基于阿基米德螺旋转轮的自清洗泵前过滤器设计与试验

为提高泵前过滤器自清洗性能,解决过滤系统频繁中断问题,该研究将阿基米德螺旋转轮应用于泵前过滤器自清洗过程,通过数值仿真与物理试验,结合相关性分析和线性回归分析,探究叶片螺距、叶片角度、叶片数量对阿基米德螺旋转轮转速的影响规律。结果表明:转轮转速随螺距的增加逐渐下降,且降低幅度逐渐上升,随叶片角度和叶片数量的增加转轮转速的提升较小且提升幅度不断减小,对转轮转速影响程度由大到小为螺距、叶片角度和叶片数量。通过TOPSIS法(technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价得到最佳结构参数组合为:螺距133 mm,叶片角度90°,叶片数量1。优化后水驱式自清洗泵前过滤器开展自清洗试验,结果显示流量经过最初下降阶段后稳定在294.9~296.6 m^(3)/h区间,流量降幅仅为1.13%~1.70%,利用水力驱动阿基米德螺旋转轮带动自清洗装置的滤网清洗效果良好。研究结果可为水驱式自清洗泵前过滤器的结构设计和优化提供参考。

高速精量播种机阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置设计与试验

针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的。本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明:影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度。当弧面双齿盘的中心间距为142.6mm、安装倾角为20°、入土深度为55mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求。

阿基米德螺线变形轮的设计与研究

针对轮组式、轮履复合式和轮腿复合式等传统爬楼机构对楼梯适应能力不足以及体积笨重的问题,以攀爬楼梯为首要任务和设计目的,提出了一种新型楼梯越障机构——阿基米德螺线变形轮。该变形轮不仅能够较好地适应楼梯这种复杂环境,而且结合了轮式行进机构的强机动性与螺线行进机构的优良越障性。使用SoildWorks软件对变形轮机构和总体装配方案进行设计;根据运动环境和越障过程对变形轮进行参数计算和数据分析,优化了变形轮翻越连续台阶过程;最后,应用Adams软件对变形轮越障过程进行仿真分析,并将行星轮和变形轮进行对比仿真,证明了设计与研究的有效性。仿真结果证明,所设计的变形轮具有较强的机动性与稳定性。

基于阿基米德优化算法对质子交换膜燃料电池的模型参数估计

随着新能源汽车市场占有率不断提高,燃料电池电动汽车也在不断地发展,质子交换膜燃料电池作为其关键部件之一,设计制造成本尤为重要。在文章研究中,提出了一种新的模型识别方法,用于质子交换膜燃料电池的最佳参数识别。所提出的方法使用了改进型阿基米德设计优化算法,然后在实验研究中,实施了该设计的模型,并将结果与一些众所周知的方法进行比较。最终结果表明,所提出的方法对于Nexa模型的误差值为0.10,比较其他算法中,本研究提供了最佳解决方案。

圆锥曲线中阿基米德三角形面积最值与轨迹问题的探究与推广

在文献的基础上对阿基米德三角形面积最值问题进行了推广,即把顶点在准线上推广到顶点在任一与圆锥曲线不相交的直线上,使结论更具深度与广度,当深度探究时,发现圆锥曲线中的阿基米德三角形面积为定值时,其顶点的轨迹为同类型圆锥曲线,其中较为特殊的是双曲线背景下的顶点轨迹有三种情况,意料之外,情理之中.

利用代数-阿基米德双螺线构建变截面涡旋齿组合型线

变截面涡旋机械组合型线由于不同类型曲线采用不同的模型参数,型线的数学模型较为复杂且连接条件不易通过显性计算获得.针对上述问题,提出由代数螺线-阿基米德螺线双螺线组合的新型涡旋型线.首先,基于共轭啮合理论求解螺线类涡旋型线曲线极角与主轴转角之间的关系,推导出螺线类涡旋型线的归一化数学方程.其次,根据组合型线的光滑连接条件建立双螺线涡旋型线连接点的约束方程,得到两类双螺线涡旋型线的几何模型.然后,定量分析了第一类双螺线组合型线参数(螺线指数、螺线系数和连接点极角)对涡旋齿几何性能的影响.最后,对比研究了双螺线组合涡旋型线的性能优势.结果表明:第一类双螺线组合型线几何表征简洁、无需进行齿头型线修正即可直接使用;在涡旋齿径向尺寸相同条件下,与传统圆渐开线涡旋齿相比,行程容积提升了7.61%,压缩比提升了27.42%,面积利用系数提升了7.61%.

