材料氢脆涡流评价的有限元仿真研究*

针对扩散氢在材料内部渗透和聚集引起的氢脆问题,提出了一种基于涡流信号的表征方法。以电化学充氢试样为研究对象,首先基于Fick定律计算了电化学充氢过程中试样的氢分布,然后基于电磁感应原理运用COMSOL Multiphysics建立了不同氢分布状态下材料氢脆的涡流检测有限元模型,通过数值计算分析时谐电磁场激励下试样的感生涡流场分布及检测线圈的电磁场量图,并通过原位拉伸实验定量表征氢脆程度,最后分析了氢脆指数-涡流响应信号之间的关联机制,进行实验验证。研究结果表明,金属材料的氢脆程度与所含氢含量密切相关,时谐电磁场作用下的涡流信号与氢脆程度呈现线性相关,验证了材料氢脆涡流评价的有限元模型的有效性。     

带惩罚的无容量设施选址问题的降阶回溯算法

无容量设施选址问题（Uncapacitated Facility Location Problem,UFLP）是组合优化中经典的NP-Hard问题之一。针对UFLP的变形问题之一,即带惩罚的无容量设施选址问题（Uncapacitated Facility Location Problem With Penalties,UFLPWP）,研究了UFLPWP的数学性质,其中包括可以批量确定某些设施一定关闭的性质,并进行了数学证明,利用这些数学性质可以对问题进行降阶,进而缩小问题的规模。在此基础上设计了基于上、下界的回溯算法来求解UFLPWP。通过一个示例分析,进一步阐述该算法的原理。     

区域气象站蓄电池剩余容量预测算法分析

为了解决目前区域气象站维护业务中缺乏关于蓄电池剩余容量的有效监测手段等问题,开展了相关研究工作。首先通过电压测量法得到区域站蓄电池电压变化曲线,并采用二次多项式部分拟合作为其剩余容量的预测算法;然后利用MATLAB脚本代码计算得出基于试验样本的拟合最优参数;最后根据设定的计算模型和相关参数,开发了蓄电池剩余容量监测软件。经测试,预测误差值小于10%,该软件能够及时向维护人员提供蓄电池的有效监测信息及预测信息。     

节点加权的Steiner树问题的降阶回溯算法

节点加权的Steiner树问题是组合优化中一个经典的NP-hard问题,现有算法研究该问题时存在时间复杂性高或无法得到最优解的缺点。针对现有算法的不足,提出了一个基于降阶技术的回溯算法。首先研究该问题的数学性质,利用数学性质对该问题进行降阶以缩小问题的规模;接着提出上界子算法和下界子算法,利用上下界子算法对该问题的解空间树进行剪枝,提高搜索效率;最后利用上下界子算法和数学性质设计了一个回溯算法求解该问题。示例分析以及实验的结果表明,该算法不仅时间复杂性较低而且可以得到问题的最优解。     

冷冻干燥过程中热传递对淀粉海绵孔洞结构的影响

淀粉具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此淀粉海绵在伤口敷料、止血剂等领域有广阔的应用前景.采用冷冻干燥法制备多孔淀粉海绵,糊化淀粉乳液中的水在不同的冷冻条件下结晶会对孔洞结构造成不同影响,研究了冷冻速度和传热方向对孔洞尺寸和取向的影响,发现预冻温度决定海绵孔洞尺寸,随着预冻温度的降低,孔洞尺寸也随之减小,并且孔洞尺寸、取向以及均一性都受到冷冻过程中传热条件的影响.