以重油加氢实例展示化工过程分析与合成课程中稳态模拟的正、逆问题求解

本文采用了一种基于数值计算的稳态模拟方法,结合实验获取的重质油加氢脱硫实验数据和模型假设,使用数学模型进行“正、逆问题”求解。通过对重油加氢实例的研究,首先实现了重质油加氢脱硫模型的建立,进而基于实验数据求解了稳态模拟的“逆问题”;其次又基于所建立模型及拟合得到的参数完成了稳态模型“正问题”的求解。“正、逆问题”的求解逻辑,不仅是一种有效的科研手段,更是一项脱胎于工程实际案例的教学素材。通过深入探讨重油加氢实例,并结合正、逆问题求解方法,我们可以为学生提供更全面、系统的化工知识和能力培养。

基于脑电逆问题的研究及应用综述

自20世纪50年代以来,关于神经元电活动的研究一直是许多科研人员和临床医生关注的热点。大脑中的神经元组成分布式网络结构,不同的区域结构将处理视觉、感知觉、意识等不同的信息,且神经元活动随时间不断变化,因此需要一种能对大脑的时间和空间特征全面记录的方法。脑电图(Electroencephalography,EEG)由于具有无创、价格低廉和高时间分辨率的特性,自其被发现以来就已成为记录神经元活动应用最广泛的技术之一。然而EEG的空间分辨率较低,难以实现对神经元活动的精确定位。提升EEG的空间分辨率,需要从测量的头皮脑电中定位大脑的激活神经元,即解决脑电逆问题。由于电磁逆解具有不确定性,脑内不同的激活模式可能会在头皮产生相同的电位分布。近年来关于大脑的精确解剖结构、组织特性以及神经元电活动的传播规律等方面的研究为该技术提供了可靠的先验,有许多研究已经证实了该技术在定位大脑源活动中有显著的优势。脑电逆问题求解可以通过无创的手段实现对神经元电活动的空间定位,有助于了解神经网络结构和大脑信息传递过程。同时可以提升无创脑电信号的空间分辨率,拓展可用信息维度,在神经科学与技术、临床医学等领域均已有广泛应用。本文对基于脑电逆问题的研究方法和应用进行了整理,首先介绍了脑电逆问题相关求解和评估方法,而后阐述其在脑疾病诊疗和脑-机接口领域的应用进展,最后总结该技术目前存在的问题并分析其未来的发展方向。

基于区间优化算法的电力系统可靠性评估逆问题模型

电力系统可靠性评估逆问题是指从已知的可靠性指标值出发求取未知的元件可靠性参数的问题,是电力系统可靠性领域一个重要的潜在研究方向。只有在待求可靠性参数个数与可靠性指标个数相等的特殊情形下,采用现有的逆问题研究方法才能取得参数的准确值。针对以上不足,首先,基于可靠性指标解析计算函数,构建逆问题的非线性方程组模型。其次,为计及已知可靠性指标个数大于、等于或小于待求参数个数的3种情形,将方程组模型转化为优化问题,建立逆问题的一般性模型。针对逆问题存在多解的情形,以可靠性参数优化为例,说明如何构建对应于具体工程问题的逆问题模型。然后,提出基于改进区间优化算法的逆问题求解方法,该方法能够在逆问题的不同情形之间进行切换,并确保求得最优解。最后,将所提方法应用于RBTS、IEEE-RTS系统和91节点系统,算例结果表明:针对逆问题的上述3种情形,采用所提方法均可有效求得准确的元件可靠性参数。

解析函数的复合边值逆问题

给出解析函数的复合边值逆问题的数学提法.利用已有的复合边值问题的结果,讨论此边值逆问题的可解性,并给出其可解条件和解的积分表达式.

