微藻作为生物柴油原料的研究,是在全球能源危机和环境污染日趋严峻的背景下,应对化石能源枯竭和环境治理问题的前沿探索。生物质能作为可再生、低污染的能源,正被人们视为最有潜力的石油替代品之一。微藻由于其独有的生物学特性和环境适应性,被认为是代替传统油料作物作为生物柴油原料的优选。 微藻具有以下显著优势:其生长周期短,能够快速累积生物质,具备高光合效率和高油脂含量,使其在单位时间内生产油脂的能力远超其他植物。微藻可以在多种非耕作的土地上生长,如沙漠、盐碱地和海滨地区,不仅不与粮食作物争地,还能有效利用未被开发的土地资源,缓解土地资源紧张的现状。此外,微藻不受季节影响,可以实现全年连续生产,为工业规模生产提供了可行性。微藻还具有良好的环境友好性,如能够吸收二氧化碳并具有一定程度的废物处理能力。 然而,尽管微藻具有上述诸多优点,其作为生物柴油原料的大规模商业化应用仍然面临多重挑战。首要问题在于生产成本较高,这限制了微藻柴油在商业领域的推广和应用。此外,目前微藻生产柴油的技术主要还停留在实验室阶段,缺乏成熟的工业设施支持,这导致微藻生物柴油尚未能够广泛替代传统柴油在市场上的地位。 微藻生物柴油的生产涉及多个技术环节,包括微藻的筛选、培养、油脂提取和转化等。在筛选和培养阶段,科学家需要筛选出生长速率快、油脂含量高的微藻品种,并采取适合的培养方式。常见的培养方式包括开放式池塘系统和封闭的光生物反应器。光生物反应器能提供更为精确和可控的生长环境,有助于提高微藻的生物量和油脂含量。而在油脂提取和转化方面,探索有效的提取技术以及优化油脂转化为生物柴油的化学过程是提高产油效率的关键。 在研究进展方面,世界各国已经有许多学者和机构对微藻生物柴油进行了广泛的研究。研究不仅关注微藻本身的特性,也包含了微藻培养技术的改进、生物反应器的设计创新,以及微藻油脂合成和转化效率的提高等方面。未来的研究将可能集中在如何进一步降低生产成本、提高油脂含量和生产效率,以及如何实现规模化生产等问题上。同时,从长远角度出发,微藻生物柴油的可持续性、环境影响评估和生命周期分析也是未来研究的重要方向。 微藻作为生物柴油原料的研究,虽然面临成本和技术上的挑战,但其巨大的发展潜力和生态效益使得这项研究具有重要的科学价值和实际意义。随着研究的不断深入和技术的进步,微藻生物柴油有望成为替代传统化石燃料的有效途径,为能源生产和环境保护做出重要贡献。
2024-12-13 11:10:39 533KB 首发论文
1
本文主要探讨了高速列车转向架系统部件的可靠性计算方法,通过建立模型并基于实际数据来分析转向架轮对和轴箱、悬挂装置、构架装置、基础制动装置、驱动装置等关键部件的可靠性。研究的目的是确保高速列车的安全可靠运行。 一、可靠性模型的建立与应用 在高速铁路领域,可靠性研究是保障列车安全运行的重要环节。本文作者云婷、秦勇、郑津楚依托北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,通过分析真实数据与应用常见的可靠性分布模型,构建了转向架系统各部件的可靠性模型。模型的建立需要采集大量的运行数据,这包括列车的运行里程、维修记录、故障发生情况等实际操作中的统计数据。模型的目的是为了计算出百万公里平均故障率以及平均故障间隔公里等指标。 二、计算与分析方法 1. 参数估计:研究者使用极大似然估计法对各个转向架部件的参数进行估计。极大似然估计是一种统计学方法,用于从一个概率模型中得出观测数据的概率,从而估计模型的参数。在这个过程中,假设已知的模型形式,根据观测数据来估计模型参数。 2. 分布模型的选择与检验:研究者通过对A-D检验法确定最优分布,以拟合各个部件的实际故障数据。A-D检验是用于检验数据是否符合特定理论分布(例如正态分布、指数分布等)的一种统计检验方法。检验的目的是判断所选择的分布模型是否适合真实数据的特性。 三、转向架系统中各个装置的可靠性分析 1. 