自适应卡尔曼滤波算法在压裂作业中的应用

针对采用传统卡尔曼滤波器对压裂作业中压力进行滤波时,难以获得准确数学模型和噪声统计特性而导致滤波效果较差的问题,提出了一种基于拟合优度确定系数的自适应卡尔曼滤波算法(R~2-AKF)。该算法将测量数据的预测值作为回归曲线拟合值,通过计算测量数据的预测值与实际采集值的拟合优度确定系数R~2来确定过程噪声协方差矩阵Q的修正系数α,得到具有过程噪声协方差调整的自适应卡尔曼滤波算法,通过压裂作业现场试验验证了其有效性。试验结果表明:自适应卡尔曼滤波算法能保证系统的滤波精度,具有较强的实时性,是一种简单、有效的实时滤波算法,具有一定的工程指导意义和推广价值。研究结果可以为压裂作业中压力数据采集和分析提供技术参考。     

基于改进交叉熵算法的电力系统随机生产模拟

蒙特卡洛模拟的计算效率与系统的可靠性密切相关，在其用于高可靠性系统的随机模拟时存在计算效率偏低的问题。为此，提出了一种基于多层交叉熵与对偶变数抽样技术相结合的随机模拟算法。首先使用多层交叉熵构造零方差概率密度函数的近似函数，提高小概率失效事件的抽取概率；其次基于已构造的近似概率函数，采用对偶变数抽样法进行抽样，进一步提高抽样的收敛速度。以IEEE RTS修改系统为例进行了算例分析，算例结果验证了所提出的基于改进交叉熵的电力系统随机生产模拟算法的有效性。     

基于多尺度CSRBFs的地层三维地质建模

基于矿山多源数据实现地层三维地质建模是数字矿山研究中的一项重要工作，其成果有助于矿山资源评估、生产规划编制等工作的有序进行。采用插值方法对离散采样的非均匀点状数据进行处理，是精准构建矿体模型的关键。然而，矿体建模常用的插值方法在处理数据时，很少有效顾及数据的非均匀性。基于多尺度CSRBFs插值方法，提出了一种可以处理非均匀数据的地层三维建模技术。首先从多源数据中提取非均匀的地质离散点数据集。然后，使用多尺度CSRBFs插值构建地层表面模型，插值步骤包括：①样品点获取与单位法向量计算；②通过八叉树空间索引构建层次点集；③使用多尺度CSRBFs方法在样品点集上由粗到细逐层插值，计算地层表面隐式函数；④地层隐式曲面可视化。最后，使用提出的断层建模方法在连续地层表面构建正断层、逆断层和交叉断层模型。研究表明：多尺度CSRBFs（Multi-scale CSRBF， MsCSRBF）插值方法通过十折交叉验证获得的平均误差为0.943 m，精度优于反距离加权法（Inverse Distance Weighted， IDW）和普通克里金法（Ordinary Kriging， OK），且MsCSRBF方法相比于IDW和OK方法插值运算效率更高。上述分析表明：多尺度CSRBFs差值方法能够针对非均匀数据进行地层表面模型的高精度、快速重建。     

利用非糖物质快速鉴别单花蜂蜜

本文利用非糖物质快速鉴别四种常见的单花蜂蜜(枸杞蜂蜜、荆条蜂蜜、枣花蜂蜜和洋槐蜂蜜)。利用固相萃取除糖提取蜂蜜非糖物质,并用高效液相色谱(HPLC)结合化学计量学进行蜂蜜花源的判定。发现了四种单花蜂蜜的非糖特征标志物。芦丁、丁香酸甲酯、阿魏酸的含量在四种蜂蜜中差异最大。对羟基苯甲酸和脱落酸在枸杞蜂蜜中平均含量分别为0.59μg/g和0.42μg/g,可作为枸杞蜂蜜的花源标志物;对香豆酸和肉桂酸在荆条蜂蜜中平均含量为0.08μg/g和0.05μg/g,可作为荆条蜂蜜的潜在花源标志物;阿魏酸、异阿魏酸是枣花蜂蜜的特征标志物,平均含量分别为0.40μg/g和0.76μg/g;洋槐蜂蜜的特征标志物是芦丁和丁香酸甲酯,平均含量为0.08μg/g和0.14μg/g。利用高效液相色谱指纹图谱结合化学计量学方法(主成分分析和判别分析),四种单花蜂蜜依据其花源被成功区分。本研究对蜂蜜真实性判定有重要参考价值,为后续蜂蜜真伪鉴别奠定基础。     

