数学建模在机械数字化设计中的应用和发展趋势研究

数学建模作为机械数字化设计的核心方法之一,可以更准确地描述机械系统的行为和特性,通过数学建模,可以对机械系统进行结构强度分析、运动学和动力学仿真、流体力学分析等多个方面的研究,为机械系统的设计和制造过程提供重要的支持。文章综述了数学建模在机械数字化设计中的应用,并探讨其在设计优化、系统仿真和设计验证等方面的作用和效果。同时,指出了数学建模在机械数字化设计中面临的挑战,例如模型精确性、数据处理困难和复杂问题求解的计算复杂性等;展望未来,多学科交叉集成与协同设计以及新技术与方法的应用将推动机械数字化设计的进一步发展。通过研究,可以深入了解数学建模在机械数字化设计中的应用现状,为工程设计提供科学的依据和方法,促进机械系统的创新和优化。     

聚酰亚胺膜在稀有气体分离中的性能研究

稀有气体通常利用沸点的差异进行深冷分离，相对于这种传统方法，膜技术具有高效、低耗和环保等优异性能.在膜技术中，膜材料的选择及其后处理是影响气体分离效果的重要因素.选择两种不同聚酰亚胺，PI-1 (BTDA-MDA/TDA)和PI-2 (PMDA/BTDA-TDA),研究了其单体结构对于稀有气体分离性能的影响.在此基础上选择性能较为优异的PI-2膜进行不同条件的热处理，研究热处理温度对其气体分离性能的影响.研究发现，通过改变聚酰亚胺的共聚组成，可以调节分离膜的气体选择性与渗透性.热处理会改变膜内分子链堆积、部分膜结构的生成或消失以及去除残余溶剂的塑化作用，进而改变膜的渗透分离性能.通过控制热处理条件，可以使膜的渗透性与选择性同时提升，He渗透系数增加至19.1 Barrer, He/CH₄选择性提高了54%,O₂/Xe选择性提升99%.     

武汉市某湖泊水环境质量评价与污染分析

为研究城市湖泊水环境质量状况,以武汉城区某湖泊为例,采用综合营养状态指数法、综合污染指数法对水体水质状态和底泥污染等情况进行评价,结合点源、面源、内源污染负荷,对水环境的污染现状和污染程度开展分析,全面准确地反映水域水环境状况。结果表明,该湖泊整体水质综合营养状态指数在71.48～87.35,处于重度富营养状态,主要控制因子为叶绿素a、TN、TP;底泥综合污染指数评价显示90%以上底泥处于较严重污染状态,平均污染指数达3.370,其中TP对水体污染贡献最显著;湖泊水体主要污染源为雨水径流产生的面源污染和底泥释放的内源污染,COD_Mn为主要面源污染控制因子。     

兰州重离子加速器经济社会效益调研

大科学装置具有附加的经济社会效益。通过对兰州重离子医用加速器产业化及应用示范基地、武威重离子治疗示范中心暨荣华颐养院、武威重离子辐照诱变甜高粱种植基地的实地调研,分析得出:兰州重离子加速器在实现重要的科学目标的同时,以重离子医用加速器产业和甜高粱种植产业等新兴产业驱动西部地区的经济发展与转型,以医疗、教育和人才培养方面的贡献带动西部地区的社会发展。兰州重离子加速器已经初步形成了以重离子医用加速器产业和甜高粱产业为代表的新兴产业链,形成经济发展的新增长极,在优化西部地区产业结构、促进区域经济和社会可持续发展方面发挥出强大的辐射效应。     

从电影《盗梦空间》看“空间”——谈电影与建筑在时空艺术上的表达交集

本文以电影《盗梦空间》为例,尝试分析电影与建筑之间艺术交集及共同之处,探索时间结构与空间结构在建筑和电影中的逻辑关系,以期寻找电影艺术与建筑艺术之间共通的表达手法。     

基于DBD型臭氧发生器的新型软开关电源研究

常用介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器供电电源工作时,各开关器件不能完全工作在软开关条件下,且部分开关器件在功率调节过程中难以维持软开关状态,电源不能高效工作。针对上述问题,提出一种新型DBD型臭氧发生器供电电源,通过结合各开关器件的工作时序,详细地分析了电路的各个工作模态,在PSIM中仿真并研制了实验样机。仿真与实验结果表明,在容性脉冲频率调制(PFM)控制方式下,电路中各功率器件在整个功率调节范围内均能在软开关条件下工作,确保了供电电源的高效运行。此外,整个电源具有结构简单,易于设计的优点。     

基于最小作用量原理的岩石微振动方程及分析

为了研究冲击钻井中钻具冲击频率、岩石固有频率等对破岩效率的影响,基于最小作用量原理,建立了岩石在压头冲击作用下的微振动方程,并以此为基础,分析了岩石的质量和固有频率、压头的冲击力和冲击频率以及时间等因素与岩石振动位移的关系。分析研究发现,岩石振动位移在平衡位置处上下变化,当压头冲击力为30 kN、岩石密度为2.39 g/cm3时,岩石的振动位移最大,分别为1.3和8 mm;固有频率为1000,1500和2000 Hz的岩石,分别在1000,1500和2000 Hz左右冲击频率下产生16,13和6 mm的最大振动位移。研究结果表明:岩石的振动位移曲线类似余弦曲线,振动位移与压头的冲击力成正比,与岩石的密度（质量）成反比;当压头的冲击频率与岩石的固有频率共振时,振动位移最大。      

城市地下管线惯性测量仪管道接缝探测算法及其对定位精度的影响分析

城市地下管道对惯性测量仪运动的非完整性约束(Non-Holonomic Constraint, NHC)可有效提升惯导和里程计组合的定位精度，然而管道接缝会破坏NHC的成立条件，影响组合定位效果。提出一种管道接缝探测算法，并在组合算法上采取相应措施降低接缝对定位精度的影响。根据IMU原始数据准确探测管线测量仪经过接缝的时间段，当惯导和里程计组合时，过接缝时段用于调整NHC修正策略，实现稳健的组合定位解算。实测表明，该算法对432个接缝的检测正确率达到98.6%,通过调整接缝处NHC修正策略有效提高了组合算法的绝对定位精度。