转向架轮对和轴箱:轮对和轴箱是高速列车运行中的关键承载部件,其可靠性直接影响到列车的稳定性和安全性。 2. 悬挂装置:悬挂装置是保持列车稳定运行,降低震动,保证乘车舒适度的重要装置。 3. 构架装置:构架装置是指列车车身的主要支撑结构,其可靠性是列车整体稳定性的重要保障。 4. 基础制动装置:基础制动装置负责列车的安全制动,是确保列车安全的关键部分。 5. 驱动装置:驱动装置是提供列车动力,保证列车能够达到指定速度的重要部分。 四、可靠性分析方法 作者指出,在可靠性分析方法的研究过程中,已经有许多学者提出了包括故障树分析、可靠性框图、故障模式与影响分析、马尔可夫模型、Petri网、蒙特卡罗法、GO法和事件树分析法等多种定性和定量分析方法。这些方法在轨道交通领域都有着广泛的应用。但对于高速列车转向架系统各部件的可靠性分析,之前的研究并没有涉及。 五、总结与展望 本文通过分布参数的优化估计和拟合优度的检验方法对部件的运行可靠性进行了计算和分析。研究结果对于高速列车转向架系统的维护、可靠性预测和改进具有重要的参考价值。文章同时建议,应持续跟踪最新的可靠性理论与方法,以及不断更新的实际数据,以提高高速列车的运行可靠性。此外,对于高速列车的可靠性研究,应关注国际标准规范,确保研究的国际化水平和通用性。 关键词包括参数估计、A-D检验、可靠性等,这些术语在可靠性工程中具有重要意义。中图分类号U298.110表示这篇文章属于高速铁路领域的研究范畴。 基金项目和作者简介部分显示了本研究得到了特定的科研基金支持,并提供了研究团队成员的信息。这表明了研究的权威性和团队的专业背景。 此外,文中还简要介绍了基本故障分布模型的概念,包括指数分布和正态分布。指数分布适用于描述故障特征不随使用寿命而变化的情况,它的故障率是恒定的。正态分布,也称为高斯分布,通常用于分析磨损或老化等原因导致的故障。这些分布模型在可靠性分析中被广泛应用,用于预测和模拟部件的故障行为。
2024-11-22 14:36:23 546KB 首发论文
1
基于matlab颗粒增强金属基复合材料随机单胞模型建立及等效弹性模量预测,张军化,谢桂兰,在预测颗粒增强金属基复合材力学性能时,本文从复合材料细观单胞结构入手,通过计算机仿真软件MATLAB,针对颗粒增强金属基复合材料
2024-10-17 13:11:19 195KB 首发论文
1
本文主要研究了基于ANSYS软件进行的剥叶元件结构尺寸优化分析。研究工作采用虚拟试验分析的方法,重点在于甘蔗收割机剥叶机构中剥叶元件在工作过程中的受力分析,并以此为基础,对剥叶元件的尺寸参数进行优化设计。 研究者引入了有限元模型的概念。在有限元分析中,剥叶元件被简化为悬臂梁模型,并在ANSYS软件平台上建立起相应的模型。受力分析表明剥叶元件在工作过程中主要受力部分是剥叶指,这部分承受着由剥叶滚筒转速和打击力产生的周期性动载荷。由于剥叶过程中的大变形工况,剥叶元件容易发生疲劳破损。因此,优化设计剥叶元件的结构尺寸显得尤为重要。 在进行剥叶元件结构尺寸的优化设计过程中,研究者选用了排数、长度、宽度和厚度这四个因素进行考察。这些因素对剥叶元件在工作过程中所受的最大应力有着直接影响。研究中使用了正交试验原理,以确定剥叶元件的最大应力最小化为优化目标,选择了三因素三水平的正交试验设计方法。 通过数值模拟,分析了不同排数的剥叶元件在不同尺寸参数下的最大应力情况。实验结果表明,剥叶元件在两排及以上使用时可以显著减小最大应力,且两排使用即可达到很好的效果。最终,确定了最优的剥叶元件外形尺寸参数为长度110mm,宽度16mm,厚度14mm。通过这种优化方案,可以有效延长剥叶元件的使用寿命,并提高其工作效率。 这项研究为甘蔗收割机剥叶机构中剥叶元件的设计提供了理论依据和技术指导。其成果不仅有助于提高甘蔗联合收割机的使用性能,同时也为其他类似机械设备的设计优化提供了参考。 关键词“剥叶机构”指出了研究对象的主要功能部件;“有限元模型”强调了在模拟试验中使用的建模方法;“正交试验”和“优化设计”则分别代表了试验设计方法和优化目标。这些关键词点明了研究的核心要素和目标。 总结来说,这项研究的创新之处在于将虚拟试验分析与正交试验原理相结合,对剥叶元件的结构尺寸进行优化,得出的最优尺寸参数可以有效降低剥叶元件在工作过程中的最大应力,从而延长了剥叶元件的使用寿命,提高了甘蔗收割机的工作效率。这项研究成果为农业机械设计领域提供了新的思路和方法,具有重要的实际应用价值。