基于LHS和正余弦搜索的阿基米德优化算法

针对阿基米德优化算法(AOA)寻优过程中存在兼顾全局探索和局部开发能力弱、寻优精度低、易陷入局部最优等问题,提出一种基于LHS和正余弦搜索算子的阿基米德优化算法(LSAOA)。首先,采用拉丁超立方抽样方法初始化种群,提高种群的均衡度和多样性;其次,改变全局搜索与局部搜索的切换模式,提高算法的收敛速度和精度;最后,引入正余弦搜索算子改进局部搜索方式,提高算法的局部搜索开发能力。仿真实验将LSAOA算法与其他改进AOA算法,以及其他元启发式算法在国际通用基准测试函数下进行寻优比较,实验结果表明,LSAOA算法在求解精度和收敛速度等方面具备较好的综合性能。

阿基米德三角形的性质再探及其应用

抛物线的阿基米德三角形具有丰富的几何性质.文章以抛物线的阿基米德三角形的几条常见性质为基础,探究发现关于阿基米德三角形的一条新性质,并以此为基础得到两条相关推论,而且应用此性质及其推论给出几个经典问题的新颖证明,最后应用结论解决高考真题.

双阿基米德螺旋水轮机阵列特性

为了探究阿基米德螺旋水轮机双机组的阵列特性,从而实现该型水轮机的高效利用,采用计算流体力学方法对不同排列方式及间距下的双机组阵列进行了三维数值模拟研究.结果表明,在并列排布中,两机组都将获得高于单独机组的性能指标,且二者之间的水动力相互作用的增益效果在达到峰值后随着并列间距的增大而逐渐减弱.反向旋转设置中的两机组的叶尖涡将出现类似于齿轮的啮合效应,而同向旋转设置中的两机组的叶尖涡相互冲突且交织在一起,导致一侧机组的叶尖涡在向下游发展的过程中过早地出现破碎.在串列排布中,当串列间距大于5 D后,上游机组的性能基本不受影响,下游机组的性能随着串列间距的减小而下降明显.反向旋转设置的下游机组的涡流结构较为混乱,出现了一定程度的尾流畸变,而同向旋转设置的下游机组几乎完美地与来自上游的涡流进行了融合,其尾流更像是对上游涡流的一种延伸和继承.研究结果为阿基米德螺旋水轮机的优化布置提供了一定的参考.

化繁为简 以动代静:阿基米德原理实验的改进和创新

阿基米德原理实验是浮力知识的进一步完善和深化,是应用浮力的基础,有着承上启下的作用,对日常生活、技术生产和科学研究有广泛的现实意义.传统实验过程步骤较多,对实验顺序要求严格,操作比较复杂,并在多次测量计算的基础上得出结论,现象不直观,连续性差.针对以上问题,通过研究改进实验,“化繁为简,以动代静”,简化实验步骤,增强可视性,以便进行动态对比,使实验结论更具普遍性.

阿基米德螺旋水轮机性能分析

为了探究阿基米德螺旋水轮机(ASHT)的性能特点,对5种具有不同旋叶倾角的ASHT进行计算流体动力学(CFD)和单向流固耦合数值模拟。研究结果表明:5种ASHT的峰值功率系数均介于低尖速比范围内,其中角度组合为30-45-60的ASHT具有最佳的峰值功率系数;具有大旋叶倾角的ASHT具有更宽泛的尖速比范围和更大的推力系数,其峰值功率系数对应的尖速比也移动到较大的位置;具有大旋叶倾角的ASHT具有更强的流动堵塞效应和较大的波动幅度;在水动力、重力及自身旋转效应的共同作用下,ASHT所受载荷会出现周期性波动。研究成果可供ASHT的优化设计和推广应用参考。

基于高考真题的高三微专题教学设计——以“阿基米德三角形的性质”为例

近年高考解析几何解答题多以椭圆、抛物线为背景命题,大量的高考真题使得教师在复习备考中有充分的资源进行变式教学.以抛物线为例,阿基米德三角形的性质是解析几何中的热门话题,其以几何性质为背景,综合运用解析几何与函数导数知识,充分体现高考“四翼”考查要求,对阿基米德三角形的性质作进一步的研究对于提高学生对抛物线几何性质的认识以及培养他们数学美学意识是必要的、有益的.

利用 3D 打印技术制作新型演示实验装置——以“阿基米德原理”实验装置为例

初中物理教材中验证阿基米德原理实验因测量次数较多,操作复杂,容易导致结果产生较大误差。利用3D打印技术自制装置,并与DIS传感器组合制作验证阿基米德原理的新型实验装置,其实验结果可信度高,实验操作简单,现象易于观察,实验成本较低,便于学生独立完成实验,能将实验误差降低至1%左右。

作为教育改革“阿基米德点”的普通高中特色发展

尽管我国已经建成世界上规模最大的教育体系,然而,要实现教育高质量发展,尤其是要构建绿色、健康、可持续发展的教育生态,促进学生全面而有个性地发展、提升学生的创新能力,依然任重道远。教育改革错综复杂,影响其成败的因素众多,因此,找准教育改革的关键着力点至关重要。