一般线性规划问题的限制逆问题

本文提出了一般线性规划问题的限制逆问题 ,利用线性规划的最优性条件 ,分别给出了其在 l∞ ,l1,l2 模意义下的数学模型 ,它们分别为线性规划和二次规划问题。

工程逆问题的现状和发展

本文介绍工程逆问题的概念和研究现状，建立逆问题数学模型，分析逆问题的直接和间接解法，比较深入地探讨目前国内外流行的三种全局优化方法：模拟退火法、模拟进化法和神经网络法。

关于一般线性规划逆问题的一种简化

本文将一般线性规划的逆问题转化为对应于已知解x0j=0的价值系数cj 不允许调整的限制逆问题 ,得到了逆问题的简化模型 ;然后给出了其在l∞ ,l1,l2 模意义下的具体形式 。

阻尼运动的动力学逆问题和变分法逆问题

以阻尼运动为例,研究动力学逆问题和变分法逆问题的特征,以及两者之间的关联.首先,从该运动的运动规律导出几种对应的运动微分方程,即得到几种不同的作用于质点上的力,并讨论了这几种情况之间的联系和区别;其次,从其中两种运动微分方程出发,直接构造出相应的Lagrange函数和函数族;最后,指出了两种逆问题相组合产生的新结果.

半定规划的限制逆问题与广义逆问题(英文)

本文提出了半定规划的限制逆问题与广义逆问题,利用半定规划的最优性条件,分别给出了其在l∞,l1,l2模意义下的数学模型,它们仍为半定规划问题.

GIS盘式绝缘子三维电场计算及其逆问题分析

随着GIS的小型化和三相共箱化,GIS用盘式绝缘子的电气性能也越来越受到设计者的关注。为了给盘式绝缘子工程的实际绝缘配合设计提供必要的数据和理论支持,采用有限元法对126 kV GIS盘式绝缘子表面的电场和电位分布进行了数值仿真。计算不同施压方式下GIS盘式绝缘子凸形和凹形表面的电场分布情况以及相应的电场强度最大值并分析它的电场强度分布规律,获得了影响GIS盘式绝缘子表面绝缘的主要因素。在此基础上对进行电场逆问题求解,实现了绝缘子表面和导体屏蔽均压罩的结构优化设计。

基于图像处理及辐射传热逆问题求解的二维炉膛温度场重建

基于辐射图像处理和辐射传热逆问题求解，建立一种二维炉膛温度场重建方法。该方法中，图像采集装置（ 如ＣＣＤ摄像机）成像单元接收的辐射能由炉膛中各气体和壁面单元发射的辐射能决定。采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法计算出ＣＣＤ摄像机各成像单元所接收的各气体和壁面单元的辐射能的份额，即炉膛温度可从ＣＣＤ 摄像机成像单元接收的辐射能中重建温度分布。研究对象为一个由灰色炉膛壁面和本文课题获国家自然科学基金资助（ 项目编号：５９６０６００７） 。灰色气体所组成的二维辐射吸收系统。在ＣＣＤ 接收的能量加上正态分布随机误差后重建出的温度场与给定值吻合得很好，表明该方法有良好的工程应用前景。

基于正逆问题分析方法的变电站接地网研究综述(英文)

接地网对对系统的安全运行起着重要的作用。接地阻抗和变电站地电位升(ground potential rise,GPR)对变电站内设备安全性有直接影响;同时,接触电压、跨步电压、网孔电压和转移电压触摸对站内工作人员安全非常重要。变电站接地网的研究核心问题是如何满足IEEE/GB标准规定的安全阈值。此外,土壤参数、不等间距布置、垂直电极和季节性变化是影响设计和故障定位的主要影响因素。从正逆问题研究的角度来看,正问题主要集中于接地网设计,逆问题则是研究接地网被严重腐蚀后对接地网故障支路的定位。该文对已发表的接地网主要研究成果进行综述,其中,重点介绍了中国学者在变电站接地网故障定位方面的研究进展。根据本课题组在接地网研究中所得成果,提出一个新的研究视角来揭示变电站接地网的正问题和逆问题间的内在联系,可以为接地网逆问题中病态的故障诊断方程提供额外的信息。

自适应模拟退火法在电磁场逆问题中的应用

本文以真空组合电器三维静电场有限元分析为基础，建立三维静电场边问题的数学模型。通过采用坐标轮换法优化，发现所求最优化问题具有多极值特点。基于对现有模拟退火法收敛速度慢的局限性分析，提出一种有效的改进方法──自适应模拟退火法。按照优化后几何尺寸制做的试验模型，通过了规定的工频耐压试验。

非线性热传导逆问题的表面热流辨识方法

当材料的热物性参数随温度变化时,其内部的热传导方程是一非线性偏微分方程,对应的热传导逆问题称为非线性热传导逆问题。本文建立了非线性热传导逆问题的两种表面热流辨识方法:顺序函数法和共轭梯度法,介绍了这两种辨识方法的基本思想和具体算法推导,并针对典型算例进行了仿真辨识,结果表明:两种辨识方法虽然在算法构造、计算效率方面存在一定的差异,但都能给出较好的辨识结果,并且算法受测量噪声的影响较小,具有较好的鲁棒性。

