用正交配置法求解中空纤维气体膜分离过程的数学模型

建立了中空纤维膜分离器的微分数学模型,提出了一种采用正交配置法和拟牛顿法相结合的新算法来求解该模型,并采用MATLAB语言编程实现。该方法计算量小、计算稳定性好,并且能够求得微分数学模型的近似解析解,是求解该模型的有效方法。应用该方法对采用逆流流型的中空纤维膜分离器进行了模拟,与实验结果吻合较好,能够用于气体膜分离过程的模拟和优化。     

三相分离设备仿真研究与应用

在油气集输工序培训系统设计的研究中,油气水三相分离设备是油气集输生产工序的重要组成部分.在分离过程中涉及到复杂的流场变化,传统方法利用物料平衡或能量守恒建立的静态模型不能满足高精度动态仿真的要求.针对上述问题,采用Stokes方程和Raoult定律分别对油滴分离程度和烃类气体析出程度进行计算,从而分别建立油气水三相数学模型,构成三相分离设备的动态仿真模型.以大庆油田某联合站为例对模型进行验证,结果表明仿真模型能够动态模拟分离过程中的工况变化.最后应用仿真模型支撑3D Max和Virtools软件开发的虚拟现实交互环境运行,实现了员工在虚拟现实场景中安全高效培训.结果表明实际使用取得了较好的应用效果.     

直角坐标在软件开发中的应用研究

为简化不同软件开发技术处理界面中组件关系的算法,增强使用数学模型解决软件开发中算法设计的能力,全面分析和总结直角坐标系在界面设计中的应用十分必要。通过对不同开发技术处理界面设计的分析,界面中组件位置关系实质上都可以转化为坐标关系的计算。本文列举了直角坐标系在Python编程、Android编程、Java编程和Unity编程中的应用,以期给相应的算法设计提供借鉴思路。     

气体膜分离过程模拟中2种平均推动力模型的准确性验证

在各种气体膜分离模型中,平均推动力模型以其计算简单、易于在商业流程模拟软中使用等优点,普遍应用于气体膜分离过程的工艺设计中。但随着膜分离技术的发展,膜的渗透率增大,分离过程中压力范围变广,需要重新判定平均推动力模型的准确性及适用范围。以计算比较准确的离散模型为标准,对比离散模型、对数平均推动力模型和算术平均推动力模型的计算方程,确定压降为影响平均推动力模型准确性的主要参数。分别用离散模型和平均推动力模型对H_2/N_2、CO_2/N_2、O_2/N_2 3种具有代表性的体系进行模拟计算。并分析在不同膜渗透率、操作压力、浓度条件下2种平均推动力模型准确性。结果表明,算术平均推动力模型在低压降体系中的准确性较好,对数平均推动力模型适用于高压降体系。     

应用CAD软件开发中的设计计算数据管理

提出了应用CAD软件开发中设计计算数据的一种处理模式,结合实际系统的开发介绍了该模式下数据文件的建立、调用方法,以及对计算结果的集中统一处理过程。介绍了专用的数据文件管理器和计算结果管理器的功能和作用。     

转速及活塞行程对气动发动机性能的影响

根据已建立的气动发动机数学模型,利用Simulink软件对某额定参数的气动发动机在不同转速和不同活塞行程下的工作特性进行了仿真计算,分析了转速和活塞行程对缸内气体温度、缸内气体压力、缸内气体质量及输出扭矩的影响。研究结果表明,气动发动机在转速越低时输出扭矩越大,在活塞行程越大时输出扭矩越大。研究结果为气动发动机的设计和性能改善提供了一定的依据。     

煤气管道工程预算系统GPEBS的设计与实现

煤气管道工程预算过程,一般包括设计工程项目、计算工程量、套用定额表和汇总制表等四个步骤。某个煤气管道工程,可以是几类子工程的任意组合,每一类子工程又是由若干个工程项目所组成,而每一个工程项目又包含若干个品目。根据上述的分析,本系统建立了煤气管道工程预算的方案数学模型和预算数学模型,为整个系统的设计与实现奠定了基础。本系统软件是在486微机上,运用FoxBASE 2.10数据库软件开发的。 系统设计包括系统数据结构设计和系统功能设计。系统数据结构包含了7个与预算直接相关的数据库文件和6个辅助文件。系统功能主要有:①预算处理,包括参数的输入和修改,预算计算和结果输出;②文件维护,包括对有关文件的输入、修改和显示;③系统维护,包括     

