火灾烟颗粒分形模型和球形模型光散射的比较研究

对烟颗粒的光散射进行模拟计算是研究火灾烟颗粒光散射特性的重要手段,目前对于火灾烟颗粒光散射的数值计算多采用球形或椭球模型.实际上,火灾烟颗粒的形貌与球形和椭球均存在着显著差异.扫描电子显微镜图像表明,烟颗粒具有近似分形的结构.本文利用离散偶极近似方法计算了随机取向的火灾烟颗粒分形凝团以及同体积的球形颗粒的光散射Muller矩阵,并对两者的归一化Muller矩阵元素随散射角的分布进行了比较.研究表明:火灾烟颗粒分形模型和球形模型的归一化矩阵元素F11(θ)/F11(0),F22(θ)/F11(θ)和F34(θ)/F11(θ)随散射角的分布情况存在显著差异;利用两种模型的光散射矩阵元素F22(θ)/F11(θ)的差异,可以有效区分烟颗粒与球形干扰颗粒。

铜绿微囊藻吸收和散射特性两层球形模型模拟

铜绿微囊藻是我国内陆富营养化湖泊蓝藻水华的主要藻种。将铜绿微囊藻抽象为由细胞质和叶绿体构成的两层球形模型,通过循环迭代的方式确定两层球形模型中叶绿体的体积比例及其折射率的中心值,结合Kramers-Kronig关系最终确定两层球形模型细胞质及叶绿体的复折射率,通过Aden-Kerker理论结合粒径分布情况模拟出其吸收和散射效率光谱。对比模拟结果与实验结果发现:该模型估算得到的散射光谱与实验的散射光谱之间误差为3.4%,吸收效率误差为4.3%,在后向散射模拟实验中,相比均匀球形模型,两层球形模型表现出较好的优越性。

球形随机骨料模型模拟自密实重晶石混凝土离析

近年来,具备良好防辐射性能及良好施工性能的自密实重晶石混凝土较多地用于核电站的建设,然而重晶石骨料密度较大,更容易导致混凝土离析,离析会对混凝土的质量产生重大不利影响,以往多采用试验方法研究,费时费力且数据离散性较大。本文将自密实重晶石混凝土看作由粗骨料和砂浆组成的两相复合材料,骨料看作刚性球体,砂浆采用宾汉姆流体模型,运用MATLAB编程语言编制了圆柱体投放域球形随机骨料模型程序sjgl,带入离析试验中相关参数在MATLAB中生成了随机骨料模型。然后将骨料模型中的骨料信息导出编辑了AutoCAD脚本文件,在AutoCAD中生成了随机骨料实体模型。运用FLOW3D软件中的一般运动物体(general moving objects)模型求解模型中大粒径骨料的离析,以此来近似代表随机骨料模型的离析。对应于自密实重晶石混凝土试验离析率计算公式,定义了随机骨料模型离析率,用“像素点法”计算随机骨料模型离析率为7.30%。对《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T 283—2012)建议的离析率计算公式稍作调整定义了试验离析率,为9.81%。随机骨料模型离析率与试验离析率的相对误差为25.6%,由此论证了在误差允许的范围内圆柱体投放域球形随机骨料模型可有效模拟自密实重晶石混凝土离析。

球形孔泡沫铝合金压缩性能与理论模型

研究了孔隙率低于65%的球形孔泡沫铝合金的单轴压缩应力应变曲线、吸能能力和吸能效率,并与多面体形孔泡沫铝合金比较,表明球形孔使力学性能有较大提高。采用球形自洽模型研究了球形孔泡沫铝合金的屈服应力与孔隙率关系,与实验结果吻合良好,表明该模型可以有效地预测球形孔泡沫铝合金的屈服强度。

球形氢键模型预测电解质溶液中的离子水合数

建立了以球形氢键模型为基础的离子-水键长和配位水分子数之间的关系式,并利用该式对20种金属离子的水合数进行了预测,预测结果令人满意。

球形平均场加推广单极对力模型的严格解

通过引入局域E_2对称性所得到的球形平均场加推广单极对力模型的严格解.该模型使形变平均场加推广对力模型成为新的可解模型的特例.作为应用,分别计算了^(12)O基态中的声子占有率和不同j轨道对在基态的无声子激发组分中的占有率并与无芯壳模型的计算结果进行了比较,从而揭示了该模型的适用性.通过该模型对质量奇偶差的拟合计算了^(12-28)O同位素的结合能并与实验结果进行了比较.

