适用于工程仿真的大涡模拟与化学反应模型

针对大尺度气体爆炸工程问题数值模拟的需求,基于层流火焰厚度与初始压力的关系,改进了传统的增厚火焰模型,使增厚因子能够根据当地压力自动调整大小.同时,基于开源程序Canter和遗传算法,提出了能够准确计算层流火焰速度、火焰面厚度及其随压力变化的多组分单步化学反应模型.集成发展的大涡模拟、化学反应模型与多组分反应流有限差分计算程序,开展了封闭管道氢气空气爆炸数值模拟.通过与试验对比,研究了大涡模拟模型、网格大小、化学反应模型对计算结果与效率的影响.结果表明:相比于详细反应模型,新单步氢气空气简化反应模型节省了60%的计算时间,极大提高了气体爆炸三维数值模拟的计算效率.

考虑化学反应模型的CH4非预混燃烧过程数值仿真

为探究化学反应模型选取对甲烷(CH4)燃烧模拟的影响,同时促进天然气能源的高效利用,采用FLUENT软件对甲烷在燃烧器中的燃烧状况进行了数值模拟,分析了5种化学反应模型对甲烷燃烧效率、火焰形态、燃烧残余温度及NO排放等特性的影响。结果表明:组分PDF输运模型和涡耗散概念模型在甲烷的燃烧模拟中更有优势,甲烷的燃烧效率、燃烧残余温度均达到了较高的水平,其中组分PDF输运模型下组分间的反应更为充分,气体出口残余温度可达681.972 K;燃烧域内的火焰峰值温度与NO的排放呈现正相关的特点;涡耗散模型下燃烧反应的火焰峰值温度最高(2 280 K),但其生成的NO有害气体也最多,同时该反应下的燃烧残余温度较低;湍流动能与燃烧温度也呈现出正相关的特点,燃烧域内湍流动能大小在一定程度上影响甲烷的燃烧效果。

基于SP+模型的三元锂离子电池基本反应模型参数修正研究

通过改进单粒子模型(SP+模型)对电池基本参数进行预测及限制负极电位来获得充电安全边界是快充策略应用的有效评估方法。SP+模型需建立在三电极电池的基础上,在各种特性上与真实电池有一定的区别,这导致利用负极电位评估方法在预测精度上存在一定的差异。针对上述问题建立电池基本反应模型,将修正因子导入到涉及SOC、正负极电位、正负极嵌锂浓度的电池平衡电动势表达式中,设置相应的测试计划对修正因子进行标定,实现在25℃和特定SOC情况下对三元锂离子电池平衡电动势及正负极电势预测精度的提升,为后续安全边界评估开路正负极电位预测值提供参考。

基于CAS理论的危化品物流供应链反应模型研究

危化品的安全风险问题一直引发社会各界的广泛关注,本文基于复杂适应系统(CAS)理论,探索危化品物流供应链在面对外界变化时的反应模型,揭示危化品物流系统主体具有自适应性,整个系统是主动的、积极的动态演化的复杂性过程。基于CAS理论中的刺激一反应模型,揭示了危化品物流供应链主体相互作用,通过探测器、规则集,最终改进运行机制的一系列过程,期望对危化品物流供应链的管理模式提供一定的理论支持。

耕地“非粮化”演化机制与治理策略——基于刺激—反应模型的案例研究

研究目的:梳理耕地“非粮化”演变阶段特征,探究耕地“非粮化”演化过程中环境与农户主体作用的内在机制。研究方法:单案例研究法,访谈法、问卷调查法。研究结果:(1)基于刺激—反应理论模型构建的耕地利用系统演化历程特征与复杂适应系统特征十分契合;(2)在宏观实践演绎中,不同类型农户主体不断调整自身行为以适应外部环境,最终推动耕地“非粮化”演化经历了自组织萌芽—自适应发展—他组织优化三个阶段;(3)从微观主体反应来看,不同主体的“非粮化”行为趋向存在差异。家庭劳动力约束与资本约束较弱的农户主体对于外部环境反应更加明显,反之则反应较弱。研究结论:耕地利用系统具有情景依赖特征,可以从系统自组织、系统他组织、系统要素协同三方面构建耕地“非粮化”调控措施。

