非隔离型直流变压器的快速电磁暂态等效建模方法

电磁暂态仿真对于掌握直流变压器的运行特性具有重要意义,但目前的模块化变流器高速等效建模方法对非隔离型变压器较少提及。同时,现有非隔离型直流变压器电磁暂态仿真模型存在开关状态计算复杂、内部节点数多的问题,导致系统仿真效率低下。为此,提出一种基于开关状态预测和戴维南等效的非隔离型直流变压器快速电磁暂态等效建模方法。首先,提出一种非隔离型直流变压器中子模块的开关状态预测方法。其次,基于开关状态得到直流变压器桥臂的等效电路,并对其进行戴维南等效,得到桥臂的两节点等效电路模型。然后,建立自耦变压器的等效电路模型,综合桥臂和自耦变压器等效电路,获得直流变压器的等效电路,并据此建立直流变压器的节点电压方程。最后,基于高斯消元对方程进行降阶,实现非隔离型直流变压器仿真模型的内节点收缩。算例分析表明,所提非隔离型直流变压器的快速电磁暂态等效建模方法与传统详细建模方法精度接近,仿真效率显著提升。

面向水下运载平台的氢氧燃料电池建模与仿真分析

以Modelica为基础,面向某型深海运载平台使用的质子交换膜燃料电池构建模型,主要包含氢氧燃料电池电堆模型、供氢系统模型以及供氧系统模型。针对该燃料电池模型分别进行了稳态验证,研究了氢氧气体压力、工作温度以及质子交换膜厚度对电池性能的影响,分析了该模型的动态性能。结果表明:该模型与实际运行数据具有良好的拟合度,能较为真实地反映燃料电池运行的氢氧气体压力、工作温度、质子交换膜厚度等关键参数对电堆性能的影响,较好地反映燃料电池动态输出特性。

Bw.03的分子生物学研究及分子同源建模

目的对1例ABO血型B亚型进行分子生物学研究,并对突变后的酶进行三维建模预测。方法采用试管法及微柱凝胶法鉴定ABO表型;采用序列特异性引物聚合酶链反应(PCR-SSP)检测ABO血型基因,并对ABO基因第6、7外显子序列进行测序分析;通过Modeller10.4对糖基转移酶进行同源建模,应用PyMOL2.5.0软件进行分析。结果先证者标本血清学正定型B抗原减弱,反定型存在抗-B;PCR-SSP检测结果显示存在B、O基因,测序结果显示在B基因第7外显子发生c.721 C>T突变,导致p.Arg241Trp。同源建模与野生型相比,Bw.03糖基转移酶(GT)结构局部发生改变,分子间作用力分析显示241位原有的3个氢键全部消失。结论血型分子生物学检查有助于疑难血型的准确定型;同源建模能更直观的显示Bw.03 GT活性变弱的关键位点,分子间作用力分析能解释酶活性变弱的根本原因。

基于数学建模竞赛的“三项融合”大学生创新创业能力培养研究

数学建模竞赛作为一项融合了理论知识与实践应用的综合性活动,对培养大学生的创新创业能力具有深远的意义。 以数学建模竞赛为基础提出了构建完善的数学建模教育体系、强化数学建模竞赛的指导与支持、建立激励与保障机制“三项融合”的大学生创新创业能力培养策略,并进一步分析了“三项融合”培养策略在促进跨学科融合与综合素质提升、激发创新思维与实践能力、强化团队协作与沟通能力方面对大学生创新创业能力培养的促进作用。

基于CnGIM技术的某水库三维地质建模及分析

水库渗漏解决与否是水库能否修建及正常运行需要重点考虑的工程地质问题。文章根据某水库工程遇到的工程地质问题,利用CnGIM技术建立适合该水库的三维地质模型。系统地阐述了三维地质建模的总体流程及应当遵循的建模原则,并详细地介绍水库涉及到的各个地质体的建模过程,从而能够模拟需要分析地质体的实际地表和地下的空间起伏形态,精确得出需要分析地层的体积。在此基础上对该水库库区及坝基渗漏原因进行了三维可视化分析。研究结果为更好地促进水利地质行业向数字化发展提供参考与借鉴。

基于领域系统的复杂装备技术状态管理建模方法

为保障复杂装备技术状态管理的有效集成和多方协同,实现技术状态管理业务数据的双重有序管控,提出基于领域系统(domain system,DS)的建模架构和设计方法。通过引入基于模式的系统工程(pattern-based system engineering,PBSE)框架,构建基于DS的复杂装备技术状态管理基本架构,设计DS元模型、DS模型、DS模式的建模方法,将国防部体系架构元模型(Department of Defense Architecture framework metamodel,DM2)进行复杂装备技术状态管理领域化重组为DS元模型,并通过领域元数据映射为DS模型,使其有序组织为适用于具体装备技术状态管理的DS模式。为验证所提方法的有效性,以运载火箭结构系统多视图物料清单(X bill of material,XBOM)为案例,开展基于DS的技术状态管理应用。结果表明,所提方法可为其技术状态管理提供兼具建模的一致性和可追溯性的实施方案,为复杂装备技术状态管理的领域模型配置提供指导性思路。