油水双相饱和球形孔隙模型核磁特性

本文利用特征函数展开方法 ,针对油水双相饱和球形孔隙模型给出了基于扩散效应的核磁共振Bloch控制方程的弛豫模式解表达式。在此基础上给出了油水双相饱和球形孔隙模型的核磁共振特性模拟结果。结果表明 ,孔隙流体的核磁弛豫与孔隙大小、孔隙表面弛豫率、孔隙流体的扩散能力以及含油饱和度等有密切的关系。对于油水双相饱和孔隙 ,在孔隙较小时 ,含油饱和度对弛豫的影响主要表现在弛豫时间随含油饱和度的增加而线性减小 ;但在孔隙较大 ,含油饱和度的增加对弛豫影响表现在两个方面 ,一方面 ,孔隙水弛豫由多个弛豫模式控制逐渐转变为由最小弛豫模式控制。另一方面 ,孔隙水弛豫时间与含油饱和度表现为非线性关系。

半球形力学模型的平头压入材料弹塑性特征

基于半球形力学模型,对圆柱形平头压头下方典型材料尼龙12(PA12)弹塑性区域的力学行为进行了研究。压入过程中随着压入深度增大,半球形区域弹性和塑性边界半径与压头半径之比随之增大,但压深到一定值后增大趋势不再显著,压入深度对压入弹塑性区域的影响仅局限于距离压头中心较小的区域内。研究推导出了在压入过程中受压入影响的材料弹性和弹塑性变形区域半径的计算公式,并指出当在材料从塑性屈服开始到出现明显凸起时,该力学模型方可较好反映压入过程中材料弹性和弹塑性变形区域的应力应变特征。

球形压力模型下经编间隔织物压力传递的研究

经编间隔织物是由两个外表面和间隔层组成的柔性立体织物,具有独特的压缩性能。论文对一组不同结构的经编间隔织物,采用一种8通道压力分布测试装置,实验研究了球形压力模型下经编间隔织物压力传递的特征:在球形压力模型下,经编间隔织物纵向传递载荷分布具有一阶指数衰减函数的关系,该衰减函数的衰减指数主要受经编间隔织物纵密、横密、组织的影响,也受实验金属球重量的影响。

球形滚压模型及参数相互作用分析

建立了球形滚压模型,考虑了工件的初始粗糙峰的力学性能、工件—工具接触面的几何形状、加工表面的实际状况以及初始加工表面粗糙峰尖端间距对滚压工具压力的影响。定义了滚压过程的特定参数对粗糙峰尖端滑移的影响,计算了在各种滚压条件下的粗糙峰尖端滑移和滚压力的最佳值,通过理论分析验证了分析结果。

一种新的水合物有效导热系数球形串并联模型

导热系数是天然气水合物(以下简称水合物)重要的热物理学性质参数之一,但实验室制备的水合物样品中不可避免地存在孔隙,难以测得纯水合物导热系数。为此,基于热阻原理提出了一种新的水合物有效导热系数球形串并联模型,并结合已有的实验数据获得了纯甲烷水合物导热系数的半经验方程。同时,利用该模型计算了水合物样品的有效导热系数与孔隙度,分析了制备方法对样品品质的影响。研究结果表明:(1)压力介于4.0~9.5 MPa和温度介于263.15~279.15 K时,纯甲烷水合物的导热系数为0.755 7~0.771 2 W/(m·K);(2)较之于孔隙度,孔隙流体性质对测量值影响更大;(3)样品压实可以有效减小孔隙度,但无法达到零孔隙;(4)溶解气法制备的样品中残留表面活性剂,影响样品纯度;(5)预先压实冰粉法制备的样品平均孔隙度为18.73%±0.23%,优于一般的压实方法,且在纯度上优于溶解气法。结论认为,新的水合物有效导热系数球形串并联模型不仅可以更准确地计算水合物样品导热系数,而且还可以分析样品品质,进而为水合物资源开发和衍生技术的应用提供了可靠的基础数据。

兼顾光照的肤色模型

通过对颜色与其参数的相关性分析,认为颜色的各个参数都是紧密相关的,去除某些参数进行降维处理,实际上造成了精度损失。通过对rg颜色和hs颜色进行正态拟合,发现两者的QQ图显示出相似的正偏度,这说明降维是不成功的,亮度信息不能丢弃。在HLS空间提出了一个包含亮度信息的球形肤色模型,在自建库和PICS库上使用该模型,与其它模型进行比较,取得了比较好的效果。该模型可以直接用于图像和视频人脸检测。

20℃的静止空气中直径5 mm的雨滴的自由下落运动研究

文章采用球形雨滴模型,利用空气阻力系数C_(D)的较严格的表达式即Wallis公式,计算出直径5 mm的雨滴在20℃的静止空气中自静止开始自由下落时的v~t图像.文章又在C_(D)统一取作0.44的近似下,解出解析的、普适的v(t)函数,并作出相应的v~t图像.结果显示这两条v~t曲线几乎完全重合,这就意味着近似处理是完全合适的.文章解释了其中的原因,并指出实测极限速率比球形雨滴模型下的理论值小2.00 m/s的原因在于实际雨滴的形状呈现汉堡状,其实际的空气阻力系数经计算约为0.52.文章认为球形雨滴模型从总体上看是比较实用的.