2024-09-27 21:28:59 233KB 首发论文
1
全封器作为修井机中的关键部件,其性能对于机械作业的效率和安全性有着至关重要的影响。全封器上盖的结构参数优化分析能够有效减轻结构重量,提高机械的使用性能,降低材料成本,并提升整机的市场竞争力。为了实现上述优化目标,本文作者牟媛和王慧采用了ANSYS软件的优化模块,基于一系列结构参数优化理论,对全封器上盖进行了深入的参数优化分析。 本文简要介绍了优化设计的基本理论,包括优化设计的核心概念、方法以及数学模型。优化设计的实质可以理解为寻求函数的极值问题,这涉及到两个基本步骤:构建数学模型和求解数学模型。数学模型主要由目标函数、不等式约束和等式约束组成,目标函数通常是需要最小化或最大化的量,不等式约束和等式约束则代表了设计的限制条件。 接着,文章详细阐述了基于ANSYS优化分析的步骤。ANSYS优化模块提供了包括设置优化循环、参数定义、优化方法选择以及优化序列结果查看等一系列功能,旨在通过计算机辅助设计(CAD)及计算机辅助工程(CAE)手段,完成复杂结构的参数优化。 文章中提到的关键步骤包括: 1. 确定优化变量:在优化设计中,设计变量、状态变量和目标函数是优化分析的关键要素。其中设计变量是结构设计中可调参数,状态变量通常与结构的性能指标有关,而目标函数则是优化设计所希望最小化或最大化的指标。对于全封器上盖的优化设计,作者选择了上盖的厚度作为设计变量,根据强度和刚度的约束条件来确定其变化范围。 2. 建立优化目标函数:优化的目标函数是设计优化中的核心,它直接决定了优化的方向和目标。在本研究中,由于上盖材料的假设是均匀分布,因此选择将上盖的体积最小化作为目标函数,意在减少上盖的质量和材料使用量,同时保证结构满足强度和刚度的要求。 3. 优化结果分析:通过一系列的优化迭代,文章最终得出了优化后的参数序列和各优化变量的优化迭代图。优化结果表明,在确保全封器上盖具有足够强度和刚度的前提下,通过优化设计,上盖的厚度和质量均得到了有效减少。这种材料的合理分配和利用,不仅有助于提升产品的竞争力,也体现了现代设计中轻型化和经济型的追求。 文章指出,优化设计在工程设计中不仅提供了一种科学的设计方法,帮助设计者从众多设计方案中选择出最合适或最完善的方案,而且还能显著提升设计效率和质量,带来显著的经济效益和社会效益。在当前机械工业不断进步的背景下,对全封器上盖这类关键部件的结构参数进行优化分析,已成为提高产品竞争力的重要手段之一。通过运用ANSYS等先进的仿真软件,可以实现对产品性能的深入分析和精确预测,为产品的创新设计提供了强有力的技术支持。
2024-09-27 21:27:27 286KB 首发论文
1
核磁定量29Si谱及1H{29Si} 二维异核多键相关谱在乙烯基笼型倍半硅氧烷羟基衍生物结构研究中的应用 ,徐丞龙,李晓虹,多面体笼型倍半硅氧烷POSS是近期受到广泛关注的一类有机/无机杂化材料。其化学结构可用红外光谱,热分析,质谱,X射线衍射以及核磁
2024-09-24 09:51:13 338KB 首发论文
1
