基于耗散结构理论下的生态住宅设计研究

本文基于耗散结构理论探讨生态住宅设计,强调开放系统在非线性作用下能形成有序结构。应用此理论,住宅能有效地与外部环境交换能量和物质,实现可持续发展。文章详细介绍了耗散结构理论在实际住宅设计中的运用,包括采用可持续材料、优化能源利用,并通过创新的建筑布局与自然调节机制增强住宅的自给能力和生态效益,提升居住质量同时减少环境负担。这种设计策略能有效促进建筑与环境的和谐共生,具有显著的理论与实践价值。

大跨度连续箱梁桥非自平衡张弦梁结构加固方案研究

针对目前加固技术对改善大跨度连续箱梁桥承载能力有限等情况,引入非自平衡张弦梁结构(NSE-BSS),对大跨度连续箱梁桥非自平衡张弦梁结构(NSE-BSS)加固方案进行研究。NSE-BSS由上弦刚性受压构件、下弦拉索和撑杆组成,通过上弦刚性受压构件沿主梁底板下缘布置,使整个NSE-BSS加固于主梁下部。以重庆奉云高速公路孙家沟大桥为背景,采用有限元分析方法,考虑标准结构、超载、预应力损失影响因素,针对4种NSE-BSS结构设计方案,分析了最大效应荷载加载下不同撑杆布置和拉索张拉力下桥梁的承载能力。研究结果表明,NSE-BSS可以有效地提高大跨度连续箱梁桥的承载能力,且在超载、预应力损失影响因素下加固效果更明显,撑杆由竖撑和斜撑组合的张弦梁结构GH-XS和DG-XS方案加固效果更优。

非自平衡张弦梁体系加固大跨度连续刚构桥的加固成效与地震响应研究

随着我国经济的高速发展,伴随着交通量和车辆荷载的剧增,大跨度连续刚构桥暴露出严重的下挠和裂缝等病害致自身承载力严重不足的问题迫切需要得到解决,同样问题不乏出现在分布于地震带的大跨度连续刚构桥中。目前,在大跨度连续刚构桥加固技术方面,特别是针对其加固后的地震响应研究和应用仍较缺乏。为此,提出了一种用于加固大跨度连续刚构桥的非自平衡张弦梁体系,并以重庆奉云高速公路孙家沟大桥为依托工程,从基于超载和预应力损失影响下的静力分析和三维地震响应分析的动力分析两方面分析研究加固结构的受力特性。分析表明,非自平衡张弦梁体系可以有效地提高大跨度连续刚构桥的承载能力,且在一定程度上提高了桥梁结构的抗震能力。

非平衡自组织理论在城市环境系统中的应用研究

结合国内外非平衡自组织理论应用的成功实例 ,本文对该理论在城市环境系统中的应用作了阐述并对该理论建模定量分析应用的特点进行了重点探讨 。

应用非平衡统计力学方法的产品性能评价

为了从系统演化的角度来研究产品性能评价问题,在建模的过程中引入非平衡统计力学方法,该方法已成功应用于环境领域中复杂生态系统的分析。以反映产品性能的各个指标所构成的系统为研究对象,基于非平衡统计力学方法建立系统随机演化方程,通过给各指标赋予合理的权值使系统趋于稳定,从而实现对产品性能的评价。新模型揭示出性能等级的形成模式和演化动力学规律,进而使用该模型结合自组织特征映射网络的算法提出具体的评价方法,并以实例证明该方法的有效性。应用此方法进行产品性能评价,不受人为加权等因素的影响,具有广泛的适应性。该评价模型还提供对指标体系结构以及指标间关系的分析途径,可进一步应用于产品性能优化的研究。

