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.     

坛紫菜蛋白质提取工艺优化及其特性分析

为了开展坛紫菜高值化加工利用，以坛紫菜为原料、蛋白质提取率为评价指标，通过考察提取溶剂、超声时间和功率、料液比、pH等单因素实验、正交试验设计优化超声波提取工艺，对其等电点、乳化性、起泡性等基础特性进行分析，并进行抗氧化活性测定。结果表明，在超声全程时间50 min、超声功率1350 W条件下，坛紫菜蛋白质提取率为60.98%±1.01%。同时通过对所提取的坛紫菜蛋白质特性分析结果显示，坛紫菜蛋白质的等电点为4.5，在等电点附近，坛紫菜蛋白质有较好的泡沫稳定性，可达80.84%±2.95%；抗氧化测定结果显示，坛紫菜蛋白质在5~50 mg/mL范围内具有较强的抗氧化活性，浓度为50 mg/mL时，总抗氧化能力为2.89±0.09 U/mL，ABTS+自由基清除能力相当于0.83±0.08 mmol/L Trolox，DPPH清除率在10 mg/mL时达到68.04%±0.73%。该研究可以为坛紫菜资源的开发利用提供一定的理论依据和技术支持。     

基于神经网络和遗传算法的锭子弹性管性能优化

为得到减振弹性管对下锭胆的支承弹性和锭子高速运动下的稳定性等性能的最优匹配效率,依据减振弹性管的等效抗弯刚度及底部等效刚度系数公式,利用MatLab数值分析软件构建弹性管抗弯刚度和底部挠度数学模型。首先,结合Isight优化软件基于径向基神经网络构建其近似模型,且使精度达到可接受水平,并以模型的关键结构参数弹性模量、螺距、槽宽、壁厚为设计变量,结合遗传算法对弹性管抗弯刚度和底部挠度进行多目标优化设计,得到Pareto最优解集和Pareto前沿图,确定出减振弹性管结构工艺参数的优化方案。通过对优化数据进行分析发现,该方案在保证减振弹性管弹性的同时,其底部振幅明显减弱。     

管道式油气水高效分离技术研究获进展

随着油气田开采时间的增长,采出液中含水率逐年增加,部分油田的含水率已达到95%以上,给目前已有的采出液处理工艺带来新的挑战。中国科学院力学研究所研发的管道式油气水高效分离技术,有效解决了目前油气水处理系统所面临的难题,可适用于陆地、海洋平台及井下等不同条件。管道式油气水高效分离技术主要由柱型旋流分离器、导流片型管道式分离器、T型多分岔管路和动态CFU气浮选等组成,突破了传统的采用大型储罐进行油气水分离的作法,使分离效率成倍提高。这种小型、紧凑、高效、快速的分离系统,由于工艺流程简单高效,且可在相对较低     

基于时差法的矿用超声波风速传感器

针对国内现有矿用风速传感器的测量问题,引入基于时差法的超声波测量方法。介绍了时差法的基本原理,设计了基于16位数字控制器为核心的传感器,并详细介绍了系统的设计原理、系统的硬件电路及软件流程。试验结果验证了该传感器具有较高的测量精度及测量范围,值得进一步产业化应用。     

核桃雄花中总多酚提取工艺的研究

采用单因素和正交试验研究核桃雄花中多酚类物质的最佳提取工艺条件。通过对4种不同溶剂(无水乙醇、甲醇、丙酮和乙酸乙酯)在相同试验条件下的浸提效果比较发现,甲醇是核桃雄花中总酚类物质的最佳提取试剂。然后分别采用常规水浴浸提法和超声波辅助浸提法对甲醇体分数、浸提温度、浸提时间和料液比等因素进行研究,在确定最佳单因素水平的基础上,再利用正交试验优化以甲醇为浸提剂的提取工艺条件,试验得出超声波辅助浸提法具有用时短、总多酚提取量高的优点,其最佳工艺条件为:料液比1∶30(g/m L)、甲醇溶液体积分数30%、温度70℃、浸提时间10 min。在此条件下,核桃雄花中的总多酚含量可达6.56%,明显高于其他条件下的。