人工智能在阿基米德平台的应用与展望

随着ChatGPT、Stable Diffusion、Sora等人工智能工具热度的不断攀升,越来越多的人开始了解人工智能(AI)和AI生成内容(AIGC),后者通常也被称为生成式人工智能。各行各业的从业者也开始将AI和AIGC技术应用到工作中,享受人工智能带来的便利。在媒体行业,内容创作是从业者的核心工作,AI和AIGC技术的应用能够大幅提升工作效率,降低内容制作门槛和制作成本,从而提升生产力,实现人力的有效解放。

双曲线中面积为定值的阿基米德三角形顶点轨迹的探究

本文主要探究了双曲线中面积为定值的阿基米德三角形顶点轨迹问题.首先,我们推导了双曲线中阿基米德三角形面积的表达式.其次,我们证明了双曲线中阿基米德三角形为定值的充要条件是其顶点轨迹为双曲线.同时,我们发现该面积定值决定了轨迹的个数、切点位置与轨迹的开口方向.同时,我们利用GeoGebra软件进行了数值模拟.

二进制阿基米德优化算法及其应用

组合优化问题的研究在各个领域中有着广泛的应用意义。阿基米德优化算法是一种新型的元启发式算法,在求解连续空间的优化问题上应用广泛,但不能直接用于求解离散空间的组合优化问题。因此,提出了二进制阿基米德优化算法用以解决组合优化问题。首先,借鉴部分二进制优化算法,选用转换函数,并以位置距离差作为参数进行空间映射。其次,根据问题对编码的要求,在阿基米德优化算法的基础上选取不同的转换函数和sigmoid函数进行位置更新,同时提出了一种对应S型转换函数的sigmoid函数,以提高最优解的搜索效率与质量。最后,引入北极熊算法的出生与死亡规则,以更好地进行全局搜索,减少陷入局部最优解的次数。通过模拟求解0-1背包问题的仿真实验和在热力管道保温结构优化项目中的应用,验证了二进制阿基米德优化算法具有良好的收敛性、稳定性和搜索速度快等特点,且在对编码有要求时使用S型转换函数较V型转换函数具有更好的效果。

阿基米德copula概率对偶犹豫模糊信息集成算子及其在多属性群决策中的应用

本文基于阿基米德copula和相应的协copula定义了概率对偶犹豫模糊信息的一些运算法则,为概率对偶犹豫模糊信息的融合提供了一种新思路。这些运算法则不仅可以保持运算的封闭性,而且可以反映出概率对偶犹豫模糊信息之间的关系。在进一步研究运算法则性质的基础上,提出了阿基米德copula加权概率对偶犹豫模糊算术平均算子和几何平均算子,并讨论了其性质。针对概率对偶犹豫模糊信息环境下属性权重信息未知的多属性群决策问题,给出了求解属性权重的公式,并利用上述算子进行信息集结,获得了群决策方法。最后,通过公众生态环境满意度评价的实例说明所提方法的有效性,利用参数对评价结果的影响说明决策方法的灵活性。此外,还将本文方法与现有方法进行了对比分析。

阿基米德水轮机阵列的耦合增益效应研究

为了探究阿基米德水轮机阵列间的耦合增益效应,从而实现对深海超低速海流能的高效利用,对阿基米德水轮机阵列进行了研究,建立了阿基米德水轮机的数值模型,并通过水槽实验验证了模型的可靠性,分析了不同排布方式下轮机的能量利用系数和启动力矩系数。结果表明:当并联阵列间距为1.3倍直径时,受耦合增益效应影响,能量利用系数、启动力矩系数均出现峰值,为并联阵列的最佳距离;当串联阵列间距大于5倍直径时,下游轮机的能量利用系数恢复到孤立轮机的70%以上且恢复趋势变缓,为串联阵列的最佳距离;反向旋转布置的三角形阵列,当列间距为1.2倍直径时耦合增益效果较好,可使能量利用系数提升8%,并获得更大的能量密度。研究结果可为该类型轮机的优化布置策略提供一定的参考。

基于阿基米德混沌精英鲸鱼算法的微电网优化

针对微电网可再生能源不稳定性对电网造成的冲击,合理优化配置分布式能源以实现更为经济和环保的目标。提出了改进的鲸鱼算法,通过tent映射提高了初始种群的均匀程度,建立改进的精英反向学习方法提高算法跳出局部最优解的能力,通过自适应参数优化调节鲸鱼算法搜索策略的选取,并且选取阿基米德螺线替换原有的螺旋收缩方式,加强局部搜索能力,采用多种基准函数验证了算法性能上的提高,并以污染治理费用和运行费用作为目标函数,针对多种电源类型的微电网进行优化,通过仿真试验对比其他算法验证改进鲸鱼算法的有效性和实用性。