面向慕课学习者评估的认知反应模型

认知诊断模型从学习者的认知结构出发,建模学习者与试题之间的潜在关系,结合智能算法并根据试题作答结果可评估学习者的知识水平.大多数认知诊断模型是将学习者的高阶能力特征视为单维,忽视了后天努力的影响.为此,本文提出了一种考虑能力特征与努力特征相互补偿的具有二维高阶特征的新认知诊断模型——认知反应模型(Cognitive and Response Model,C&RM).该模型通过设置能力特征与努力特征相互补偿机制来融合两高阶特征参数以精准建模学习者的知识水平.同时,还构建了知识点弱项特征参数,以综合考虑学习者的知识水平与不同知识点对作答试题的影响,进一步提高模型的解释性和预测精度.采用自建的HNU_SYS数据集和Math1,Math2,FrcSub公共数据集,通过实验对比分析了C&RM模型、最新的认知诊断模型和经典诊断模型.当数据训练集为70%最佳比例时,C&RM在4个数据集上分别比次优方法提升了6.3%,4.3%,3.3%,5.2%,其预测性能最佳,验证了本文模型的可行性和有效性.

一种改进的4参数等级反应模型和应用

针对在实际测验中各等级的猜测参数、失误参数可能存在不一致性问题,该文提出等级反应模型的改进模型.以2等级项目为例,通过模拟数据检验模型发现:使用4参数GRM模型估计参数的误差随着猜测参数和失误参数的各个不一致性而增大,而改进后的模型具备更好的稳定性.在实际的地理测验中,发现等级反应项目中的猜测度较低,但失误现象明显,并且参数之间的差异性较大,不可以忽略.

饱水混凝土中硫酸根离子扩散-反应模型研究

针对硫酸盐环境下混凝土的劣化问题,从腐蚀机理出发,采用Fick第二定律,考虑硫酸根离子在混凝土中扩散的曲折度,结合水泥水化、腐蚀产物填充和材料损伤度对孔隙的影响建立了硫酸盐侵蚀下混凝土的扩散-反应模型;开展了3种水灰比的混凝土在2种浓度的硫酸盐侵蚀条件下的浸泡腐蚀试验,并与模型计算结果对比分析。结果表明:模型计算值与试验实测值基本一致;相同浓度下,水灰比越大混凝土内部同一截面硫酸根离子含量越高;水灰比一样的混凝土,侵蚀浓度越高腐蚀产物填充孔隙周期越短,相同周期内侵蚀深度越大。最后通过建立的混凝土受硫酸根离子侵蚀的最大深度预测模型,可见硫酸盐侵蚀混凝土的最大侵蚀深度随着侵蚀龄期的延长而逐渐变缓,后随着腐蚀产物对混凝土产生损伤,扩散速率加快,侵蚀深度变大。

煤油两步反应模型在低总温超燃数值模拟中的应用

为评估煤油两步反应模型在低总温超声速燃烧数值模拟中的准确性和适用性,采用此模型对不同构型超燃冲压发动机在低总温条件下的燃烧流场进行了三维数值模拟。燃烧室构型包括单凹腔矩形燃烧室和双凹腔圆形燃烧室,来流总温包括950 K和600 K。结果表明,采用煤油两步反应模型在低总温条件下模拟超燃冲压发动机燃烧流场,能够得到与试验结果较为吻合的壁面压力曲线以及燃烧流场特征,可以较为准确地反映燃料燃烧过程中化学能释放量。通过分析数值模拟结果,能够获得包括流场结构、流场物理量分布以及燃烧模态等较为全面的燃烧流场信息。

