件，演示箱的下表面贯穿设置有倾角调节组件，演示箱的侧面铰接有抛投组件。该用于概率统计数学模拟演示装置设计用于研究不同变量对抛投硬币时发生概率产生的影响的透明演示箱，演示箱的下表面滑动设置有倾角调节组件可以相应调节演示箱两侧的不同高度，以形成演示箱两侧之间倾角的变化，并通过角度测量尺进行测量记录，另外还设置有铰接的抛投组件，通过抛投组件进行硬币的抛投，可以实现对抛投角度以及抛投力度的控制，研究角度与力度对概率的影响，避免现有技术中通过导师抛投硬币时各种影响因素不便控制的问题。

摘要： 本发明涉及生物医药技术、数学及工程学技术领域，具体地说是一种数学模拟优化底纹的智能微针贴片及其制备方法。本发明的微针模具表面带有底纹，底纹上设置有微针，其中底纹方程为符合三角函数、二项式展开函数或正态分布函数，微针包括交联聚合物的采样微针和非交联聚合物的递药微针。本发明的贴片可以高效准确地采集粘膜表面及深层组织液中的生物标志物，并且可以快速简便地将装载药物递送至粘膜表面及深层粘膜组织。

摘要： 本发明公开了一种数学模拟演示教具，涉及教学工具技术领域。一种数学模拟演示教具，包括固定杆，所述固定杆的中部固定安装有演示机构，所述演示机构包括圆柱壳体，所述圆次转动连接有第一拨动块、第二拨动块、第三拨动块、第四拨动块和柱壳体的正面两侧分别开设有第一方形孔和第二方形孔，所述固定杆的中部依第五拨动块。本发明通过演示机构的设置，实现了在加减乘除的教学过程中，教师便于通过拨动孔拨动第一拨动块、第二拨动块、第三拨动块、第四拨动块和第五拨动块对知识点进行教学，同时也便于教师通过该数学模拟演示教具与学生进行互动，进而提高教学过程中的趣味性，提升学生对知识点的吸收，提升教学效率。

摘要： 本发明属于教学器具技术领域领域，公开了一种应用概率统计理论下数学模拟演示装置及方法，箱体下端通过螺栓固定有支撑腿连接，支撑腿下端通过螺栓固定有万向轮；箱体通过支撑板与实验台连接，实验台上通过螺栓固定有支撑杆；支撑杆上端通过螺栓固定有振动盘，振动盘通过螺栓固定有振动电机；振动电机上通过支撑弹簧与振动板连接，振动板上端设置有硬币放置槽；实验台通过合页与指针使用盘，指针使用盘上端设置有刻度线盘，刻度线盘中心处通过转轴与指针连接。本发明利用振动板改变硬币的运动状态，实现随机对硬币进行控制，提高教学的质量；通过设置有显示屏和摄像头，方便学生观察。

摘要： 一种用于演示概率统计的数学模拟演示教具，包括底板、支撑柱、抛币装置、吸币装置、控制开关、识别装置和网络模块，所述抛币装置包括撑物板、第一电磁铁、第二电磁铁和支点；所述吸币装置包括第三电磁铁和第四电磁铁；所述控制开关包括单片机和继电器开关，继电器开关分别连接所述直流电源和单片机；所述识别装置为图像传感器模块；所述网络模块包括云平台、APP和蓝牙模块；所述单片机连接所述抛币装置、所述吸币装置、所述继电器开关、所述识别装置和所述网络模块。该发明的有益效果是：通过云平台来存储实验数据供APP下载，抛币吸币都使用电磁铁完成，方便重复实验。

摘要： 本实用新型涉及演示装置技术领域，公开了一种用于概率统计数学模拟演示装置，具体包括第一套筒和钢珠，第一套筒的外表面上安装有计数器，第一套筒的顶部设有开口且开口转动连接有盖板，第一套筒内从上到下依次设有漏斗、导向管、导向盘和导向板，漏斗底部连通有与水平面相互垂直且直径与钢珠相同的导向管，导向盘环形均匀分布有直径相同的八个通道，每个通道的侧壁均安装有位于导向盘内部的金属传感器，导向板位于第一套筒内部底端，第一套筒的侧壁上固定连接有第二套筒，第二套筒内部的顶端安装有电机，电机的输出端连接有转动杆，进口与出口之间设有磁条；本实用新型技术方案能够自动对样品取样并收集数据，操作简单方便，提高了教学效率。

摘要： 本实用新型涉及教学演示技术领域，具体涉及一种用于概率统计数学模拟演示装置，包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板中间位置处开设有圆口一，所述第一支撑板和第二支撑板之间固定连接有支撑柱。本实用新型中，通过移动滑动板来封堵导料管的管口，再在实验凹台上进行抛硬币或掷骰子实验，使硬币或骰子始终在实验凹台内部进行，实验结果观察后滑动滑动板，使圆口二处与实验凹台底部开口齐平，使其从实验凹台通过导料管最终进入收纳箱，减少了重复实验时回收实验道具的时间，提高实验的效率，当实验全部结束后，沿着限位条滑动收纳箱，使收纳箱的开口滑出防护壳的顶盖防护范围内，便于进行回收。