数学建模测试题的编制过程与测试结果分析

1测试背景自2020年9月上海高中阶段开始采用国家课标,并使用由上海教育出版社出版的新编教材以来,各高中学校在不同时段都实施了4-6课时的数学建模教学实践活动.考虑到各学校实施建模教学的时段和内容差异,以及数学建模活动的特殊性,在命制数学建模测试题时,需尽量避免增加学生额外的学习负担.作者在2024年6月底的期末某区域质量监测试卷中命制了一道数学建模测试题.

借助数字化实验培养高中生的物理建模能力——以电源模型建构为例

在科学教育领域,模型建构能力被视为科学思维的核心,其教育价值逐渐受到重视。随着《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“课标”)的实施,模型建构被明确列为科学思维要素,成为教育目标的重要组成部分。然而,建模过程复杂,如何在高中物理教学中培养学生的建模能力一直是个挑战。笔者分析电源模型建构的过程,借此展示如何借助数字化实验装置(DISlab)提升学生的建模能力,并以闭合电路欧姆定律的教学为例,探讨建模能力的内隐和外显特质,提出相应的教学模式,破解当前教学中存在的问题。

探究中发现 发现中建模——关于“四下乘法思考题”主题探究活动的实践与思考

以“四下乘法思考题”为载体开展主题探究活动,引领学生充分经历观察、猜想、推理、验证、总结规律等研学活动,使学生在深入理解算理和主动发现规律中建构数学模型、实现算法优化,培育学生的数感、模型意识、推理意识等核心素养。

基于倾斜摄影测量的建筑物三维单体化快速建模方法研究

以某区域建筑物的倾斜摄影数据作为实验数据,基于倾斜摄影技术,综合运用无人机倾斜摄影测量的快速采集、自动化空三及建模技术,实现该区域的快速实景三维场景制作。对快速构建的三维场景进行编辑处理,修复场景中存在的错误结构及纹理,完成建筑物的单体化重构。将经过精细建模的模型重新嵌入到倾斜现实场景三维模型中,以实现对倾斜现实场景三维模型的细致重建和单体化管理。

基于“岗课赛证”融通的次世代建模在线精品课程建设与应用——以江苏联合职业技术学院镇江分院为例

以职业学校动漫制作技术专业次世代建模在线精品课程的建设与应用为例,阐述在线精品课程建设的背景、意义、思路和总体要求,介绍课程的设计思路和实施模式,总结课程建设的成效、特色以及创新,可以为在线精品课程的建设提供理论和实践参考。

新工科背景下基于数据驱动的数学建模课程教学模式改革与实践

该文以数学建模课程为引领,以适应大数据驱动的创新人才培养的社会需求为抓手,从课程育人目标、模块化高阶提升的教学内容体系构建,以赛促学的数学建模科研训练体系构建、多维度教学模式改革等方面探讨数学建模课程教学改革与实践。强化数据驱动,提升建模能力,扩充交叉能力,将数学建模思想、数据思维深度融入数学建模教学改革,为数学建模优化创新人才培养模式提供新的途径和方法。

我国重大疾病跨地域就诊的随机网络建模与分析

关于重大疾病跨地域就诊的管理与决策问题是我国医药卫生体制改革的主要关注点之一。目前有关卫生管理领域的研究缺少重大疾病跨地域就诊建模的全局性视角。本文基于跨地域就诊的流动数据,提出使用随机网络来对跨地域就诊现象进行建模和分析。随机网络中节点的平稳概率反映了网络的全局属性,且随机网络模型表现出的性质均具有较强的现实意义。本文还讨论了不同本地就诊偏好程度和不同节点尺度下随机网络模型的结果,并分析了平稳概率关于交互强度的敏感性。本文提出的随机网络模型和相应的优化目标为重大疾病跨地域就诊管理决策理论和方法的研究奠定了基础。

考虑输入变量时延-特征提取的燃煤电站NO_(x)排放动态建模

针对电站负荷变动工况下锅炉氮氧化物排放浓度难以有效预测的问题,提出了一种考虑输入变量时延-特征提取的电站锅炉氮氧化合物(NO_(x))排放动态建模方法,该方法将主元分析和高斯回归建模相结合,利用主元分析提取输入变量数据特征信息,将提取信息的当前值和历史序列值作为高斯回归模型的输入;此外,锅炉NO_(x)浓度的历史时间序列值作为反馈数据添加到模型的输入中。以某1000 MW超超临界机组锅炉燃烧系统为对象,结合现场实际运行数据建立锅炉NO_(x)排放动态模型。实验结果表明:所建锅炉NO_(x)排放动态模型具有较高的预测精度和较强的泛化性能,对锅炉NO_(x)排放建模及智能控制研究有一定参考价值。