基于刺激-机体-反应模型的个性化教学对医学留学生学习满意度的影响

目的以个性化教学为依托,旨在强化针对医学留学生的在线教学质量,提升医学留学生学习体验。方法提出了师生交互、在线学习容易性、展示学习资源、个性化定制、留学生感到有用、心流体验以及学习满意度之间关系的研究假设,基于刺激-机体-反应模型理论构建了个性化教学对医学留学生学习满意度的影响模型,从个性化教学和留学生视角探讨学习满意度的影响机制,设计量表并通过留学生调研验证其可靠性,对新模型进行检验。结果师生交互、在线学习容易性、展示学习资源、个性化定制让留学生感到有用,其中师生交互对留学生感到有用影响最大(β=0.274,P<0.01),然后依次展示学习资源(β=0.258,P<0.01)、在线学习容易性(β=0.235,P<0.01)和个性化定制(β=0.198,P<0.01);师生交互、在线学习容易性、展示学习资源、个性化定制能够产生更好的心流体验,其中在线学习容易性对心流体验影响最大(β=0.298,P<0.01),然后依次为个性化定制(β=0.247,P<0.01)、师生交互(β=0.212,P<0.01)和展示学习资源(β=0.192,P≤0.01)。同时,留学生感到有用也会产生更好的心流体验(β=0.225,P<0.01)。留学生感到有用和心流体验都会使其产生更强的学习满意度(β=0.594,P<0.01)(β=0.626,P<0.01)。结论个性化教学可使留学生感到有用,其心流体验感更好,使留学生具有学习满意度;留学生感到有用和其心流体验感好能够提高学习满意度。

熔铁催化剂H_(2)-TPR还原动力学和反应模型研究

为揭示熔铁催化剂在H_(2)气氛中的还原反应动力学行为,为还原反应器设计和放大提供基础数据,结合H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、气固相界面反应模型和谱图分析等方法研究了熔铁催化剂的本征还原反应动力学。熔铁催化剂还原受反应动力学控制,活化能为78.5~82.2 kJ/mol。提高还原温度能显著缩短还原时间,当还原温度不高于480°C时,每提高10°C,还原时间缩短大约31 min。通过4种还原反应动力学模型的比较,发现反应级数模型和几何收缩模型预测的活化能数值与实验值吻合较好(拟合度超过0.99),扩散模型和成核增长模型的预测结果较差。恒温H_(2)-TPR还原结果表明,反应级数模型预测的完全还原所需要的时间和H_(2)-TPR实验误差最小,综合来看,反应级数模型适合用于描述熔铁催化剂的还原过程。通过能量非均匀分布假设,发现活化能在还原过程中的变化较小,最大增幅不超过2.2%,说明熔铁催化剂活性组分的分布比较均匀,还原过程基本遵循能量均匀分布假设。

双因子项目反应模型在研究生招生考试质量分析中的应用

研究生招生考试中学科专业能力的考查,主要采用的是“大综合”形式的试卷,即将学科专业基础课程的知识集中在一张试卷上进行考查。“大综合”的试卷形式大大提高了试卷的命制难度,也对试题质量提出了极高的要求。针对2022年全国硕士研究生招生考试心理学专业基础科目的抽样作答数据,采用双因子项目反应模型对试题质量进行分析。研究显示,整套试卷命制基本符合“大综合”试卷的命制要求,其中心理学一般因子作为主要的考查维度,具有良好的区分度;而特殊因子(课程因子)的表现存在差异。从能力密度曲线来看,实验心理学、心理统计与测量两个因子的选拔性功能更强。

基于等级反应模型的中文版PROMIS身体功能简表8b在癌症患者中的测量学属性评价

目的以项目反应理论为指导,分析中文版患者报告结局测量信息系统(PROMIS)身体功能简表8b(PROMIS-PF-8b)在癌症患者群体中的测量学属性。方法于2020年11月-2022年8月,在复旦大学附属肿瘤医院和复旦大学附属上海市第五人民医院开展大样本的调研,收集就诊的癌症患者人口学资料和身体功能资料,拟合等级反应模型,基于项目反应理论评估量表的区分度、难度、信息量及项目功能差异等指标。结果最终发放1200份调查问卷,回收有效问卷1024份。结果显示,中文版PROMIS-PF-8b符合单维性和单调性的研究假设;基于等级反应模型的参数估计结果显示,各条目的区分度范围为[1.11,7.42],各条目难度范围为[-1.44,2.30],表明量表区分度理想,难度适中;量表整体最大信息量为34.768;量表的测量等价性结果显示,分别有2个条目在性别及年龄上存在项目功能差异(P<0.05)。结论中文版PROMIS-PF-8b具有良好的测量性能,可用于国内癌症患者身体活动水平的自我报告。

随机负反馈酶促反应模型的动力学行为

文章研究了一个受白噪声扰动的具有负反馈效应的随机酶促反应模型的动力学行为.首先,给出研究需要用到的预备知识.然后,文章主要证明了随机负反馈酶促反应系统的正解是唯一的并且会全局存在.最后,通过构造一个适当的李雅普诺夫函数,证明了随机酶促反应系统具有平稳分布,并且得到对应的随机模型总是具有遍历性,且不需要任何的附加条件.

