基于有限元的区域分解方法在永磁聚焦系统仿真中的应用

随着计算机技术以及并行求解技术的发展,区域分解方法越来越多地应用于计算电磁学的各个领域.针对微波管中的永磁聚焦系统仿真,该文提出一种基于有限元的非重叠区域分解方法,其引入一种新型传输条件,并采用内罚的方式推导出有限元弱形式.该区域分解法的最大优势是不需要引入多余的未知量,并且最终集成的有限元矩阵满足对称正定性,适合采用预处理共轭梯度法进行矩阵方程的求解.该文仿真了多个微波管永磁聚焦系统,并与商业软件Maxwell进行了详细的对比,结果表明所提出的区域分解方法和Maxwell精度相当,却拥有着更加优越的计算性能.     

响应面法优化活性炭制备工艺及其吸附机理

将废弃物石莼与褐煤进行低温共热解,再将共热解半焦用KOH活化制备高性能活性炭材料,Box-Behnken中心组合设计-响应面法优化碱炭比、活化时间、活化温度对吸附性能的影响。结果表明:建立的2个二次多元模型方程均具有极高的显著性,失拟项不显著,方程的确定性系数高。由模型得出理论最佳工艺条件为碱炭比2.95、活化时间59.09 min、活化温度812.9℃。活性炭吸附废水亚甲基蓝的吸附过程符合拟二级动力学模型方程。     

基于微波技术与红外技术的高压危险距离预警器

电力系统发展到今天,高压输配电无处不在,与此同时,高压引发的一些事故也引起了人们的关注。控制好高压安全距离是防止高压触电事故的根本措施,而传统的警示牌警示作用有限,在一些大雾大雪天气几乎起不到作用。本系统采用微波探测器与红外探测器双踪探测,灵敏度高,抗干扰能力强。采用声光报警系统,警示作用明显,能够很有效地控制高压危险距离,防止高压触电事故。     

高温氢工质热物理性质计算分析

氢工质在新能源与动力、航天推进、化工材料等领域有着广泛应用。通过开展高温氢工质热力学与输运性质研究，建立了原子态氢、分子态氢、热解平衡态氢的热物理性质计算模型，开发了热物性计算程序Prop_H_H2，适用范围为温度100~3 500 K、压力104~5×107 Pa 。验证表明，Prop_H_H2在适用范围内计算氢工质的物性参数合理可靠，在温度200~3 000 K、压力104~107 Pa范围内，程序预测值更加准确，相对偏差在±5%左右。本研究可为氢工质相关的航天推进、应用物理学、能源动力等行业的科研和应用提供支持借鉴。     

共享交通的时空轨迹检索与群体发现

为解决共享交通下的共乘用户群体发现效率低、准确率不高问题，依据R-树原理建立GeoOD-Tree索引，并在此基础上提出以最大化共乘率为目标的群体发现策略。首先，对原始时空轨迹数据进行特征提取与标定处理，挖掘有效出行起讫点（OD）轨迹；其次，针对用户起讫点轨迹的特征，建立GeoOD-Tree索引进行有效的存储管理；最后，给出以最大化共乘行程为目标的群体发现模型，并运用K最近邻（KNN）查询对搜索空间剪枝压缩，提高群体发现效率。采用西安市近12000辆出租车营运轨迹数据，选取动态时间规整（DTW）等典型算法与所提算法在查询效率与准确率上进行性能对比分析。与DTW算法相比，所提算法的准确率提高了10.12%，查询效率提高了约15倍。实验结果表明提出的群体发现策略能有效提高共乘用户群体发现的准确率和效率，可有效提升共乘出行方式的出行率。     

废无纺布-生物膜反应器处理城市生活污水研究

为研制成本低廉、性能优良的生物膜填料,以废无纺布(NWF0)、空气热氧化改性废无纺布(NWF1)和微波改性废无纺布(NWF2)作为生物膜填料,组建生物膜反应器,开展处理污水的实验研究。结果表明,含NWF2生物膜反应器(NWF2-R)具有更好的污水处理效果。较佳的DO的质量浓度、填料填充率和HRT分别为3 mg/L、6.0 g/L和8 h;稳定运行时,NWF2-R对实际城市生活污水中COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别为92.1%、76.4%和53.7%左右。NWF1和NWF2表面增加了羰基和羟基等官能团,改善了无纺布填料的表面亲水性,更有利于挂膜;3种填料表面生物膜的脱氢酶活性大小为NWF2 NWF1 NWF0。研究可为废弃无纺布的综合利用提供了新途径。