用于膜蒸馏的中空纤维组件中沟流效的数值模拟研究

对用于膜蒸馏的中空纤维组件数学模型进行了求解,并用模拟计算结果分析组件中存在的沟流效应,结果表明,与纤维丝规则分布的理想组件相比,纤维丝随机分布的实际组件中存在的沟流效应使膜蒸馏组件通量大大降低;提高组件封装分离可以减轻沟流效应;提高膜两侧流体流量可以增加膜蒸馏推动力,削弱沟流效应带来的负面影响。     

多介质和多类型气体流量计数学模型的应用

用于贸易计量的气体流量计主要有速度式、容积式和差压式等类型。按照仪表特性和应用类型的要求,对于不同的应用场合,需要使用不同类型的流量计。为了与不同类型的流量计配套使用,对多种流量计的流量计数学模型以及如何将这些数学模型应用于体积修正仪中进行了研究。这些数学模型包括输出脉冲信号的涡轮、腰轮等速度式或容积式流量计的流量计算数学模型,以及孔板、喷嘴等差压式的一次装置流量计算数学模型。对天然气、氮气和蒸汽等不同气体介质进行分析处理,对于含有幂函数等运算复杂的数学模型公式,采用预先建立数据查询表格并使用线性插值计算的方法。通过对多种类型流量计数学模型的分析以及对复杂公式进行的化简计算,在保证计算精度的同时提高了计算速度,使之能应用于低功耗的体积修正仪中。     

关注点分离在计算思维和软件工程中的方法论意义

关注点分离可追溯到柏拉图对整体与部分关系的思考.作为基本的系统化计算思维原则,关注点分离体现在问题求解、算法设计、软件设计、软件架构描述、软件开发过程等诸多方面.简要归纳了软件和计算的本质特点;重点分析关注点分离作为重要的方法论原则在软件工程中的主要作用和体现形式;介绍了近期有关关注点高级分离的研究,包括关注点的多维分离和面向方面软件开发;最后阐述了关注点分离原则与具体问题具体分析策略相结合的实践意叉.     

Modeling and simulation of CO2 removal from power plant flue gas by PG solution in a hollow fiber membrane contactor

The absorption of carbon dioxide from nitrogen-carbon dioxide mixture was investigated in a polytetrafluoroethylene (PTFE) hollow fiber membrane module using potassium glycinate (PG) aqueous solution. A mathematical model was developed to simulate the behavior of CO₂ removal by PG solution in hollow fiber module and solved for the non-wetted operation mode. The simulation results showed that both CO₂ mass transfer rate and removal efficiency were favored by concentration of PG, liquid flow rate and liquid temperature, and while the gas temperature having no push on the removal efficiency, increase in gas flow rate and initial CO₂ concentration will reversely affect the capture process. Comparison of different diameters for the fibers of contactor and also different number of fibers showed that there is conditions of number and diameter of fibers which results in highest removal efficiency. Moreover, the simulation results agreed well with the expected theoretical trends.     

非圆齿轮三维造型设计系统的开发

基于非圆形节曲线的非圆齿轮设计和计算要比圆齿轮复杂得多。由于非圆齿轮各轮齿的形状不尽相同,因此无法使用阵列、镜像等方法进行建模。目前的三维机械CAD软件还不能直接进行非圆齿轮实体建模。文章利用Visual Basic语言对三维软件SolidEdge进行二次开发,实现了齿轮的根切校验、凸性校验、压力角计算等功能,建立了非圆齿轮的三维建模系统,为非圆齿轮三维建模参数化设计提供了一种方法。生成的齿轮三维实体可用于装配设计、运动仿真及计算机辅助教学中。     

Micro/nanoporous membrane based gas–water separation in microchannel

In this paper, a method coupling micro/nanoporous membranes with microchannels for the gas/water separation in microscale has been demonstrated. The principle of separation is based on the basic properties of membranes—wetted micro/nanoporous hydrophilic membranes can block gas due to a large water surface tension in the entrance of micro/nano pores to withstand the gas pressure, while it allows water to permeate with overcoming the flow resistance of pores; in contrast, hydrophobic membranes permit gas to penetrate but prevent water flow. These two kinds of membranes coupled with microchannels in cross-flow mode or dead-end mode can separate gas/water in microscale. The separation in cross-flow mode can achieve relative high water permeate flow rate, while the separation in dead-end mode can completely separate gas/water segments in a single operation step. The membrane-based separation method has low cost, easy integration into microfludics channels, design flexibility with two configuration modes (cross-flow and dead-end).     

