地球变暖动态特性及滞后现象分析

工业生产过程中排放的温室气体会造成全球变暖现象,但全球变暖与工业排放在时间上具有一定的滞后效应.通过分析地球、大气、太阳三者热平衡体系的辐射换热,建立了地球及其大气的动态数学模型;利用此模型考察了造成地球温度变化的主要原因和变暖滞后的现象.结果表明:工业温室气体的过度排放会造成大气对地球辐射的吸收系数提高,导致地球温度升高;同时,太阳辐射能量增加,地球和大气对太阳辐射吸收增加,导致地球温度升高.结合近年来人为因素造成的地球温度升高现象进行了定量热分析,预测了温室气体CO2体积分数线性增加条件下的地球温度走势.     

换热网络模型预测控制中的滚动优化策略

针对换热网络具有非线性、滞后性、约束性等特性,提出将模型预测控制算法应用到换热网络的控制中,并对其滚动优化策略进行深入研究。首先,建立以综合费用最少的换热网络模型及目标函数,然后引入最速下降法对换热网络进行优化,以获得下一步的最优旁路开度,实时计算,实现换热网络模型预测控制中的滚动优化策略。通过算例证明:采用滚动优化策略能够快速、准确地计算出每一步的最优旁路开度,在保证出口温度达到目标值的同时使系统经济效益有所提升。     

基于多重群体遗传算法的换热网络同步综合

通过对YEE换热网络分级超结构的分析和改进,建立了包含更多可行结构的换热网络超结构及其数学模型,扩大了网络结构的搜索范围。针对普通遗传算法和其他优化算法无法保证换热网络综合质量和效率的缺点,结合多重群体遗传算法进行网络优化综合,提高优化过程的稳定性,该方法将换热网络结构信息转化为种群和繁殖群体中个体的染色体信息,选择繁殖种群中优秀个体进入种群淘汰较差个体,实现种群的逐步新陈代谢。利用多重群体遗传算法对实际换热网络问题进行了优化。结果表明:多重群体遗传算法能有效提高换热网络优化的稳定性和鲁棒性,在优化变量和非凸性增加时,能获得综合性能良好的换热网络结构。     

节杆菌对烟叶的降烟碱作用

应用节杆菌(Arthrobacter spp.)K7和K3菌株菌悬液处理K326的采收后烟叶,并测定烘烤后烟叶烟碱含量.结果表明,烟叶经节杆菌茵悬液处理后,烟碱含量均有不同程度的降低,在田烟上使用效果略好于地烟,K7菌株对田烟的降烟碱效果好于K3茵株.K7和K3茵株茵悬液处理分别使田烟下部叶烟碱含量降低39.7%和34.9%,上部叶烟碱含量降低29.5%和29.2%,中部叶烟碱含量降低28.4%和26.1%.对各处理单料烟的评吸结果表明:节杆菌处理后,烟叶的香气质、香气量增加,烟气细腻,刺激性减轻,劲头有所下降且余味改善.两菌株对中部叶香气质的影响最大.     

换热网络全局优化的多维峰谷轮换法

在峰谷轮换法的基础上提出了利用多维峰谷轮换法对以年综合费用最少为目标函数的无分流换热网络进行优化.在换热网络变量寻优过程中,首先将目标函数极小化得到一个局部极小值点,然后沿着多个方向进行变量搜索,找出最先跳出局部极小值点的变量组合,使得跳出局部极小值的搜索效率高于单变量的搜索效率,并可寻找到更好的换热网络结构,将极小化与跳出局部极小值点过程交替进行直至求得全局最优解.通过算例验证了该方法的可行性,且可找到比其它方法的优化结果更优的换热网络结构.     

线性拟合换热网络性能与进口温度的关系

换热网络问题属于典型的混合整数非线性问题,有严重的非凸、非线性特性,且影响换热网络性能的因素众多.主要研究了换热网络进口温度与性能之间的关系.给定一换热网络固定结构,同时在固定面积的条件下,变动每股流体的进口温度,分析流体的进口温度与换热网络性能之间的关系,得出线性拟合的适用性.然后设计正交试验,拟合出性能与进口温度的线性模型,并验证该模型的准确性.最后根据拟合模型,从众多流股中优选冷、热流体组合成目标换热网络.     

一种基于并行计算的混合算法优化有分流换热网络

换热网络优化是化工过程系统工程领域的研究难点,其数学模型具有高度的非凸、非线性,在使用单一启发式算法优化时,往往具有局限性。研究以换热网络的年综合费用最小为目标,针对强制进化随机游走（RWCE）算法在优化时由于个体间独立进化,导致优化过程中信息缺乏交流的问题,提出将遗传算法（GA）与其混合。混合后的算法在保持前一半优势种群中的个体单独进化的基础上,通过周期性的交叉、变异等操作产生子代来替换掉劣势种群,从而增强了原有算法的整型变量优化能力,并弥补了弱势个体无法更新的不足。为了兼顾算法在大种群下优化有分流换热网络的计算效率,节约时间成本,使用OpenMP系统将混合算法实现了并行化设计。通过三个不同规模的换热网络问题对并行后的混合算法进行验证,结果表明该算法能在有效提升优化质量的前提下相比串行算法大幅缩短计算时间,其中两个算例突破了目前文献最优解。     

载流子注入与半导体制冷

本文着重讨论了载流子注入半导体制冷的关系,并且对其制冷性能进行了比较分析。     

多股流换热器精确数学控制的反问题算法

在两股流换热器精确数学控制的基础上,提出多股流换热器精确数学控制中的反问题算法,对于其中存在的难以解决的多个待定系数的不适定问题,采用综合法首先将多股流换热器综合成两股流换热器,然后通过对数平均温差法来作为获得辅助流体调节量的反问题算法,最后通过多股流换热器的精确数学控制实验表明,这种控制方法无论从控制精度还是控制速率上都达到了很好的控制效果.