智能电网技术是现代电力系统发展的核心方向之一,它涉及将先进的信息技术、通信技术、控制技术和电力技术融合到传统的电网中,以实现电网的智能化管理和运行。智能电网的目标是提升电网的可靠性、安全性、经济性和环境友好性,特别是在多种能源发电、调度以及高效利用方面发挥着越来越重要的作用。 1. 多种能源发电的多目标优化调度模型 在智能电网中,多种能源发电的多目标优化调度模型是核心内容。所谓多目标优化,指的是在考虑多个目标函数的同时,寻求这些目标之间的最优平衡。在电力系统中,这些目标可能包括但不限于最小化火电机组的煤耗、水电机组的用水量、电网的网损以及降低风电场的危险等级等。通过构建这种模型,可以全面评估发电资源的使用效率和系统的经济性,从而在保证电力供应可靠性的基础上,实现能源的高效利用和环境保护。 2. 仿水循环粒子群算法 为了有效解决多目标优化调度模型的复杂性和求解难度,本文提出了一种仿水循环粒子群算法。这是一种启发式算法,借鉴了自然界水循环机制,其目的是为了解决传统随机算法在面对复杂优化问题时耗时长和难以收敛到全局最优解的问题。仿水循环粒子群算法利用了水循环过程中的一些现象,如蒸发、降水、径流等,将这些现象转化为算法中的粒子运动规则,通过模仿水循环的方式迭代搜索最优解。 3. 风电机组出力的不确定模型 在智能电网的多种能源发电中,风能作为一种重要的可再生能源,其发电量受到风速随机性的影响,导致风电机组的出力具有不确定性。因此,本文采用了随机机会约束规划理论,建立了一个能够描述风速随机分布特性的风电机组出力不确定模型。该模型通过机会约束规划将不确定性转化为确定性等价形式,使得调度模型能够更加准确地反映实际情况。 4. 案例分析与验证 为验证所提出的多目标优化调度模型和仿水循环粒子群算法的实用性与有效性,研究以一个包含10个燃煤电厂、8个水电站和2个风电场的区域电力系统作为实例进行分析计算。通过计算结果,可以分析模型对电网的适应性,并评估仿水循环粒子群算法在求解多目标优化问题中的可行性与效率。 关键词解释: - 智能电网:指采用先进的信息通信技术与传统电网相结合,实现电网的智能化管理,包括发电、输电、变电、配电、用电和调度等环节。 - 多种能源发电:指在一个电力系统中同时或相继使用不同类型的发电方式,包括火电、水电、风电等。 - 多目标优化调度:是针对电力系统中的多个相互冲突的优化目标,同时进行优化以寻求各个目标之间的最佳平衡点。 - 仿水循环粒子群算法:一种基于自然水循环现象的新型优化算法,用于解决多目标优化问题。 本文介绍的智能电网多种能源发电多目标优化调度模型及其仿水循环粒子群算法,不仅在理论上构建了一个高效、节能、环保的电力调度模型,而且提出了一种高效的算法来解决实际问题,具有很高的实用价值和研究意义。随着智能电网技术的不断发展和优化算法的不断创新,这些研究成果将对提升智能电网的性能和推动可再生能源的利用起到积极的作用。
2024-09-21 13:01:54 533KB 首发论文
1
流式细胞术是一种应用流式细胞仪进行分析和分选的技术,它可以对处于液流中的各种荧光标记的微粒进行多参数快速准确的定性、定量测定。自从20世纪80年代以来,随着流式细胞仪和荧光探针标记技术的不断发展,流式细胞术在现代科学研究及科学实践中的作用越来越重要。在生物科学研究中,流式细胞术可以用于测定细胞周期、DNA含量,检测细胞凋亡,进行倍性、染色体核型和流式分子表型分析等。 流式细胞术在植物学研究中具有非常重要的地位,它主要用于检测植物细胞核DNA含量及其倍性水平。DNA含量和倍性水平是植物学研究中非常重要的基础研究指标。生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值,C值对于植物学家而言是一个非常重要的特征。通过C值可以获取基因组大小这一特征信息,用于构建物种的系统进化树,分析亲缘关系。同时,C值还可以用来鉴定杂交物种。根据植物学细胞C值与气孔保卫细胞长度、面积正相关的规律,可以借助测量植物化石的气孔长度和面积,利用已知参考样本物种的C值推断出相应的古植物C值,这在古植物学研究中有很大的应用价值。此外,外来入侵种的C值往往比同域分布的同属其他种小,因此通过检测植物的C值,可以预测入侵能力的强弱,将它作为生态学评估的一个指标。 传统的测定植物核DNA含量的化学分析方法,受到样本细胞所处细胞周期的影响,导致DNA含量在细胞间不一致,因而化学分析得到的C值往往背离真实值。