基于PB+CCD设计法在PFC^(3D)数值模型细观参数标定

采用离散单元法分析岩石物理力学特性时,为了使数值模拟的宏观参数满足分析要求,需对细观参数进行参数标定。首先以单轴压缩和巴西劈裂试验的颗粒流模型模拟物理试验,利用PB(Plackett-Burman)设计方法筛选出对宏观力学参数影响最为显著的细观参数,得到细观参数与宏观力学参数的线性关系式。然后以此为基础采用中心组合设计(CCD设计)方法得出细观参数对宏观力学参数的响应性效果,以及细观参数与宏观参数的非线性关系式,并联立线性与非线性关系式进行多目标规划问题求解。最后基于室内试验结果进行多目标规划问题求解,验证数值模拟结果的准确性。结果表明:细观参数平行黏结黏聚力c和平行黏结抗拉强度σ_(t)对岩石单轴抗压强度与抗拉强度影响最为显著,皆呈现正相关关系;平行黏结模量E_(c)和平行黏结刚度比k_(n)/k_(s)对岩石弹性模量影响最为显著,E_(c)对岩石弹性模量呈现正相关关系,而k_(n)/k_(s)呈现负相关关系;k_(n)/k_(s)对岩石泊松比影响最为显著,呈现正相关关系。

4096×4096元全帧转移CCD的设计和研制

重点讨论了像元尺寸为11μm×11μm的4096×4096元可见光CCD全帧转移结构和技术性能参数的设计,采用CCD埋沟工艺和辐射加固技术,研制出了高性能4096×4096元可见光CCD。结果表明器件动态范围达到75dB,读出噪声电子数为30,暗电流产生率为2mV/s,响应非均匀性为2%,非线性为0.4%,且具有抗γ射线辐射能力。

CCD相机系统设计集成化解决方案

CCD相机系统的设计是一个复杂而又精准的设计过程.它涵盖了光电转换、时序产生、控制、A/D转换、数据采集、存储、传输、显示等一系列的内容.传统的设计用离散的元件搭建电路,存在功耗高,电路复杂而庞大的缺点.随着大规模的集成电路的技术飞速的发展,专用集成芯片的广泛应用,使得相机电路的设计趋向片上设计成为可能.展示了如何应用专用集成芯片优化传统的CCD相机系统并应用usb2.0接口芯片进行图像数据的高速传输.

Plackett-Burman实验设计联用星点设计(CCD)效应面法优选长叶胡颓子总黄酮提取工艺研究

目的：运用Plackett-Burman 实验设计联用星点设计（central composite design,CCD）效应面法,考察各影响因素显著性,筛选长叶胡颓子黄酮提取的最佳工艺.方法：运用Plackett-Burman 实验设计筛选主要影响因素,采用星点设计-效应面法优选长叶胡颓子黄酮提取工艺.乙醇浓度、料液比、回流温度作为自变量,黄酮含量作为因变量,通过对二者二次响应曲面的回归拟合,利用三维曲面图直观分析长叶胡颓子黄酮提取最佳工艺,并进行预测分析.结果：黄酮的最佳提取工艺为：乙醇浓度80%~85%,料液比为1∶15~1∶20,回流温度60~65℃,回流2次,30min/次.结论：利用Plackett-Burman 实验设计联用星点设计（CCD）确定了长叶胡颓子黄酮的提取工艺,该方法简便,精度更高、重现性好、预测性强.

基于响应面法中BBD法和CCD法的丙烷回收参数优化对比

为优化丙烷回收工艺运行参数,以丙烷回收率和单位综合能耗为响应值,采用响应曲面法中的Box-Behnken设计(BBD)和中心复合设计(central composite design,CCD)试验优化工艺参数,从方差分析、帕累托图分析、响应面分析和优化结果4个方面优选最佳试验方法。结果显示,CCD法建立的二次响应回归模型的显著性优于BBD法,且CCD法响应曲面分析参数交互作用的显著性结果与方差分析一致。CCD法优化得到的最佳工艺如下:脱乙烷塔压力为3250 kPa,低温分离器温度为-55.6℃,液相回流比为98%,丙烷回收率为98.1%,单位综合能耗为114.1 kgce/10^(4)m^(3)(1 kgce=29.3076 MJ)。在最优工艺参数条件下,丙烷回收率增加了4.36%,产品收益达到3.548万元/d,且预测误差均小于0.2%。