考虑扰动边带谐波效应下多采样单相电压源型变流器的多频率建模与稳定性分析

多采样是提高低开关频率变流器控制性能的潜在方法,但基于传统多采样脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型下的变流器高频特性分析误差大,难以准确预测扰动边带引起的高频谐振。因此,多采样变流器的高频建模需进一步探索。文中解析在基波调制信号下注入扰动后多采样PWM的描述函数,以此建立起多采样PWM多频率模型;基于该模型,提出考虑边带谐波效应下的多采样变流器多频率导纳模型,相对于传统模型,其可精确描述高频段导纳特性,且扫频结果也验证了所提模型的正确性;接着,在所提模型下进行稳定性分析,其可准确预测传统模型不能预测的高频谐振;针对扰动边带引起的高频失稳,给出边带谐波谐振抑制策略,以保证高频段的稳定性;最后,通过实验结果验证理论分析的正确性。

基于BPMN的业务流程建模元素扩展机制

业务流程管理(BPM)是企业确保持续改进业务流程(BP)并适应业务变化的有效策略,其中业务流程建模是优化BPM关键。业务流程建模符号(BPMN)是一种可视化的业务流程建模语言,在建模过程提供流程交互、异常处理和语义补偿等功能,并具有良好的适应能力。BPMN尽管在很多领域中应用,但难以直观表达一些工业互联网环境下的复杂业务场景,这增加了建模人员与业务人员之间沟通成本。虽然已有解决方法对原生BPMN元素扩展,并详细注释,但表达能力仍然有限,且大量注释使业务流程变得繁杂。对此,基于BPMN 2.0对业务流程建模元素进行扩展,给出通用的扩展机制与实现方法。基于该方法,针对不同应用场景的业务需求可扩展新的建模元素和属性。最后,通过真实的业务流程模型案例说明该扩展机制的有效性,为其他业务流程建模元素的扩展提供一种通用的参考框架。

面向STEP模型装配特征自动提取的装配信息模型构建

装配信息建模是数字化装配、智能化装配的基础,然而人工交互建模效率低下且易发生装配特征识别和装配特征配合的错误,难以满足复杂机械系统的精确建模。基于三维装配体模型隐含的装配工艺信息,以STEP模型文件为输入,研究了面向几何信息的装配特征自动提取与配合关系识别算法。进而针对装配集成信息模型的构建,从装配精度模型和装配序列规划角度提出了信息推理算法。最后基于开发的系统,通过装配实例信息模型构建证明了所提算法的有效性。

随机参数非共轭分布下的可靠性建模方法

为获取精确的产品寿命预测结果,在可靠性模型中引入服从非共轭分布的随机参数以描述产品的个体差异。针对单调退化的长寿命产品,提出了采用非共轭分布随机参数Gamma过程的可靠性模型;将传统的随机参数共轭分布扩展到非共轭分布,得到不同参数分布下统一的寿命分布函数表达式,利用蒙特卡罗算法计算寿命预测值;利用马尔可夫链蒙特卡罗算法估计模型参数,提出不同分布下似然函数值计算方法及参数分布的选取准则,分析不同随机参数分布对产品可靠性的影响。仿真算例和应用实例表明,该方法能够选择合适的参数分布。同时,验证了该方法参数估计及寿命预测的精确性。

新型建模语言在调距桨电液系统故障诊断中的应用

调距桨的电液控制部分结构复杂且运行环境恶劣,其可靠性对船舶的安全运行至关重要。针对电液系统诊断中的实际需求,提出了一种创新的诊断建模语言——T语言,并基于此开发了一套建模与诊断方法。该方法通过精确描述器件输入和输出端口之间的耦合、传递、变换和控制关系,依据实际连接关系(如管路、线缆等)构建与系统组成结构一致的诊断模型,确保了模型的一致性和可校核性。通过对调距桨电液系统的诊断建模与试验,验证了所提方法的有效性,也为类似电液系统的故障诊断提供了新的视角和方法。

不确定性下的固体火箭发动机性能精确代理建模方法

为了在保证固体火箭可靠性的同时尽可能提高其运载能力,需要在方案设计阶段的多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)过程中精确量化发动机推力曲线的不确定性。本文针对考虑不确定性的MDO过程中推力曲线的不确定性难以精确量化以及不确定性分析效率过低的问题,提出了一种精确代理建模方法。通过本征正交分解方法实现发动机推力曲线不确定性的降维表达;建立Kriging代理模型来预测降维后模态系数的前4阶统计矩;使用最大熵法建立模态系数的精确概率分布模型,进而得到推力曲线的精确分布。对星型装药发动机的推力不确定性建模结果表明,推力不确定性分布的预测置信度可达98%;单次不确定性分析时间相比蒙特卡洛方法缩短99.92%。