课程文献中心 更多>>

关键词： 数学   模型   数学模型   拓展  

摘要： 通过具体实际的生活问题,经历"比后已知,多‘+’少‘-’;比后未知,多‘-’少‘+’"数学模型的探究、建立及应用拓展过程,使学生的综合性能力得到协调发展,同时也是形成独立思考的过程,为学生的终身学习、可持续发展奠定基础。

关键词： 三相PWM整流器   电网不平衡   数学模型   正负序分量   不平衡控制  

摘要： 化工行业在我国国民经济中占有重要地位,三相PWM整流器作为化工设备应急电源、直流化工负载与电网的接口,是化工工业电源设备配置中的一个重要环节,其控制性能对化工生产起着至关重要作用。当电网出现不平衡时,会使三相PWM整流器网侧电流产生畸变、直流侧输出电压的质量下降,从而影响化工设备的稳定运行,因此研究其处于电网不平衡状态下的控制系统具有重要的现实意义。在电网不平衡状态下的三相PWM整流器数学模型的基础上,研究了三种用于提取网侧电压、电流的正负序分量的方法,所提取网侧电压的正负序分量,用于产生功率、电流指令信号,进一步建立了多目标正负序电流指令的数学模型。其中d-q坐标系下的二倍频陷波器法提取的分量与实际值存在静差,工作于α-β坐标系下的延时计算法与降阶谐振器法(ROR)可以解决这一问题,但是延时计算法依赖于精确的公式计算,为了解决上述问题,设计了具有选频特性的降阶谐振器,此方法减少了对系统模型的依赖,且不会受到谐波信号的干扰,正负序分量提取精度高。基于PI控制器的三相PWM整流器双闭环中,控制器设计存在耦合,结构复杂,对网侧电流的谐波抑制效果不理想,且无法实现直流侧输出电压的零静差控制。针对上述问题,利用降阶谐振器提取网侧电压的正负序分量,在α-β坐标系下,设计了基于准比例谐振(PR)控制的不平衡控制系统,在降低网侧电流的总谐波畸变率(THD)的同时提高了直流输出电压的控制精度。最后通过MATLAB仿真实验,验证所设计控制系统的性能。首先对三种提取正负序分量的提取效果进行了仿真分析;搭建了电网不平衡状态下三相PWM整流器的主电路及其控制系统的仿真模型,对d-q坐标系下PI控制系统与α-β坐标系下PR控制系统的控制性能进行了对比分析,并对直流侧输出电压、网侧电流、瞬时功率等进行了对比分析。仿真结果表明基于PR控制的不平衡控制下,网侧电流的THD值更低,直流侧输出电压可以实现无静差控制,并有效降低无功功率的二倍频交流分量,同时可以消除瞬时有功的二次纹波。

关键词： 小学数学   数学模型   思想培养   策略研究  

摘要： 数学知识是一种抽象式的思维样式,需要学生们有空间构想,在头脑中形成思维导图,才能进行系统的学习和掌握。数学模型可以将数学知识将抽象化为具体,更直观地展现学习内容,帮助学生理解消化。因此,数学模型思想的培养在小学数学教学过程中非常重要,需要教师找到方法,灵活教学。并且小学生正在学习的初始阶段,具象化的思维能力比较弱,更需要教师采用巧妙的方法进行引导教学,最终培养学生们独立思考、建立数学模型的能力。

关键词： 天然气销售   最优化   数学模型   管网拓扑图   仿真校核  

摘要： 随着我国天然气管网市场不断开放,以天然气市场化为导向的改革也在不断进行。国家管网公司的成立进一步提升了我国天然气管网互联互通的水平,但针对天然气产业的要求也在不断提高,天然气产业的供给侧和需求侧也需要更加灵活。在此背景下,如何采用更高效的方法去优化资源配置和天然气销售计划成为中石油等天然气销售企业亟待解决的问题。本文主要考虑了天然气产业链中的生产、运输、销售、储存和贸易等环节,首先对各环节之间的关系进行分析,根据各环节之间的关系绘制了中石油天然气管网拓扑图;其次以天然气销售效益最大化为目标函数,将各气源的供气量、各管段的管输量、各用户的购气量作为决策变量,在满足各环节的边界约束、基础设施能力约束、物料平衡约束等约束条件的前提下,建立了以实现天然气销售效益最大化为目标的中石油天然气销售优化数学模型;最后,使用TGNET软件对天然气销售方案进行仿真校核,通过引入XML文件,将仿真校核所需数据储存在XML文件中并被TGNET软件调用,实现对天然气销售方案的快速校核与调整。本课题研究为中石油天然气销售优化提供了决策工具。