农业生态系统的耗散结构特征探析

基于农业生态系统是一种耗散结构的认识,本文系统地分析了农业生态系统的开放性、非平衡性、非线性关系、自组织特征以及非线性动力学过程,以期为农业生态系统的调节和控制提供理论依据。分析表明,农业生态系统必须与其边界以外的自然生态系统和社会经济系统保持物质、能量、信息、资金的交换以获得自由能——负熵,来降低系统内部的熵值,并以此来维持农业生态系统的开放性、非平衡性、非线性以及自组织性。

耗散结构理论与体育科学

阐述了耗散结构的基本理论及其在体育科学中的应用。包括耗散结构与热力学的辩证关系、耗散理论与非平衡态生物膜、运动训练过程的自组织特征、从耗散结构看运动员竞技能力的发展等。

自组织理论视域下当前体育教育系统发展的逻辑思考

体育教育是一项复杂的系统工程,它具有自主性、主动性、结构开放性、学习方式灵活等鲜明的自组织特征。在诠释自组织体育教育的基础上探讨了体育教育的发展,即开放性是体育教育发展的必要条件,远离平衡态且存在负熵流是体育教育发展的源泉,微小涨落是体育教育发展的诱因,非线性作用是体育教育发展的根本保证;竞争与协同是体育教育发展的自组织动力;渐变和突变是体育教育发展的自组织途径;构建以人为本的体育教育自组织系统是体育教育改革和发展的路径。

中医藏象学说自组织原理探析(二)——从耗散结构的形成条件探讨藏象与养生

目的:从耗散结构的形成条件探讨中医藏象与养生学说。方法:通过耗散结构形成条件对生命演化分析道生原则与养生之道。结果:提出如下推论和假说:①抑制熵增diS,增加负熵流deS是保障人体稳态、促进人体巨系统进化的必要条件;②信息反馈是增加人体负熵,实现人体巨系统功能改善和升华的关键因素;③任何暂时失稳的和处于相对稳态的生命机体(耗散结构)都有新生(恢复稳态)和继续进化(提高健康层次)的可能和希望;④自然之"道"即"宇宙统一场",其是宇宙间唯一的"中和无极化之均衡统一场势",是一切系统内部非线性动力学过程的根本原因,也是一切非线性系统自组织的根本动力。结论:从耗散结构的形成条件探讨中医藏象与养生学说值得进一步研究。

结构安定分析的Galerkin边界元方法

基于Melan静力安定定理,利用Galerkin边界元方法建立了多组交变载荷作用下结构安定分析的下限计算格式.在给定载荷域的载荷角点所对应载荷作用下,采用Galerkin边界元法计算相应的虚拟弹性应力场,并且利用结构在Galerkin边界元弹塑性增量计算中同一增量步中不同迭代步之间的应力差作为自平衡应力场的基矢量,通过这些基矢量的线性组合构造了自平衡应力场,大大降低了所形成的数学规划问题的未知变量数.并通过复合形法对非线性规划问题直接进行求解,得到了结构在交变载荷作用下的下限安定乘子.计算结果表明,所采用的方法具有较高的精度和计算效率.

最小耗能原理与地震预测问题

本文认为最小耗能原理是一个与地震现象密切相关的自然界的普适性原理。在简要介绍该原理的基础上,对所谓"地震带"、"板内地震"、"特征地震"、"地震空区"等有关问题作了探讨,提出并详细地介绍了一条根据最小耗能原理建立地震预测、预报准则的技术路线;最后对地震的预测、预报是否可能实现等问题进行了讨论。

高校信息系统的自组织研究

本文基于自组织理论,研究了高校信息系统的开放性和非平衡性特征,揭示了涨落对该系统自组织演化的作用,并结合实际,探讨了该系统自组织演变的过程和方向,给高校信息系统建设以启迪和促进。

非均衡自激励自调节原理及其应用

现实经济系统都是非均衡非线性的开放系统。它在自激励增长机制和自调节协调机制交互作用下,沿着一条起伏波动的非均衡道路,由较低级形态向较高级形态持续转变。非均衡发展的结果,造成地区(或部门)之间的势差。如能将反映这种势差的不均衡度控制在某个适宜范围,资源就能得到满意的利用,经济也能得到满意的发展。根据这一原理,建立了控制论模型,并以河南省商丘地区区域经济发展和公路交通运输的关系问题为例,作了实证分析。