四参数Logistic题组反应模型的贝叶斯估计

项目反应理论中4PL项目反应模型是在3PL项目反应模型基础上发展起来的,它进一步对模型进行优化,加入失误参数,即引进一条上渐近线,使得估计结果更加准确。传统的项目反应模型往往忽略题目之间的相依性,所以为了使估计更加符合实际,将4PL项目反应模型与题组反应模型结合起来,提出了4PL题组反应模型。将这个模型运算出的结果与4PL项目反应模型的结果相比较,对比结果表明:题组效应不可忽略,2组参数估计结果差异显著。其中,针对4PL项目反应模型和4PL题组反应模型的参数数据,采用Win BUGS软件进行处理。

高阶项目反应模型的发展与应用

在测量具有层阶结构的潜质时,标准项目反应模型对项目参数估计和能力参数估计都具有较低的效率,多维项目反应模型虽然在估计第一阶潜质时具有高效性,但没有考虑到潜质层阶的情况,所以它不适合用来处理具有层阶结构的潜质;而高阶项目反应模型在处理这种具有层阶结构的潜质时,不仅能够高效准确地对项目参数和能力参数进行估计,而且还能同时获得高阶潜质与低阶潜质。目前存在的高阶项目反应模型有高阶DINA模型、高阶双参数正态肩型层阶模型、高阶逻辑斯蒂模型、多级评分的高阶项目反应模型和高阶题组模型。未来对高阶项目反应模型的研究方向应注意多水平高阶项目反应模型、项目内多维情况下的高阶项目反应模型以及高阶认知诊断模型。

丁烷热裂解自由基反应模型的建立和验证

建立了正丁烷、异丁烷和混和丁烷的热裂解自由基反应网络,通过量子化学计算方法,优化了反应模型的动力学参数,结合能量平衡、物料平衡和动量平衡建立了完整的丁烷热裂解自由基反应模型,该反应模型可预测以丁烷为原料的裂解产物的组成和各组分含量沿反应管长度的分布。利用模拟裂解实验装置验证了反应模型的准确性。

项目反应理论等级反应模型项目信息量

信息函数作为项目反应理论中的一个重要概念,在进行项目和测验分析的工作中,以及在指导测验编制的工作中,有着非常重要的应用价值。信息函数的应用在计算机化自适应测验中更是重中之重,也受到最大关注。然而,关于多级记分项目信息函数特性的研究还比较少。该研究模拟了被试特质水平参数数据和项目参数数据,其中被试特质水平参数生成了121个被试特质水平参数点,项目参数生成了4批不同区分度参数数据,每批数据有126个不同难度等级参数组合模式的项目,每个项目有5个难度等级。通过数据分析后发现,等级反应模型项目提供最大信息量所对应的被试特质水平,是与该项目几个相互临近的难度等级组相适应,既不是只与其中一个难度等级对应,也不一定是与所有难度等级对应。该研究称这种规律为"临近难度等级占优"。

等级反应模型下计算机化自适应测验选题策略

计算机化自适应测验(CAT)中的选题策略,一直是国内外相关学者关注的问题。然而对多级评分的CAT的选题策略的研究却很少报导。本研究采用计算机模拟程序对等级反应模型(G raded Response Model)下CAT的四种选题策略进行研究。研究表明:等级难度值与当前能力估计值匹配选题策略的综合评价最高;在选题策略中增设“影子题库”可以明显提高项目调用的均匀性;并且不同的项目参数分布或不同的能力估计方法都对CAT评价指标有影响。

客户协同创新的复杂性及主体刺激—反应模型

客户协同产品创新是由客户、专业设计人员等多种主体构成的复杂协同知识工作网络。针对客户协同产品创新过程的复杂性,借鉴复杂适应系统理论中刺激一反应模型,结合产品创新的知识创造特征,构建了客户协同产品创新主体的刺激一反应模型,基于该模型分析了各创新主体的行为机制,为客户协同产品创新系统的开发及创新过程的优化奠定了一定的理论基础。