面向模式的文本数据描述模型

实际应用中常有从非结构化文本中提取符合指定模式信息的需求。在分析了使用正则表达式处理这类问题的缺陷之后,提出了一种面向模式的文本数据描述模型,将模式分为终端模式、结构体模式、联合体模式和数组模式,并详细介绍了各模式在文本匹配以及数据映射中的作用,最后通过相应的示例演示了模型的结构性与便利性。     

基于流固耦合的氦气囊非稳定形态机理分析

为了揭示飞艇内置氦气囊在非稳定状态下的形态变化机理,建立了单个氦气囊模型,基于ANSYS的瞬态动力分析和CFX的多场耦合分析,考虑空气与氦气密度差导致的浮力效应,进行空气和氦气流体及柔性囊体的多场耦合分析.首先基于囊体无应力态进行充气模拟得到初始充气平衡形态,校验数值模拟方法的正确性.然后通过控制氦气排气量模拟氦气囊在0°、10°、20°、30°仰角以及充盈度分别为100%、90%、80%、70%、60%时的形态,并进行变形、应力特征分析.数值结果表明:在仰角为0°时,随充盈度减小,囊体底部约1/3区域发生形态失稳,呈环向均匀小凹陷模态,且向顶部扩展,环向贯通为大凹陷;当有仰角时,凹陷先发生于下腹部,环向非对称,且随仰角增大,下腹部凹陷向顶部扩大.     

基于动态规划的贮箱自动增压控制策略优化

推进剂贮箱自动增压系统通过带有固定孔板的管路实现对贮箱压力的控制,当前控制策略由固定的逻辑运算组合构成,简单的控制策略及贮箱环境不稳定等因素导致了管路上阀门动作频繁的问题。现以试验数据离散化为基础,将系统测控部分转化为0-1整数非线性规划模型,结合动态规划算法转化模型、编写程序,以试验原始数据为目标消除大量阀门动作次数,求解出更优的结果。     

太阳能吸热器内超临界二氧化碳对流换热特性数值研究

为分析聚光太阳能热发电中吸热器内超临界二氧化碳（S-CO₂）在高温非均匀壁面热流密度分布下的对流换热特性，采用ANSYS Fluent软件建立了管排式吸热器的三维数值模型，对其中S-CO₂对流换热特性进行数值仿真，并考虑了吸热器与外界环境的辐射和对流换热，分析了吸热管半周均匀受热、半周周向均匀轴向高斯受热和半周周向余弦轴向高斯受热3种非均匀壁面热流密度分布的影响。仿真结果表明:外界环境的辐射和对流换热对吸热器壁面温度影响较大，相较于未考虑外界环境的辐射和对流换热，考虑辐射和对流换热的壁面最高温度下降6.84%；3种壁面热流密度分布中半周周向余弦轴向高斯受热的吸热器出口温度和壁面最高温度均最高，其壁面最高温度比半周均匀受热高353.4 K；非均匀壁面热流密度分布虽然对吸热器内流体流量分配不均匀性的改善不明显，但可明显削弱流量分配不均造成的各吸热管流体温度偏差的影响。     

响应曲面法优化泡沫洗面奶的发泡能力

为了优化泡沫洗面奶的发泡能力,首先采用单因素实验探究癸基糖苷与氧化胺添加比、丙二醇添加量以及pH值对泡沫洗面奶发泡能力的影响;随后采用响应曲面法对影响泡沫洗面奶发泡能力的因素进行系统分析,得出最佳优化方案。分析结果表明,模型响应值精确度为99.22%,各因素对泡沫高度影响的大小为:癸基糖苷添加量 pH 丙二醇添加量;泡沫高度最佳参数条件为:癸基糖苷添加量0.64%,氧化胺添加量9.36%,丙二醇添加量7.4%,pH调节至8;泡沫高度响应值为171 mm。