板式塔中气液两相流乳化态的研究

在(φ)500 mm和(φ)334mm的冷模装置中观察和测定了气液两相流乳化态的流体力学性能.实验观察发现,按照Hofhuis和Zuiderweg提出的判据Ψ(气液动量参数)＞0.2时,确实出现了乳化态,塔板上的泡沫飞溅消失,降液管中的气泡明显细化.测定数据表明,在乳化态中,降液管中部平均气泡直径比泡沫态降低一倍,约为2～4mm,离开降液管的气含率也比泡沫态高得多,约有20%～40%.实验还发现,不同Ψ值,乳化程度不同,随着Ψ值的增大,乳化程度加深,表明乳化是一个伴随和渐进的过程.     

基于Avalon总线的PID控制器的硬件实现

提出了一种数字PID控制器在FPGA上的硬件实现方法。详细阐述了3级并行流水线结构的PIDIP核的原理和实现方法,介绍了FPGA内部互联各片内设备的Avalon总线。控制器在在CycloneII系列的EP2C5F256C6上实现,实验表明,这种PID控制器在具备高速性的同时还具有很高的可重用性,并更易于调试和实现多通道控制。     

红外道路场景下车辆与行人检测算法

针对现有算法模型在红外道路场景下,对小尺寸车辆与行人的检测存在精度低和漏检的问题,提出改进YOLOv5s的红外道路检测算法。首先,借鉴Focal-Loss的计算思想引入一种新的动态缩放(focal and complete IOU,Focal-CIoU)损失函数,提高检测精度;其次,引入改进坐标信息嵌入中激活函数为自适应模式的坐标注意力机制(adaptive coordinate attention, Ada-CA),提高准确定位目标的能力;最后,改进C3模块为具有多尺度特征信息的MultiS-C3,提高模型识别能力。通过实验对比可知,改进的目标检测算法较原网络模型准确性提高2.0%,召回率提高7.3%、平均精度提高6.6%,可以有效检测出红外背景下的车辆与行人。     

基于NDIR的甲烷传感器微弱信号调理设计

该文介绍了一种基于非分光红外的甲烷传感器检测信号调理部分的设计方法。该方法采用OP77运算放大器搭建跨阻放大器和可变增益放大器,将传感器输出的微弱电流信号经过跨阻放大器和可变增益放大器进行调理转换成单片机可以采集的电压信号,并对高频信号进行抑制,提高信噪比。利用MULTISIM软件对设计电路进行模拟仿真实验,在保障合理放大信号的前提下降低电路复杂度和制作成本,提高电路稳定性。信号调理对后续的调试和信号进一步处理等有重要的作用。     

基于 VMD-DBO-LSTM 的空气质量预测

针对传统空气质量预测模型收敛速度慢,精度低的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decom posi- tion,VMD) 和蜣螂优化算法(dung beetle optimizer,DBO)优化长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)的预测模 型。首先,针对 AQI原始数据具有大量噪声的问题,使用VMD方法对非平稳信号进行模态分解以降低噪声对预测结果的影 响从而获得多个不同特征的模态分量;其次,针对 LSTM 靠人工经验调参存在一定局限性,利用DBO算法对LSTM 模型参数 进行优化;最后,对分解后的各个子序列使用LSTM 模型预测,将各个子序列进行叠加得到最后的预测结果。实验结果表明, VMD对非平稳数据的分解有助于提高预测精度,VMD-DBO-LSTM 模型的性能较其他模型均有不同程度的提高,该模型预 测的均方根误差为4.73μg/m³, 平均绝对误差为3.61μg/m³, 拟合度达到了97.8%。     

用广义矩阵法求任意正交曲线坐标系中的导热方程

本文基于非笛卡儿张量分析的广义矩阵法 ,导出求任意正交曲线坐标系导热方程的张量表达式 ,并将它转化为矩阵式 ,借以得出任意正交曲线坐标系的导热方程 ,并用示例加以说明。实践证明 ,这种方法是准确的、简便的 ,从而拓宽了非笛卡儿张量的应用领域     