组合实验设计用于黄曲霉毒素污染控制的研究

为控制黄曲霉毒素主要产生菌寄生曲霉AS3.4407在粮食储藏环境中的产毒污染,采用组合实验设计策略,考察了五个模拟环境因子对菌株产毒的影响。首先,利用Plack-ett-Burman试验筛选出三个对毒素产量影响显著的因子(转速、温度、pH),在此基础上,采用CCD实验设计法(Central Composite Design,CCD)研究了这三个因子对寄生曲霉AS3.4407产毒影响的交互作用,并根据毒素曲面方程和二次多项回归方程得到该菌的最低产毒条件。在环境通风良好(转速240rpm),储藏温度较低(18℃),pH为弱碱性(pH 8)条件下,寄生曲霉AS3.4407产毒量最低,验证试验证实了该方程的预测值与实际值之间具有较好的拟合度。为粮库采取相应措施,改变储藏环境条件以降低毒素污染提供了很好依据。

基于响应面中心复合设计的固体推进剂摩擦感度理论

为了确定固体推进剂生产过程中的各因素对摩擦感度的影响,采用响应面法(RSM)与中心复合试验设计(CCD)相结合,以摆锤角度、滑柱压力、试样温度为影响因素,以固体推进剂摩擦感度值为响应值设计试验,采用摩擦感度测试仪进行试验,并分析试验结果拟合了响应面模型。结果表明,在三个响应面评价精度指标中,相对均方根误差为0.14、决定系数R^2为0.9309、校正拟合度Radj^2为0.8686,说明方程拟合精度高且误差小;由模型方差分析得方差比值F为14.96,表明模型对响应面的影响程度较高;概率值p为0.0001,表明模型有0.01%的概率对响应面无影响;响应曲面图表明了各因素之间的相互作用;优化模型得到最小摩擦感度值所对应的三因素范围为角度小于45°,压力小于2MPa,温度小于45℃。

Plackett-Burman试验设计联合星点设计效应面法优选莲子壳中原花青素提取工艺

目的:采用Plackett-Burman试验联合CCD法优选莲子壳中原花青素的提取工艺。方法:在单因素试验基础上,通过Plackett-Burman试验筛选主要影响因素;采用星点设计-效应面积法优选莲子壳中原花青素提取工艺,以乙醇体积分数、料液比、超声时间为自变量,原花青素含量为因变量,通过对自变量与因变量的完全二次响应曲面的回归拟合,利用三维曲面图直观分析原花青素的最佳提取工艺,并进行预测分析。结果:最佳提取工艺为乙醇体积分数66%,液料比1:8.8,超声次数为2次,每次78min,浸泡时间为60min,超声温度60℃。结论:优选的提取工艺简便方便、精度度高、重复性好。

响应面法优化WC氧化溶解复合抑制剂配方的研究

根据通用中心旋转组合(CCD)试验设计原理,采用响应面分析法对复合抑制剂的配方进行试验设计与优化。研究了水热体系环境下由柠檬酸钠、硼砂、对硝基苯甲酸三乙醇胺酯(简称芳环醇胺酯)组成的复合抑制剂对WC粉氧化溶解程度的影响。试验测定了在不同配比抑制剂溶液中加入WC粉前后的电池电动势变化,并以ΔE为响应指标作响应面和等高线,分析了各因素之间的相互作用及WC在各溶液中的浸出程度。结果表明,响应值最大即WC氧化溶解程度最低时的复合抑制剂配方为柠檬酸钠0.983 5g/100mLH2O,硼砂2.507 4g/100mLH2O,摩尔比为1∶1.1的芳环醇胺酯2.510 3g/100mLH2O;回归模型预测值为0.059 07V,实际测定值为0.058 36V。

激光熔覆316L不锈钢涂层组织和性能的研究

目的提高45#钢的使用性能和耐蚀性。方法以316L不锈钢粉末为熔覆材料,在45钢退火基体表面制备不锈钢熔覆层,采用CCD中心组合设计,利用金相法检测熔覆层的几何形貌参数,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析熔覆层的显微组织,采用显微硬度计和磨损试验机测试熔覆层的显微硬度和磨损性能,利用电位极化曲线测试熔覆层的耐腐蚀性能。结果当激光功率为600 W,扫描速度为22.5mm/s,送粉速率为0.18 r/min时,熔覆层与基体呈良好的冶金结合。熔覆层的硬度在461.3~559.8HV,是基材硬度的2倍左右;磨损量为0.0146 g,是基材的0.1倍;摩擦系数较为稳定,保持在0.5左右,是基材的0.3倍左右;自腐蚀电流密度为3.274×10^(-7) A/cm^2,是基材的0.7倍左右。结论在45钢表面激光熔覆316L不锈钢涂层后,可有效提高其耐磨性和耐蚀性。