基于电磁逆问题求解的开关电弧形态重构方法研究

对电弧的空间形态及其运动特性的测量和分析,有助于揭示电弧从产生、发展到熄灭的物理过程中的相关规律,是研究并提高开关电器产品性能的有效途径之一。研究并提出了一种基于电磁逆问题求解来重构开关电弧实际形态的方法。依据开关电弧周围空间磁场分布,利用数学反演的方法获得电弧形态,是一种典型的连续场域逆问题。为了克服该类问题的不适定性,针对低压开关电器的结构和工作特点,结合空气介质开关电弧等离子体的物理特性,建立了电弧形态重构逆问题的数学模型;对正问题进行了深入分析,从而在物理上增加了一定的先验信息;基于现代智能优化方法,为逆问题的求解设计了快速而稳定的算法。实例分析表明,提出的方法能够实现开关电弧空间形态的有效重构,为开关电弧测试技术的研究和发展提供了有益的补充。

多维延时相关MUSIC方法:一种求解脑电逆问题的新方法

将经典的多信号分类算法 (MUSIC)用于研究脑电逆问题时存在两个问题 :对有色噪音敏感和不能识别相干源 .近年人们提出了利用延时相关、高阶累积量或假设已知噪音协方差来缓解有色噪音对算法的影响 .对于相干源 ,则有人提出了递归的多维MUSIC方法 .本文在这些工作的基础上建立了一种基于延时相关阵的、叠代的多维MU SIC算法 .仿真数据及实际脑电应用研究表明 ,该方法能在压制有色噪音的同时识别多个相干源 ,因而具有明显的意义 .

用有限元分析和DICM确定纸浆模塑材料弹性常数的逆问题

用有限元法分析纸浆模塑包装结构,需要事先确定纸浆模塑材料的弹性常数。基于纸浆模塑薄壁圆锥筒的压缩试验,讨论了可以利用有限元分析和数字相关测量方法(D ICM)来识别纸浆模塑材料弹性常数的逆问题。

基于电场逆问题的D-dot电压传感器的设计与仿真

传感器的小型化和非接触式测量是目前智能电网发展的主流。对采用电场耦合原理和电场逆问题计算的D-dot电压传感器测量进行了分析和研究,提出了改进办法。该方法应用差分式结构,使得传感器能工作在自积分模式下,并具有良好的相频特性和绝缘特性。在传感器特性、自身结构的设计和优化上采用Ansoft Maxwell软件进行仿真论证,制作结构更简单、体积更小、测量带宽更大同时能够抑制非线性负载的感应电压过冲的非接触式电压传感器,最后将改进后的传感器模型在高压试验平台上进行稳态误差和暂态响应试验。试验结果表明,新传感器不仅具有良好的暂态性能,其测得的电压有效值具有较高准确度,较小的相位和幅值误差。

注入电流式磁声成像平面模型的逆问题研究

注入电流式磁声成像是电阻抗成像和超声成像相结合的一种新型成像技术,具有电阻抗成像的高对比度和超声成像高分辨率的优势,是一种有望获得高质量图像的生物电阻抗成像技术,在生物医学成像领域具有广阔的应用前景。作为一种新型成像技术,目前在电导率的重建方面还没有形成完整的体系。针对二维平面模型,提出一种由声场信号准确重建被测样品电流密度的方法。首先采用维纳滤波反卷积方法由超声换能器测量的声场信号重建被测样品原始声场p(r,t),接着利用时间反演法获取声源分布0??(J×B),然后考虑到二维平面模型只有电流密度的两个分量,结合电流连续性定理,从而重建电流密度的两个分量xJ、yJ,最后设计并搭建注入式磁声成像实验平台,利用生物组织进行实验,最终得到猪肉组织的电导率图像,重建结果证明了重建方法的可行性。

压电材料变分原理逆问题的研究

研究了压电材料变分原理的逆问题，采用文献［８］提出的变积方法，系统地建立了压电材料的变分原理及其广义变分原理，除得到文献中已有的结果外，还得到了一些新的变分原理，为建立压电材料的有限元分析模型提供了依据。