线性唯象传热条件下给定周期的内可逆热机最大功率输出时最优构型

对线性唯象传热条件下给定循环周期的内可逆热机最优构型进行研究,利用最优控制理论得出最大功率输出时热机的最优构型为六分支结构,其中包括两个等温分支和四个最大功率分支,而没有绝热分支.给出各分支过程的时间和热源及工质温度,求出最大功率输出和相应效率.通过计算可知随着高温热源温度的减小,最大功率分支过程时间减小,最大功率输出、所需输入能量和循环效率都减小.随着汽缸容积变化率的减小,最大功率分支过程时间增加,最大功率输出减小,所需输入能量增加,循环效率减小.随着热导率的减少,最大功率分支过程时间减小,最大功率输出和所需输入能量减小,循环效率增加.将所得结果与牛顿传热规律下的结果比较可知两种传热规律下的循环最优构型均由两个等温分支和四个最大功率分支组成,且均不包括绝热分支.两种传热规律下的两个等温分支的温度不同,四个最大功率分支的过程路径也不同.两种最优构型对应的各分支过程时间不相同,最大功率输出、所需输入能量和循环效率均不相同.     

（q∝ΔT-1）传热时活塞式气缸中加热气体的最优膨胀

本文讨论了一类活塞有限时间内的最优运动问题,该活塞设置在气缸中,气缸内含有理想气体工质,伴有泵入热流率f（t）,而与一热槽以q∝Δ（T-1）传热规律耦合。求出了获得最大功的活塞最优运动规律,并给出了一些应用实例。     

机械结构优化方法的分析及一种新算法——广义约束拟牛顿法

本文从机械结构优化总是的特点和要求出发,在对三种有效的非线性规划方法的求解思路、方法格式和效果进行分析的基础上,归纳出一种新算法——广义约束拟牛顿法。通过典型考题和机械结构的实例计算对比,说明该算法是一种比较有效的机械结构优化方法。它具有稳定性好、迭代次数少、收敛速度快等优点。     

扩散传质定律等温结晶过程积耗散最小化

对一类给定结晶量下的等温结晶过程进行研究,考虑传质过程服从扩散传质定律[ ],应用最优控制理论导出结晶过程积耗散最小时浓度最优构型,给出数值算例,并与熵产生最小、浓度一定和质流率一定的传质策略进行比较。结果表明,结晶过程积耗散最小时净结晶量的2/3次幂随时间呈线性规律变化,过程的积耗散率为常数,与等积耗散原则相一致,与以熵产生最小为目标的优化结果是显著不同的;浓度一定的传质策略下积耗散要小于质流率一定的传质策略下积耗散;积耗散最小和熵产生最小两种传质策略下的积耗散和熵产均小于其他两类传质策略下的积耗散和熵产。熵产生表征的是能量转化过程的不可逆性,质量积耗散表征的是质量传递过程的不可逆性,由于结晶过程不涉及能量转化,因此优化原则应为积耗散最小。     

高速箔片端面气膜密封热质传递规律研究

为探究高参数弹性箔片端面气膜密封热性能并开展结构优化设计,基于流体仿真分析软件,建立箔片端面气膜密封热性能分析模型,考虑空气介质实际气体效应影响,研究密封端面气体流动和传热特性,分析不同工况和结构参数对密封端面各流体、固体域最高温度和平均温度的影响。结果表明：箔片端面气膜密封热量主要集中分布在平箔片和密封坝上;随着转速的上升或入口压力、最小气膜厚度的减小,密封环组件各流体和固体域平均和最高温度增大;各流体和固体域平均和最高温度随楔形高度和节距比的增大而减小。