非平衡群体基因变异测量的Shannon信息量方法

在Ｓｈａｎｎｏｎ信息量的基础上，对非平衡群体建立了群体基因型相对信息量Ｓ＇（Ｇ），纯合体相对信息量Ｓ＇Ｊ（Ｇ）、杂合体相对信息量Ｓ＇Ｈ（Ｇ）的概念，并赋予它们以遗传学意义．与基因一致度Ｊ和基因多样度Ｄ进行了理论比较，结果表明，二者在数量规律上有很好的一致性，但又是相对独立的指标体系，且各相对信息量还有新的内涵．Ｓ＇（Ｇ）既能表征基因变异，又能反映基因型水平上的遗传变异，Ｓ＇Ｊ（Ｇ）主要反映纯合体的遗传变异，Ｓ＇Ｈ（Ｇ）主要反映杂合体的遗传变异．各相对信息量既可反映群体的遗传变异程度，又能比较不同位点间的遗传变异程度．

复等位基因平衡群体中亲属关系的信息学研究

用推广的ITO方法推出复等位基因平衡群体中母子间及全同胞对子间基因型联合概率分布列的矩阵表达;给出了母子间及全同胞对子间的联合信息熵、互信息,并定义了各自的信息关联系数;与统计学研究相比表明,信息学的方法可使复等位基因平衡群体中亲属关系的研究成为可能。

非平衡群体基因变异Shannon信息量的测量方法

在 Shannon信息量的基础上 ,对非平衡群体建立了群体基因型相对信息量S′( G) ,纯合体相对信息量 S′J( G)和杂合体相对信息量 S′H( G)的概念 ,并赋予遗传学意义。与基因一致度 J和基因多样度 D的理论比较表明 ,二者在数量规律上有很好的一致性 ,但又是相对独立的指标体系 ,且相对信息量还有新的内涵。 S′( G)既能表征基因变异 ,又能反映基因型水平上的遗传变异 ,S′J( G)主要反映纯合体的遗传变异 ,S′H( G)主要反映杂合体的遗传变异。各相对信息量既可反映群体的遗传变异程度 。

平衡群体中基因频率的实际运算

主要研究了在平衡群体中的基因频率的实际运算,探讨了任一群体是否达到平衡的方法,分别介绍了等位基因、复等位基因、伴性遗传、独立遗传情况下的群体基因频率的计算方法。

平衡群体中半同胞对子间的亲属关系研究

利用群体遗传学的基本知识推导出1对等位基因平衡群体中半同胞对子间基因型的联合概率分布;给出了半同胞对子间的联合信息熵、互信息,并定义了信息关联系数;与生物统计学研究相比,表明生物信息学的方法可使1对等位基因平衡群体中半同胞对子间的亲属关系研究成为可能。

基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟

胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作用,在三维管道模型下求解,通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明:随着流速或含水率的增加,凝油颗粒平均粒径减小,粒径呈圆环状分布,油相分布更加均匀,不易产生凝油壁面沉积;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大。

一类2+1维群体平衡方程的尺度变换群分析及自相似解

该文研究一类2+1维既有聚合又有破损过程的群体平衡方程.用尺度变换群方法获得了方程接受的尺度变换群、自相似解、精确解和约化方程.研究结果表明尺度变换群方法不但可用于群体平衡方程,而且不需要很困难地求解决定方程.

基于群体平衡模型对泡沫混凝土浆体含气量的研究

泡沫混凝土作为一类新兴的建筑材料,由于其自重轻、保温、强度要求低等特性,越来越多应用于各种复杂的环境。在泡沫混凝土生产的过程中,总会伴随着大量的气泡破裂和融合,这为设计预期干密度的泡沫混凝土带来了很大的困难。通过比较三种不同发泡剂生产的泡沫在不同的搅拌速度下的含气量变化,提出了一种新的模拟含气量变化的模型,为设计符合预期密度的泡沫混凝土提供更深入的理论支撑。