五种二元过渡金属氧化物界面上的相互作用、非晶相结构及催化性能(Ⅱ)——DSC、半导体气敏特性、催化活性与亚单层分散模型

应用DSC、半导体气敏特性、催化活性及亚单(分子)层分散模型共四项表征技术,进一步研究了五种二元氧化物的界面结构及其特性,DSC曲线的放热峰及吸热峰分别与界面化学反应、晶格畸变和瓦解、熔化、烧结以及固溶体的形成相关,导电性能的测试证明这些二元氧化物属于N-型半导体,对邻二甲苯具有气敏特性,其灵敏度在化学吸附的初期阶段与邻二甲苯蒸气浓度呈线性关系,催化选择性及转化率的测定证明V_2O_5-MnO_3及WO_3-MoO_3体系对邻二甲苯选择性氧化为苯酐具有催化活性,其非晶相MoO_3及V_2O_5的活性较为显著,尤其当二元氧化物的组成接近分散阈值Dt时,选择性最佳,为了解释大的分散阈值Dt与小的比表面积之间的关系,经计算机编程计算,在分子水平及纳米尺度上提出了球形八面体密置的亚单层分散模型并求得了模型的七个参数,通过讨论亚单层分散与非晶相结构之间的关系,提出了晶相损失的机理以及作为催化剂的非晶相结构对热的亚稳特性。

梨动力学特性有限元分析

应用有限元方法分析了梨的动力学特性,提出一种新的接近实体的图像处理建模方法,建立了非对称非球形梨的几何模型,为计算梨自由振动时的固有频率和振型,分析其几何形状、材料特性和动态行为之间的相关性,为果品物理特性的进一步试验与理论研究提供依据。

磨粒磨损的磨粒接触热分析

针对磨粒磨损机制,采用球形磨粒模型和分形磨粒2种模型,利用有限元软件ANSYS分析磨粒磨损的滑动过程,探讨磨粒与磨损表面接触区內的温度变化、热应力分布及其随表层深度的变化情况,并对2种模型的分析结果进行对比分析。研究结果表明:球形磨粒模型中磨粒温度较高,接触体温度较低,磨粒与磨损表面温差较大,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较分散;而分形磨粒模型中接触体温度较低,磨粒温度更低,磨粒与磨损表面温差较小,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较集中,并且应力最大值比球形磨粒模型的大。

单螺杆挤出过程固相破碎碎块径向熔融机理研究

首次建立了单螺杆挤出过程固相多点破碎球形块径向熔融模型,并推导出球形块内部温度分布公式。根据固相加速实验结果,提出固相碎块轴向熔融长度计算公式。利用上述公式,对LDPE和PP进行了计算。此外,分析了三种规则几何体与熔融速度关系,指出了细化碎块实现稳定挤出的途径。

基于直线特征的径向畸变图像的校正

为径向畸变图像的校正提供了一种方法。证明了径向畸变的球形模型,推导出球形模型下的畸变校正公式,并给出了基于直线特征的实际拍摄畸变图像校正的具体实现方法和校正结果。这种校正方法具有实现简单,线性处理等优点,比较实用。

铝电解用NiFe_2O_4尖晶石基惰性阳极

采用高温固相合成法制备铝电解用NiFe2O4尖晶石基惰性阳极,利用球形模型研究了烧结时气孔的变化规律,并研究了烧结温度对其微观形貌和基本物理性能的影响.结果表明:烧结温度能显著改变NiFe2O4尖晶石基惰性阳极的性能;Fe2O3与NiO的反应属于自发反应,从热力学角度讲,该反应在常温下就可进行,而升高温度是为了满足动力学条件;当烧结温度从1150℃升高至1400℃,气孔率由30.41%降低到1.72%,抗弯强度由14.62MPa增加至71.94MPa.

透镜畸变校正算法比较分析

用球形模型算法及多项式算法对实拍的存在径向畸变的图像进行校正,并将两种算法的校正结果进行对比,证明了采用球形畸变模型校正的精度较高,可满足较高透镜畸变校正的需求。