硬实时软件建模与分析的进程代数方法

针对硬实时软件缺乏有效的系统动态行为建模机制,提出了一种用于硬实时软件建模与分析的进程代数方法。首先在时间通信顺序进程的基础上扩展硬实时语义得到硬实时通信顺序进程;然后提出时间调度算法,用于检查硬实时系统单个指令截止期的可满足性以及计算完成任务所需的最少时间;最后通过航空领域的一个实例来说明该方法如何应用于硬实时软件的建模与分析。该方法可以很大程度上提高硬实时软件执行时间计算的准确性,计算结果有助于硬实时系统截止期的量化分析和优化设计。     

Numerical simulation of mass transfer in gas–liquid hollow fiber membrane contactors for laminar flow conditions

This study presents a numerical simulation using computational fluid dynamics (CFD) of momentum and mass transfer in a hollow fiber membrane contactor for laminar flow conditions. Axial and radial diffusion inside the fiber, through the membrane, and within the shell side of the membrane contactor were considered in the mass transfer equations. The simulation results were compared with the experimental data obtained from literature for CO₂ absorption in pure water. The simulation results indicated that the removal of CO₂ increased with increasing liquid flow rate in the shell side. On the other hand, increasing temperature and gas flow rate in the tube side have an opposite effect.     

Selection of high strength encapsulant for MEMS devices undergoing high-pressure packaging

Deflection behavior of several encapsulant materials under uniform pressure was studied to determine the best outer encapsulant for MEMS device. Encapsulation is needed to protect movable parts of MEMS devices during high-pressure transfer molded packaging process. The selected outer encapsulant material has to have surface deflection of less than 5 μm under 100 atm vertical loading. Deflection was simulated using Coventorware ver.2005 software and verified with calculation results obtained using shell bending theory. Screening design was used to construct a systematic approach for selecting the best encapsulant material and thickness under uniform pressure up to 100 atm. Materials considered for this study were SMC polyimide, liquid crystal polymer (LCP) carbon fiber and polyphenylene sulfide (PPS) high modulus carbon fiber. It was observed that PPS high modulus carbon fiber has deflection of less than 5 μm for all thickness and pressure variations. LCP carbon fiber is acceptable and SMC polyimide is unsuitable as high strength encapsulant. PPS high modulus carbon fiber is considered the best encapsulation material for MEMS under high-pressure packaging process due to its high strength. The generalized mathematical model and equations developed for predicting deflection of encapsulation under uniform loading could be used to determine the suitability of any candidate material and encapsulation design with similar domed shaped structure.     

缸内直喷发动机油气分离器模拟分析及试验验证

为分析3种不同结构迷宫式油气分离器的流动分布和压力损失,使用CFD仿真分析软件对某缸内直喷发动机油气分离器内气液两相流场进行数值模拟．采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,计算得到不同直径油滴的油气分离效率,并设计简单而有效的试验方法对油气分离器分离效率进行间接验证．结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算油气分离器油气分离效率,反映流动的本质．根据给定的油气分离效率可优化设计油气分离结构,改进生产方案．     

传输线定向耦合器的设计与实现

该文介绍了传输线定向耦合器的基本原理。通过计算得出了初始设计参数,运用仿真软件ADS,建立了耦合器的仿真模型。通过仿真得出了器件的初始曲线。在对模型进行了优化设计后,得出了符合设计要求的的最优耦合器模型,并对此模型进行了性能分析、产品加工及性能测试。测试结果表明,采用该方法研制的产品具有性能良好、结构简单、便于集成等特点。     

Revit建模过程中窗墙面积比的合规性检查

摘 要：在建筑设计过程中,窗墙面积比(简称窗墙比)值的大小对室内的空调能耗和照明 能耗有很大的影响,将其控制在合理范围内对建筑节能意义重大。针对 Revit 建模过程中窗墙 比选定的问题,研究了窗墙比的计算及合规性检查方法,以《公共建筑节能设计规范》 (GB50189-2015)中给出的窗墙比限值为依据,采用 C#语言开发出基于枚举的窗墙比合规性检查 软件并将其集成到 Revit 中,实现对 Revit 模型窗墙比的合规性检查。以上海某办公楼为对象进 行软件测试,结果表明该软件能够自动获取建筑所在地的窗墙比取值范围,计算出当前模型各 立面的窗墙比并与之比较,当某立面窗墙比不满足规范时,能够迅速将其调至规范值范围内, 并对调整后的各立面窗墙比是否满足国家标准作出评价。