基于群体平衡模型的石油沥青质絮凝机理

石油沥青质的絮凝会导致石油在生产、加工和运输过程中出现许多严重问题。不同根据地以及储存条件下沥青质组成差别很大,且絮凝机理尚不明确,很难根据现场情况选择合适的沥青质沉积抑制剂。为研究石油沥青质的絮凝机理,对沥青质絮凝动力过程进行实验探索并利用群体平衡模型进行数值模拟,实现对沥青质絮体粒径、结构及强度的调控以及对絮凝系统的预测。实验研究了沥青质浓度、甲苯与正庚烷溶剂体积比和剪切速率对絮凝过程的影响,同时在群体平衡模型中引入絮体结构模拟絮凝过程。实验结果表明沥青质颗粒絮凝过程主要受剪切速率的影响,考虑了絮体结构变化的群体平衡模型模拟结果更为准确。研究结果对解决石油生产、运输和加工过程中的沥青质的聚沉问题具有现实指导意义。

一类积分-偏微分群体平衡方程的非完全不变群及显式精确解

文章研究一类积分-偏微分群体平衡方程的非完全不变群、群不变解和显式精确解及解的动力学行为和特征:首先,利用尺度变换群法探索群体平衡方程的不变群;其次,将积分-偏微分方程转化成纯偏微分方程,采用经典李群分析方法探究纯偏微分方程的完全不变群,应用改进的李群分析方法验证原群体平衡方程的非完全不变群;最后,给出了原群体平衡方程的非完全不变群、群不变解、约化积分-常微分方程及显式精确解,研究了部分解蕴藏的动力学性态及特征。

稳态提取工艺中平衡群体的研究及对鱼腥草的实验验证

目的:建立中药材稳态提取工艺中平衡群体的数学模型并进行实验验证。方法:运用信息熵及遗传统计学原理,以同一GAP产地鱼腥草植株间挥发油GC指纹图谱信息量变异系数为枢纽,建立中药稳态提取工艺中平衡群体的数学模型,并进行实验验证。结果:建立了适宜中药及制剂稳态提取工艺中平衡群体的数学模型;以同一产地鱼腥草为模型药物获得该产地的遗传平衡群体为29 683株(约118.7 kg)。结论:在GAP质控模式下,进一步用鱼腥草的株间Hardy-Weinberg平衡群体来控制其质量稳定性,为中药稳态提取工艺的建立及质控奠定新的理论与实验基础。

性连锁群体平衡的信息模型研究

以 XY型性染色体为模型 ,运用信息论方法研究了性连锁群体平衡的熵变规律。结果表明 ,在随机交配下 ,性连锁平衡群体的熵最大 ;性连锁不平衡群体 ,其平衡过程是信息熵增大的过程 ,平衡时信息熵达到最大。

两相及多相体系的离散相行为与群体平衡模型

气体、固体和液体共存的两相及多相系统广泛存在于自然界和过程工业领域。两相及多相系统的研究方法有直接模拟法、离散颗粒模拟和双流体模型等.直接模拟法和离散颗粒模拟需要研究离散相的特征及物理过程,而提高双流体模型的精度,也必须注意离散相的分布特征以及微观行为,以确定相间相互作用.群体平衡模型作为一种联系离散相微观行为与宏观表征的方法,已经成为研究离散系统的有效工具。群体平衡模型可以描述不同操作过程离散相实体的微观行为.结合不同的多相系统的特点,对群体平衡模型的物理意义、方程形式和应用进行分析,从计算资源消耗、实现难易程度及其计算精度三方面对群体平街模型求解方法进行了比较,提出了群体平衡模型应用中存在的问题和发展方向.

基于群体平衡理论的管内水合物浆流动特性数值模拟

水合物浆的流动特性对深水油气管道的流动安全保障和水合物法气体储运的工业推广具有重要意义。目前已有的水合物浆液流动特性数值模拟方法存在较多的缺陷及不足,为此本文引入了基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型。该模型重点考虑水合物颗粒在流动过程中的碰撞频率、聚并效率、破碎频率及破碎后子颗粒的粒径分布函数,可较好地描述管内水合物颗粒的流动行为。根据文献中的实验装置建立三维几何模型,利用Fluent 14.5软件对上述群体平衡模型和相关固液两相流模型进行联合求解,借此模拟流速及水合物体积分数对水合物浓度分布、水合物颗粒粒径分布和流动压降等水合物浆流动特性的影响。本文模拟结果与文献中相关实验数据吻合良好,可为水合物浆技术的规模应用提供借鉴。

