基于PDE降阶模型的最优控制

针对带有约束条件的偏微分方程（PDE）模型最优控制的实时性要求和巨大的内存开销问题,提出了基于降阶模型的输入/状态约束的最优实时控制方法。采用特征正交分解和奇异值分解以及Galerkin投影方法导出了动态PDE具有高精度离散形式的状态空间低阶模型,提出了一定输入/状态约束条件下的基于二次规划单步滚动最优控制并与基于线性二次调节器的极值验证最优控制策略相互验证。通过对流-扩散-反应过程的控制仿真结果证明了所提方法的高效性和准确性。     

均相玻璃态高分子中溶剂扩散系数的数学模型

以自由体积理论为基础 ,提出改良的玻璃态高分子中溶剂扩散系数的数学模型 .模型推导过程中考虑了溶剂可塑化效应对高分子凝聚态的影响 ,并以明确的物理概念计算玻璃态聚合物的自由体积 .对橡胶态适用的自由体积参数在此模型中保持有效 ,所引入的表达溶剂可塑化效应的唯一参数 β可以通过计算玻璃化温度来确定 .所以 ,本模型中无可调节参数存在 ,具有完全可预测性 .以芳香族溶剂苯、甲苯、乙苯在玻璃态聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的扩散系数为例对模型进行验证 ,理论计算结果和实验值取得良好一致     

生物柴油制备路线的模拟与优化

通过计算模拟的手段探究了两步法制备生物柴油的工业化可行性。首先利用ASPEN PLUS对现已存在的酯化-酯交换技术制备生物柴油的全流程进行模拟调试,并得到了符合要求的模拟结果以验证模型。然后在过程模型中引入反应动力学,并基于MATLAB编程,根据计算结果提出的新的反应流程,其反应时间与传统的流程相比大大降低;并根据反应物-反应产物三元体系相图提出新的分离流程,将原有流程中的三个高温精馏塔减少到一个低温精馏塔,减少了能耗及设备。     

管翅式换热器管路布置优化设计的数值研究

采用分布参数法模型对常见的双流程管翅式换热器,在不同的空气及制冷剂进口状态下的工作性能进行了数值研究,对管路布置提出了改变不同流程管径比的优化设计方案,并从数值模拟的角度给出了验证。数值计算结果表明改变两流程之间的管径比可以优化换热器的换热性能,而且两流程的管径之间存在一个最佳比值0.8,在该最佳管径比下,换热器的换热性能在不同工况下均比相同管径提高6%～11%,同时可以使空气侧的阻力损失减少2%。     

氨基酸在水溶液中扩散系数的预测

以F ick定律和不可逆过程热力学为基础,结合文献中对扩散系数预测模型的分析,提出了一个氨基酸在水溶液中扩散系数预测的半经验模型。用实验测定的7种氨基酸在水溶液中的扩散系数和一些文献中的扩散系数数据对模型参数进行了拟和。利用该模型对多种氨基酸及尿素在水溶液中的扩散系数进行了计算,计算值与实验值的平均相对误差均小于0.6%。     

化工控制系统调节器参数的最优计算

本文通过对动态最优控制方法的提出，阐述了最优控制的特点及与常规反馈控制的区别，借以说明在化工控制系统中采用最优控制对调节器参数进行最优计算的优越性。     

热偶精馏过程的优化计算及控制

建立了TCS热偶精馏过程优化设计的数学模型，编制了逐板计算的计算机程序，根据严格逐板计算的结果，运用差分法求出灵敏度系数，对TCS热偶精馏进行了灵敏度分析，确定灵敏板的位置即找到最优控制点，在此基础上选择最优控制方案，实现TCS热偶精馏塔的最优设计。对苯-甲苯-乙苯物系进行了优化设计，提出了本流程最优控制方案。     

Pro/II软件在酸性水单塔汽提装置优化操作中应用

流程模拟计算在设计和实际运行参数调整过程中所起作用越来越重要,由于流程模拟计算的介入,可以提高设计速度和设计的准确性,也可以实现装置的在线优化操作.采用PRO II 流程模拟软件对炼油厂酸性水单塔汽提装置进行模拟计算,通过建立模型、合理选择动力学参数,计算结果与实际运行数拟合的较好,从而建立了计算模型.利用该模型考察了热冷进料比、侧线抽出位置等因素对单塔汽提装置操作的影响.该模型可以对操作工况进行分析,提出操作参数的优化调整,对酸性水汽提装置设计及实际操作调整具有指导意义.     

基于热不平衡考虑的溶液除湿/再生传热传质系数(Ⅰ)模型与Le-hD测量法

溶液除湿装置是溶液除湿空调系统中一个重要单元,其内部传热传质规律对系统性能起到决定性影响.在溶液绝热除湿模型基础上,提出考虑热不平衡的除湿模型用以计算溶液除湿过程的传热传质系数.模拟计算发现考虑热不平衡模型计算的溶液和空气出口参数与实验值能更好吻合,从而说明该模型能更准确计算除湿过程传热传质系数.当热容率比C*≥1.0...     

基于材料物性参数时变特性的复合材料层合板固化残余应变应力数值模拟

热固性树脂基复合材料层合板成型过程形成的残余应力是影响材料质量的重要因素。针对复合材料固化过程建立了基于复合材料物性参数时变特性的复合材料固化过程的三维多场耦合计算模型。该模型包含经典的热-化学模型、树脂固化动力学模型、残余应力模型;在此基础上将材料物性参数时变特性引入多场耦合计算模型中,模型计算结果通过与文献中实验结果比较,验证所建立的固化模型的可靠性;在此基础上,对AS4/3501-6复合材料层合板的固化残余应变应力进行数值模拟,研究了固化过程中残余应变/应力的变化规律,分析工艺参数对应力应变的影响。通过与光纤光栅应变试验比较,验证其正确性。研究结果表明:模型可以很好地仿真复合材料固化过程;温度、树脂体积分数、铺层角度对层合板应力/应变都有较为显著的影响,为正相关关系,其中树脂的体积分数影响最为显著。