1924年,Feulgen和Rossenbeck采用了紫外原子吸收法测定核DNA含量,这种方法虽然解决了因细胞周期不一致导致的核DNA含量不一致问题,但是会因为核型不规则而引发染色不均匀。而流式细胞术能够在一定程度上解决这个问题。 在使用流式细胞术检测植物核DNA含量和倍性水平的过程中,实验室总结出了一套详细通用的实验方法,同时对实验环节中的关键点进行了阐述,并且分析了解决因碎片过多而导致实验失败的原因及解决办法,这对今后进行植物流式实验具有非常重要的指导意义。通过大量实验,研究者能够详细掌握流式细胞术检测流程,从样本准备到数据分析的每一个环节,保证了实验结果的准确性和重复性。 在医学研究及临床实践中,流式细胞术也扮演了非常重要的角色,特别是在肿瘤诊断和分型、血液病的诊断和治疗以及免疫相关疾病分析等方面的应用。流式细胞术的这些应用,进一步凸显了其在科学研究和临床实践中的重要性。 总体而言,流式细胞术作为一种高效、快速的细胞分析技术,其应用范围广泛,能够为植物学、医学等领域的基础研究和实际应用提供有力的技术支持。随着技术的进一步发展,流式细胞术在未来的科学研究和应用中将发挥更大的作用。
2024-09-09 16:15:42 403KB 首发论文
1
粒子群优化算法是一种群体智能优化算法,其设计灵感来源于自然界中鸟群或鱼群等生物群体的行为模式。在这种算法中,一个由个体组成的群体通过社会交往和信息共享的方式,共同搜索最优解。这种算法通常用于解决优化问题,其基本原理是模拟鸟群捕食的行为,每个粒子代表问题空间中的一个潜在解,通过跟踪个体的经验和群体的经验来动态调整搜索方向和步长。 基本粒子群优化算法包含两个主要的变体:全局粒子群优化算法(g-best PSO)和局部粒子群优化算法(l-best PSO)。全局算法利用群体中最优个体的位置来指导整个群体的搜索方向,具有较快的收敛速度,但在解决复杂问题时容易产生粒子群体在局部最优解附近过早收敛的问题。而局部算法是根据每个粒子的邻域拓扑结构来更新个体最优解,虽然可以细化搜索空间,但可能会减弱群体最优解的聚拢效应,导致收敛速度变慢。 为解决这两种变体的不足,陈相托、王惠文等人提出了GL-best PSO算法。这种新算法试图平衡全局搜索能力和局部搜索能力,通过调整全局和局部最优解的权重来达到优化效果。GL-best PSO算法在保持快速收敛的同时,能够避免粒子过早地陷入局部最优,从而提高解决复杂问题的能力。 GL-best PSO算法的核心是建立一个结合了全局最优解(g-best)和局部最优解(l-best)的粒子更新规则。全局最优解能够指导整个粒子群朝向当前已知的全局最优方向移动,而局部最优解则允许粒子探索其周围的小区域,以增加解空间的多样性。在GL-best PSO模型中,通过中和全局和局部的聚拢效应,力图找到一种既具有快速收敛速度又具有精细搜索能力的平衡点。 为了验证GL-best PSO算法的有效性,作者通过一系列仿真实验来评估该算法的性能,并与几种经典的粒子群优化算法进行比较。仿真实验所使用的测试函数集包含了各种复杂度和特点的优化问题,能够全面考察算法在不同情况下的优化表现。 总结而言,GL-best PSO算法是在粒子群优化算法领域的一次重要改进和创新,它不仅为控制科学与工程、最优化算法等研究提供了新的研究方向,也为解决实际优化问题提供了新的工具和思路。通过这种算法,研究者可以在保证收敛速度的同时,增加算法在搜索空间中的探索能力,提高求解质量,特别是在复杂问题的求解中体现出更优异的性能。
2024-09-07 00:33:39 530KB 首发论文
1
水下爆炸的AUTODYN模拟分析研究,孙学武,,利用AUTODYN仿真程序对TNT水下爆炸的峰值压力进行模拟,分析了状态方程和网格密度不同对数值模拟的影响,得到了良好精度且计算速度�
2024-09-05 10:59:18 433KB 首发论文
1