基于群体平衡理论的管内水合物沉积特性数值模拟

引入基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型,建立了三维几何模型,利用Fluent软件对群体平衡模型和相关固液两相流模型进行联合求解,模拟了流速、水合物颗粒粒径及体积分数对管内水合物颗粒沉积特性的影响。模拟结果表明,着床沉积发生时,管道横截面处的水合物分布和粒径分布有较好的一致性。流速增加对管内水合物颗粒粒径大小的影响并不具有明显的规律性,但会减小管道横截面上水合物的浓度梯度,使水合物分布渐趋均匀,从而减弱水合物的着床沉积。管内水合物颗粒的初始粒径越大、体积分数越高,水合物颗粒的平均和最大粒径的模拟值越大,水合物颗粒的起始沉积位置距管道入口也越近,管内水合物的沉积越严重。模拟结果与相关实验结果吻合良好,可为深水流动安全保障技术的发展提供基础支持。

基于群体平衡理论的水合物聚集动力学模型

水合物颗粒间的聚集是导致油气输送管道堵塞的重要原因,建立聚集模型能更好地进行水合物聚集的防治。首先,假定管道中水合物颗粒粒径连续分布并忽略对流扩散的影响,建立了以群体平衡模型为基本框架的水合物聚集动力学模型。重点考虑水合物的聚集和破碎,该模型的核心主要包括聚集核和破碎核两部分。其中,聚集核包括水合物颗粒间的碰撞频率和碰撞后的聚集效率,破碎核包括水合物颗粒的破碎频率和破碎后子颗粒的粒径分布函数。接着,以前人研究为基础并结合水合物颗粒的自身特性,对模型聚集核和破碎核的计算方法进行了选取和改进。最后,采用计算流体力学方法对模型进行了求解并将求解结果与相关实验数据进行了对比分析。该模型可为管道流动安全保障提供技术支持。

体积属性的群体平衡模型矩积分方法研究

研究以体积为内部属性的群体平衡模型的矩积分求解方法。以各向同性离散相系统的实体聚并、实体破碎和长大等为例,介绍了矩积分求解方法的求解过程。三个算例的模拟结果表明,与分析解相比,以体积为内部属性的群体平衡模型的矩积分求解方法相对误差在10^(-5)以内,具有高精度、低计算量的特点,并具有数目和体积的自守恒性。

群体平衡模型对复杂气液泡状流数值模拟

引言气液泡状流广泛出现于航空航天、石油化工、核工程技术等领域,且多为复杂湍流泡状流。在工程领域中,准确预测这种复杂泡状流的含气率、气-液速度、气泡直径等参数对工业设备安全与优化分析十分重要。

两种群体平衡模型在大规模多粒径泡状流中的应用研究

为了研究大规模多粒径泡状流流动特性,考虑到气泡聚并、破裂等微观机制现象对气泡尺寸、数密度等宏观参量的影响,分别采用两种基于群体平衡方程的数学模型———群数密度传递(BNDT)模型与多气泡组质量传递(MUSIG)模型,对具有聚并主导趋势特征的多粒径气液泡状流实验MTLOOP进行数值模拟,并与实验进行了对比研究,结果发现:两种群体平衡模型均可以较准确地捕捉到多粒径泡状流中气泡尺寸变化趋势以及含气率分布特征转换,且预测精度相当;与MUSIG模型相比,BNDT模型计算时间节省了1/20～1/10,因此更适用于火箭工程中大型气液泡状流的工程预测.

采用群体平衡模型模拟多段环流反应器内的气-液两相流动

采用RNGk-ε湍流模型、欧拉-欧拉双流体模型和群体平衡模型(Population balance model,PBM),对一种中心气升式多段环流反应器的内部流场进行了数值模拟,并对反应器内导流筒分段位置进行了对比研究。结果表明,与均一粒径方法相比,采用PBM模型得到的气含率、循环液速和气泡粒径的分布规律与实验值吻合较好,可以更加准确地模拟环流反应器的流场及气泡运动规律;多段环流反应器分段位置的调整可以有效解决局部横向混合不均等问题,将分段位置下移可以提高下降区循环液速,减小气泡平均粒径,从而提高气-液分布及传质效果。