当代生态文明建设研究:基于生态系统的耗散结构视角分析

生态系统是一个具有耗散结构功能的系统。生态系统的开放性、非平衡性、非线性、自组织性以及生态系统的动力学过程遭到破坏,生态系统的耗散结构功能就会受到影响,生态平衡就会被打破,导致生态危机,这些与生态文明建设是不相符的;只有保持生态系统结构功能的完整,才能保证生态系统的持续生存与发展,才能增强人类社会经济系统的可持续发展能力,才能建设好生态文明。生态文明建设要求人类在发展经济的同时,必须加强生态伦理教育,转变消费观念,改变发展模式,建设环境法制,这样才能保护好生态环境,才能以自然资源为基础,与生态环境的承载力相协调。

生态工业系统结构演化的模拟与分析

为了寻求最优的生态工业园发展模式,以达到充分利用资源和能源并实现可持续发展,从非平衡统计力学的角度探讨了生态工业系统的结构形成和演变的动力学规律,结合自组织特征映射网络的算法,分析了企业主体间基于物质和能量交换的共生关系对系统结构的影响,指出根据企业共生关系的调整可以预测系统模式的变化。进而以卡伦堡生态工业园为案例进行了数值模拟和网络模式演变的分析,结果表明园区的发展越成熟,物质能量流的利用越合理,其结构值ξ越大.

油气比对超燃发动机点火过程的影响

为了研究油气比对超燃发动机自点火性能的影响,利用二维非定常化学非平衡计算方法模拟了总温2000K,总压3.0MPa,入口马赫数3.0,煤油油气比为0.2和1.0时超燃发动机的自点火过程。具体可以得到以下结论:(1)总油气比越高,燃料传播速度越快;燃料首先沿着剪切层传播至凹槽后缘,之后在凹槽漩涡的带动下向凹槽上游和底部传播。(2)凹槽回流区温度高,点火延迟时间短,低油气比的气体一旦进入凹槽回流区后即可在凹槽后缘和上方点火。(3)火焰从凹槽的上沿和右边向凹槽底部和左边传播。(4)总油气比越高,点火越困难。

化学反应中的非线性现象

以“水中花园”和“化学振荡”等实验事实，论述了化学反应中的非线性现象──自然分形和自组织过程。

基于市场集中度的中国煤炭产业非平衡态分析

系统通过自组织实现向高级有序状态的演化被证明是优于被组织的进化方式。耗散结构理论向我们阐述了系统实现自组织的条件,其中重要的一点就是要远离平衡态。一个产业过度竞争或者过度垄断就整个系统而言都属于处在低水平的平衡态或近平衡态。中国煤炭产业集中度偏低,处于低级平衡态,不仅影响了产业发展,而且还对生态环境等方面带来了较严重的危害。因此,需要不断地吸收负熵(人员道德、信息和技术)以远离平衡态,从而找到处于低级平衡态的中国煤炭产业转型的方向。

化学反应中的非线性现象

本文以“水中花园”和“化学振荡”等实验事实,论述了化学反应中的自然分形和自组织过程等非线性现象.

某自平衡钢屋盖结构的设计分析

某体育馆位于天津市塘沽开发区 ,钢屋盖采用变截面薄腹钢梁为主要承重构件。整个屋盖由 6根径向主梁、两圈环向次梁及必要的连接杆件组成 ,像碗一样倒扣在柱子上。主梁与柱的连接端部设置环向水平连接系 ,用来承受屋盖的水平推力 ,其结果是柱头不承受水平力 ,整个屋盖形成一个除竖向力外的自平衡空间钢结构体系 ,结构简明 ,受力合理。在计算了该结构静力荷载作用的基础上 ,采用振型分解反应谱法对其抗震性能做了分析。