温度和盐度对吉富品系尼罗罗非鱼受精率和孵化率的联合影响

采用中心复合设计和响应曲面方法研究了温度（T,℃）和盐度（S）对吉富品系尼罗罗非鱼人工受精率（FR,%）和孵化率（HR,%）的综合影响。设定的温度范围为20~34℃,盐度范围为0~18。建立了温度、盐度与受精和孵化之间关系的定量模型,并通过分析明确了温度与盐度的最优组合。结果表明,吉富罗非鱼在温度与盐度较高或较低范围内受精率与孵化率都处于较低水平。温度和盐度的一次与二次效应对受精与孵化均有极显著的影响（P〈0.01）。温度与盐度二者间协同效应不显著（P〉0.05）。建立了吉富罗非鱼受精率与孵化率的多项式方程,复相关系数分别达到了0.957 8和0.960 1（P〈0.01）,可以用于预测吉富罗非鱼的受精率和孵化率。利用统计优化技术明确,在温度27.14℃,盐度8.95时,罗非鱼最佳的受精率为80.81%,孵化率为77.63%。本研究旨在考察温度与盐度同时变化对吉富罗非鱼受精率与孵化率的影响,探讨最佳温度-盐度组合以增加吉富罗非鱼苗种产量。

玉米秸秆纤维缓冲包装材料制备条件优化

针对制备玉米秸秆缓冲包装材料的11个工艺参数,以材料的强度为响应目标,采用Plackett-Burman(PB)与Central Composite Design(CCD)相结合的方法进行筛选优化。PB实验设计与分析表明:纤维粒度、纤维目数与胶粘剂含量为制备工艺的3个关键因素。经过CCD设计及响应面法优化分析得到的制备玉米秸秆纤维缓冲包装材料的最优条件为:纤维粒度224.62目,纤维体积分数22.78%,胶粘剂质量分数35%,材料强度可达1.758 MPa。

响应面法优化怀菊水溶性总多酚的超声提取工艺

对怀菊中水溶性总多酚的超声辅助提取工艺进行了优化。以水作提取剂,在单因素实验的基础上选择超声功率、超声时间、液料比3个因素为自变量,以怀菊中总多酚的得率为响应值,进行中心组合设计(CCD),采用响应面法优化了怀菊总多酚的提取工艺。结果表明,超声辅助提取怀菊中总多酚的最佳工艺条件为:超声功率225 W,超声处理时间为40 min,液料比23.5∶1(m L/g)。在此工艺条件下,总多酚的得率高达76.53 mg/g。该实验结果能够为怀菊中水溶性多酚提取工艺的进一步放大提供科学依据和理论参考。

统计学分析方法应用于桑黄菌发酵培养基的优化

应用Plackett-Burman设计法对影响桑黄发酵的培养基组分进行筛选,所选取的6个相关因素为:玉米淀粉、蛋白胨、酵母粉、KH2PO4、MgSO·47H2O、初始pH。确定影响桑黄菌丝得率的关键因素为玉米淀粉和初始pH。采用最陡爬坡试验逼近2个关键因素的最大响应区域。在此基础上,采用中心组合设计结合响应面法(Response Surface Methodology,RSM)对影响桑黄菌丝得率的关键因素最佳水平范围作进一步的研究,并通过二次方程回归求解得知,上述自变量为玉米淀粉浓度为5.46%和初始pH值为3.52时,此时模型预测值桑黄菌丝得率为13.97g/L,验证值为13.95g/L,预测值与验证值之间吻合较好。