关键词： 装配式ALC墙体   热湿耦合   等温吸附曲线   数学模型   霉菌滋生风险  

摘要： 为进一步深化生态文明建设,装配式建筑越来越受到国家层面的重视。蒸压加气混凝土(ALC)广泛应用于装配式建筑,研究装配式ALC用于围护结构的传热、传质特性,对评价其热湿物性、蓄热储湿能力、建立围护结构的热湿耦合迁移模型、预测墙体霉菌滋生风险、改善室内热湿环境有着重要的意义。通过文献总结分析,对ALC墙体热湿传递理论进行分析,以温度与相对湿度为驱动势,考虑湿迁移与热迁移相互作用建立ALC一维瞬态热湿耦合方程。对热湿耦合数学模型进行了案例验证和实验验证,验证结果显示新建数学模型的可靠。ALC物性参数对热湿传递有重要影响,实验分析了B05级ALC基本物性参数。通过扫描电镜对B05级ALC表观表征,ALC内部存在大量的球形泡和孔,确定了球形泡和孔的直径分布,球形泡和孔的存在对热湿传递产生影响。确定了B05级ALC等温吸湿曲线,建立了环境相对湿度与ALC平衡含湿率间数学联系,含湿率随环境相对湿度增大而增大。实验研究了B05级ALC不同平衡含湿率下ALC试块导热系数的变化,导热系数与含湿率成线性单调递增关系,给出了导热系数与平衡含湿率函数关系式。以上海市实际气象条件为例,利用验证后的数学模型计算夏热冬冷地区ALC墙体热湿耦合过程。对比分析南北墙体朝向的内保温形式与外保温形式各热湿参数变化规律,并将热湿耦合传递过程与单纯导热过程进行比对,进一步说明湿迁移在实际气象条件下对墙体热物性的影响。在此基础上,建立墙体霉菌滋生风险预测模型,计算分析南北墙体朝向、不同保温形式对墙体霉菌滋生风险影响,为实际工程提供参考。

关键词： 42CrMo4坯料加热   氧化与脱碳   数学模型   工艺优化  

摘要： 42CrMo4偏航轴承是风力发电机中的核心部件,用于风电机机舱的偏航转动,性能要求高。环件生产过程可粗分为坯料锻前加热、自由锻制坯加环轧和锻后热处理三个阶段。锻坯的锻前加热质量直接影响到其内部质量和性能;加热时表层的氧化和脱碳直接影响材料的利用率和产品表层的综合力学性能。现有锻前加热工艺是基于普遍适用的经验加热规范,并没有针对某一具体产品进行合理的分析设计。本文以某公司42CrMo4偏航轴承的坯料加热工艺作为研究对象,首先分析42CrMo4的高温氧化和脱碳行为,建立其相应的数学模型,借助有限元模拟软件Deform-3D探究坯料加热过程中温度、应力和组织转变的变化过程并借助数学模型预测氧化层和脱碳层的理论厚度,然后通过优化加热工艺参数来降低总加热时间、氧化层和脱碳层理论计算深度,最后分析试制产品的综合力学性能和金相组织,主要研究内容如下:测定42CrMo4氧化增重曲线,拟合计算出氧化激活能Q值为217k J/mol,可换算出不同温度下氧化速率常数KP·T。借助SEM分析不同温度下氧化层的表面形貌和截面形貌。通过OM对不同温度下试样脱碳层的形貌结构进行观察分析并测量计算平均脱碳层厚度。根据菲克第二定律整理出理论脱碳层厚度计算公式,并结合已烧损的氧化层厚度和氧化层对脱碳的抑制设置修正系数n=1.05,使理论计算获得的脱碳层深度与实验测量值接近。总结整理并设计出高温下42CrMo4在变温条件下的氧化和脱碳数学模型。计算获得坯料在火焰炉膛中的近似综合传热系数。基于Jmatpro计算出42CrMo4的热物性参数。根据自由锻件加热通用技术条件制定经验加热工艺。采用有限元模拟软件Deform-3D,结合相应参数,模拟经验加热规范下坯料加热过程中温度、相变、应力的变化过程。其中,因坯料径向尺寸过大,在加热过程中分别出现三次峰值温差值293.41℃、321.81℃和521.49℃。低温区间的前两次峰值温差对应的轴向应力和径向应力均低于同温度下材料屈服强度。基于42CrMo4的氧化和脱碳数学模型,以加热过程中的温度和时间作为变量,对坯料在加热过程中的氧化脱碳行为进行计算预测。以相变保温温度、相变保温时间和始锻温度作为试验设计因素,以总加热时间、理论计算氧化层脱碳层厚度为响应目标。单因素分析表明:提高相变保温温度、相变保温时间、降低始锻温度有利于降低氧化脱碳程度,但提高相变保温时间会大大增加总加热时间。基于BBD设计试验方案,选取合适的试验设计因素,使用Deform-3D模拟获得样本数据,建立优化目标和试验设计因素的响应面模型,再使用Design-expert选取出最优的加热工艺:始锻温度1200℃、相变保温温度900℃、相变保温时间为25min。试制后产品的力学性能和金相组织经分析符合要求。本课题将实验分析、数学模型计算、有限元分析、响应面模型相结合,设计出有效降低加热时间,减少氧化脱碳的加热工艺参数,为同类型大型锻件的坯料加热工艺提供了理论依据和技术支持。