圆筒型填料的性能研究

针对一种开有两层相互交错窗孔并带有齿形结构弧片的新型圆筒型填料,在内径为600mm的有机玻璃塔内,采用空气-水物系,研究了它的流体力学性能;在内径为600mm的不锈钢塔内,采用环己烷-正庚烷物系,在常压、全回流的情况下,研究了它的传质性能;在内径为300mm的有机玻璃塔内,研究了分别以圆筒型填料、固定阀塔板和复合塔板为塔内件时脱除工业废水中丙烯腈的效果。实验结果表明,圆筒型填料的齿状结构改善了气液两相在填料层中的微流动和液体分布;与鲍尔环填料相比,当F因子为1.0～3.0kg0.5/(m0.5.s)时,圆筒型填料的干床压降降低了23%～40%;当喷淋密度为20m3/(m2.h)、F因子为1.0kg0.5/(m0.5.s)时,湿床压降降低了约40%;圆筒型填料的液泛点提高;当F因子为1.0～2.5kg0.5/(m0.5.s)时,等板高度比鲍尔环填料降低了11%～20%;当采用圆筒型填料作为塔内件时,丙烯腈脱除率比固定阀塔板高约8%,比复合塔板稳定。     

葡聚糖甲基丙烯酸甲酯水溶液的相变特性及其晶胶微球的制备

葡聚糖衍生物作为组织工程支架载体和分离介质的基质材料,在生物医学工程和生物分离领域具有重要应用。晶胶介质是近几年研究的一种新型层析分离材料,但以葡聚糖衍生物为基质的晶胶介质则鲜有研究。今利用在线温度采集系统,通过测定葡聚糖甲基丙烯酸甲酯(Dex-MA)反应水溶液体系的冷冻曲线,研究了不同条件下该体系的液-固相变特性;并通过微流控聚焦成形方法,制备得到了以葡聚糖衍生物为基质的晶胶微球介质。结果表明,浓度为2%~10%(wt)葡聚糖甲基丙烯酸甲酯反应水溶液体系的结晶点温度在-0.54~0.25℃,起始结晶相变温度在-6.32~-13.26℃间随机分布;因此,维持冷冻温度约在-14℃以下,则可实现结晶相变致孔。以葡聚糖甲基丙烯酸甲酯反应水溶液体系为水相,乙酸乙酯溶液为油相,经微流控聚焦成形方法,于水相流速0.0054~0.0087 m×s~(-1)、油相流速0.0365~0.0433 m×s~(-1)下制备得到的葡聚糖衍生物晶胶微球,具有较均匀的粒径分布,平均粒径在1000~1400μm,随水相流速增大而增大,随油相流速增大而减小;其内部具有相互连通的超大孔隙,孔径尺寸为1~20μm。     

基于Avalon总线的多通道PWM控制器的实现

设计了一种可应用于片上可编程系统的多通道数字PWM控制器.该控制器基于Avalon片内总线技术,符合该总线的读写传输时序,具有完备的PWM输出能力.控制器用原理图输入与Verilog HDL语言混合设计的方法在Cyclone II系列的EP2C5F256C6现场可编程控制器上实现.实验表明,这种PWM控制器具有很高的可重用性,更易于调试和实现多通道控制,并可应用于任何支持Avalon片内总线的片上可编程系统上.     

基于二次分解和改进沙猫群优化算法的空气质量预测

准确预测空气质量对人们的日常生活具有重要意义,提出了一种二次分解和改进沙猫群算法(improved sand cat swarm optimization,ISCSO)优化长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)相结合的预测模型。首先,利用完全自 适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)算法将PM₂s 数据分解为多个子序列,对预测效果不满意的重构序列使用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)方法进行 二次分解;其次,引入Cubic 混沌、螺旋搜索策略和麻雀警戒机制改进沙猫群算法,有效提高了算法的全局搜索性能和收敛速 度;最后,采用改进的沙猫群算法对 LSTM 模型参数进行优化,将各个子序列导入ISCSO-LSTM 模型预测并叠加得到最终预 测结果。实验结果表明,CEEMDAN-VMD-ISCSO-LSTM 组合模型具有较低的预测误差,相比 CEEMDAN-VMD-LSTM 和 CEEMDAN-VMD-SCSO-LSTM 模型,该模型在均方根误差方面分别降低了2.21和1.04μg/m³, 在拟合度方面分别提高了 4 .9%和2 . 1%。