亚临界水法提取麸皮可溶性膳食纤维工艺优化

采用亚临界水法提取麸皮中可溶性膳食纤维,以麸皮中可溶性膳食纤维的得率为评价指标,通过中心组合设计(CCD)优化提取温度和提取时间,建立回归模型,进而得出亚临界水提取可溶性膳食纤维的最佳工艺条件为:提取压力15MPa,提取温度230.10℃,提取时间26.79min。经过实验验证,该条件下可溶性膳食纤维的得率高达45.34%。本研究将亚临界水萃取技术应用于麸皮中可溶性膳食纤维的提取,为亚临界水萃取技术在功能性多糖提取领域的研究提供了一定的理论基础。

水蒸气蒸馏法提取花椒精油及挥发性成分分析

以甘肃武都大红袍花椒为原料,根据单因素和响应面中心组合设计实验,对水蒸气蒸馏花椒精油工艺进行优化研究。结果显示:花椒精油最佳提取工艺条件为料液比值0.11(g∶mL)、蒸汽量73 mL、蒸馏时间96min,在此条件下花椒精油得率达到6.71%。最佳工艺所得花椒精油经气相色谱-质谱方法(GC-MS)分析显示,精油中共检测出73种化合物,鉴定出31种,占挥发油总量的95.16%,主要挥发性成分为柠檬烯20.204%、芳樟醇16.645%和邻氨基苯甲酸芳樟酯19.733%,且邻氨基苯甲酸芳樟酯在甘肃武都大红袍花椒中含量较高。

五味子水提工艺优化及液质联用测定方法研究

目的:以Plackett-Burman-Central Composite Design(PB-CCD)设计为基础,通过分析五味子的LC-MS/MS液质联用仪测出的谱图优选五味子的水提工艺。方法:以五味子醇甲及五味子酯甲的含量为指标,以浸泡时间、液固比、溶剂PH值、提取时间、提取次数、提取温度及浓缩温度为考察因素,采用PB-CCD优选水提工艺条件并进行含量测定分析。结果:选定最佳提取工艺为浸泡时间2 h,提取时间1 h,提取温度70℃,提取次数5次,溶剂pH值5.0,浓缩温度60℃。结论:PB-CCD优选五味子提取工艺方法简单,可为五味子的提取生产工艺提供参考。

响应曲面法优化紧固件扭矩系数试验研究

在单因子试验的基础上,采用响应曲面法(RSM)对紧固件扭矩系数测试条件进行优化,以扭矩系数为响应值,选取对扭矩系数测试过程有显著影响的变量(试验温度、拧紧速率、防滑垫圈摩擦因数)作为考察因素,采用central composite design(CCD)中心设计方案以3因素3水平设计试验,得到最优的扭矩系数测试条件,并获得拟合度高的二阶多项式模型。结果表明:扭矩系数的最佳测试条件是试验温度为24℃、拧紧速率为1 r/min、防滑垫圈摩擦因数为0.1;在最佳检测条件下,紧固件扭矩系数的实测值为0.109,紧固件扭矩系数参考值为0.109。使用该模型进行测试条件优化效果较好。

三元阻垢剂IA/AA/HEMA的制备与性能

以衣康酸(IA)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体,采用水溶液聚合法制备三元共聚阻垢剂IA-AA-HEMA,以阻垢率为指标,利用称垢法评价其阻垢效果;利用P-B试验和CCD实验优化阻垢剂制备条件。结果表明IPA投加量15%、KPS投加量8%、单体配比nIA∶nAA∶nHEMA=1∶0.5∶0.3、聚合温度86℃、聚合时间85 min的最优条件下,阻垢率最大可达96.69%,其中聚合温度和单体配比nIA∶nAA对阻垢率的影响极为显著,聚合时间和KPS显著影响次之。红外光谱表征表明IA-AA-HEMA阻垢剂聚合成功,CaCO3垢样的扫描电镜分析结果表明加入IA-AA-HEMA后CaCO3垢样结构明显疏松,阻垢效果良好。

微波超声辅助优化葵花籽粕绿原酸的提取工艺

研究了乙醇溶液为溶剂微波超声辅助提取葵花籽粕中绿原酸的优化工艺。在单因素实验的基础上采用星点设计响应面法,选择三因素(料液比、乙醇体积分数、超声时间)的最适值作为响应面优化的中心点,进行响应面分析优化提取工艺。结果表明:各因素对绿原酸得率影响的显著性顺序依次为料液比>超声时间>乙醇体积分数;最佳提取条件为微波功率160 W、微波时间12 s、超声功率280 W、料液比1∶19、乙醇体积分数42%、超声时间16 min,在此条件下绿原酸得率为3.095%。