关键词： 物理课堂   核心素养   培养策略  

摘要： 新课程改革背景下,核心素养越来越受到重视。高中物理教学活动中,教师通过引导学生认识物理学习的价值以培养其核心素养,树立正确的学习态度。就目前情况来说,部分教师依然不重视核心素养培养,有必要做好研究分析工作。联系教学实践,探讨物理课堂上培养学生核心素养的策略。

关键词： 近海电厂   取排水工程   温排水   温升影响   数学模型  

摘要： 近海滨岸电厂循环冷却水排放方式不同,其影响也不同。为了减小温排水对周围环境的影响,近海滨岸电厂循环冷却水往往采用隧洞暗管深排模式。以广东陆丰核电取排水工程前期研究为例,通过数学模型研究了深排模式不同运行方式下取水温升变化及温排水影响范围。研究结果表明,一般排水口位置水深越大,温排水对周围环境的影响越小,取水温升越小。机组运行台数越多,排水量越大,取水温升越高,温升影响范围越大。取水温升、温升影响范围和排水口位置、工程海域水动力条件有密切关系,研究成果可为类似电厂取排水工程设计提供参考。

关键词： 大枣炭药   物理特性   吸附力   化学成分   止血活性  

摘要： 目的：大枣为鼠李科植物枣（Ziziphus jujuba Mill.）的干燥成熟果实，具有补中益气，养血安神，缓和药性的功效。根据相关文献报道，大枣炒炭后产生了收敛止血的作用，但是产生收敛止血药效学的物质基础并不明确，因此本研究对大枣“炒炭止血”的科学内涵进行初步研究，并对大枣生品及所制不同程度的轻炭、中炭、重炭、煅炭的物理特性、吸附力、化学成分进行对比分析，有望初步阐明大枣炭药的物质基础变化及大枣“炒炭止血”的科学内涵。　　方法：参照《中国药典》2020年版四部（炮制通则0213），将大枣分别制成四种不同程度的炭药，采用扫描电镜（SEM）比较生品与炭药的物理特征变化，并利用Image J软件计算其孔隙率;利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）计算生品与炭药钙离子的变化;利用紫外分光光度仪（UV）测定其吸附力以及总黄酮、鞣质等的含量变化以及Maillard反应底物氨基酸与还原糖的含量进行测定;利用热重-差热同步热分析仪探索大枣的最佳炮制温度;对其生品及炭药进行体外凝血活性筛选，以期为深层次的开发利用鉴定基础。　　结果：不同制炭程度对大枣化学成分的影响不同，大枣制炭后物理特征变化明显，与生品相比，扫描电子显微镜下观察发现大枣炭与生品相比均产生了疏松多孔的结构，且随着制炭程度的变化而改变。同时枣炭的吸附力也随着制炭程度的变化而增大，有机酸，总黄酮，鞣质，钙离子的含量随制样条件的差异而发生不同程度的变化。与美拉德反应有关的底物如还原糖和氨基酸随着制炭程度的增加其含量均有所减少;进而对其进行热重分析，根据对大枣生品及相关对照品的热重分析数据进行分析，结果显示大枣制炭的最佳炮制范围是237.2℃~391.5℃;体外凝血实验结果表明生大枣和大枣轻炭组无止血作用，大枣中炭和重炭能够缩短凝血时间。　　结论：大枣制炭后产生的疏松多孔结构是其产生收敛止血作用的关键因素，钙离子的增加是大枣炭止血的主要机理，而有机酸、总黄酮则是其产生止血作用的辅助成分，鞣质与其止血的关系还有待进一步探索。根据大枣生品及相关对照品的热重数据做以分析，推测大枣制炭的最佳温度范围，为炭药物质基础的进一步研究提供科学依据。

关键词： 船舶事故   发生频率   非线性   数学模型  

摘要： 传统船舶事故发生频率估计模型对评估数据的维度过高,导致部分有效评估因素因维度限制,无法参与模型的评估,降低了模型评估输出结果的严谨性,无法适应事故发生频率评估的非线性特征。为了解决传统评估模型存在的不足,提出船舶事故发生频率估计的非线性数学模型研究。首先根据非线性特征对模型构建数据信息进行归一化整理,然后对归一化数据进行降维计算,重构模型参量定义。最后,按照重构参量维度,完成船舶事故发生频率估计模型的建立。为了验证建立模型的准确性,采用数据对比方法,利用实例数据调试,与传统模型进行对比,调试结果证明提出模型的评估准确率能够到达97.6%以上。