非饱和带地下水溶质运移模拟理论研究

通过非饱和带地下水中溶质运移的理论基础的研究,介绍了非饱和带内溶质运移模拟的研究方法及影响因素,在此基础上建立了非饱和带水流模型以及溶质运移的数学模型,并介绍了模型的求解方法有限差分法及其求解原理。同时介绍了影响非饱和带内溶质运移的相关参数及多种边界条件,研究了典型特征参数的设定及影响因素。指出了非饱和带溶质运移的理论研究意义,并举例提出了相关建议措施。     

溶质运移理论的研究现状和发展趋势

灌溉对土壤养分运移理论的研究是目前土壤物理学、环境科学和农田灌溉学研究的一个重要方面。在学术上,它属溶质在非饱和土壤中的运移的范畴。为此,本文较系统地论述了国内外溶质运移理论研究发展概况、研究现状及未来的发展趋势。     

溶质运移理论的研究现状和发展趋势

灌溉对土壤养分运移理论的研究是目前土壤物理学、环境科学和农田灌溉学研究的一个重要方面。在学术上,它属溶质在非饱和土壤中运移的范畴。为此,本文较系统地论述了国内外溶质运移理论研究发展概况、研究现状及未来的发展趋势。     

圩区地下水溶质运移预测模拟研究

以我国南方平原圩区为研究对象 ,分析圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩内水环境的影响。采用现场观测、测试、建立封闭圩区地下水溶质运移数学模型 ,以及实例分析相结合的方式进行 ,预测给定时间后某地点的地下水水位及地下水污染情况 ,用以指导类似圩区水利工程建设与管理。     

层状土溶质运移特性及其参数分析

由于自然和人为因素作用,土壤常常呈现层状结构,这种层状结构影响土壤水分和溶质的运移特性。通过室内模拟试验,分析了层状土溶质运移特性,研究了层状土溶质运移参数变化特征。结果表明C l-在层状土及均质土中弥散度具有明显差异,并且这种差异与夹层土壤的弥散度存在密切相关。     

土壤中水,热,溶质运移的研究现状及展望

本文参阅国内外近几十年来科技文献，概括性地综述了土壤中水，热，溶质同步运移的研究现状及相互关系，指出了本领域发展中存在的主要问题及研究方向。     

水及溶质在大孔隙土壤中运移的实验研究进展

详细介绍了有关水及溶质在有大孔隙的土壤中运移确定土壤大孔隙大小分布的实验及含有大孔隙土壤的水流实验。指出今后应进行大量的室内外实验和改进观测方法来获得大量的数据资料，从定性和定量二方面来研究大孔隙流。最后介绍了分形几体在土壤大孔隙流研究中所取得的成果，指出应用分形几何确定土壤大孔隙流性质是一种省时、省力和代表性的好的方法。     

灌溉施肥地表水流与溶质运移模拟研究进展

采用数值模型能够方便快速地探讨不同灌溉施肥条件下的水肥利用效率,为改善灌溉施肥系统性能、减轻不当灌溉施肥方式对生态环境造成的负面影响提供科学依据。从灌溉施肥地表水流运动模拟、灌溉施肥地表水流溶质运移模拟、灌溉施肥地表水流与溶质运移耦合模拟等方面出发,系统总结了不同时空尺度下灌溉施肥地表水流与溶质运移模拟模型的类型及其相...     

基于全耦合的地表水土壤水运动与溶质运移数值模拟

为探究降水条件下水分与溶质在地表和土壤中的运动规律,分别采用二维扩散波方程和传统的三维Richards方程描述地面径流和土壤水分运动,选用双层结点法对两者进行耦合,根据达西定律和地表与土壤水中的溶质浓度,计算地面径流和土壤水分的溶质交换量,从而构建地表水土壤水运动与溶质运移全耦合数值模型。选取已发表文献中的物理模型实验进行数值模拟,算例1和算例2中地表径流数值模拟结果和模型实验结果的平均相对误差分别小于14.8%和21.5%,均方根误差分别小于0.147 cm²/s和0.833 cm²/s;算例2中径流硝态氮浓度的数值模拟结果和模型实验结果的平均相对误差小于24.7%,均方根误差小于1.334 mg/L。物理实验和数值模拟所得地表径流量和溶质浓度数据的对比分析验证了模型的合理性和准确度。研究结果可为地表水土壤水水分运动与溶质运移耦合分析提供理论支持。     

农田大孔隙对土壤水运动和溶质运移的影响研究

通过农场原状土和回填土试验地块比较试验，研究了天然土壤中的大孔隙对水分和溶质在土壤中迁移的影响。运用水分及污染物耦合数值计算模型，分别模拟计算了水分及保守性污染物质在原状土和回填上中的迁移规律，模型参数反映二试验地块不同土壤结构特征，数值计算成果得到了试验资料的验证。     

基于遗传算法的压缩机参数优

为了提高直流无刷电动机驱动压缩机的效率,提出嵌入电动机模块的遗传算法的压缩机优化方法.模型优化目标为电动机效率,优化变量为低压缸直径、高压缸直径、低压活塞行程、高压活塞行程、电动机转速.产生的变量值通过sim函数赋值给电动机模块,通过sim函数控制电动机模块的仿真时间,仿真结束后,将效率值通过sim函数返回给遗传算法主程序.仿真结果表明,优化后的压缩机效率比优化前更优.实验结果表明,优化后压缩机在低压0.7 MPa时比功率和优化前相差很小,在高压2.5 MPa时明显小于优化前的比功率,说明嵌入电动机模块的遗传算法的压缩机优化方法是可行、合理的.     

基于改进型PSO算法的汽车转阀参数优化

提出了基于模拟退火(SA)修正的改进型粒子群算法(SA-PSO)的转阀参数优化方法。建立了整车动力学模型、转向系统模型、高速路感模型和转阀能耗模型,并对模型进行了验证;给出了低速转向轻便性、高速转向路感和能耗的量化指标;提出了以轻便性、路感和能耗量化指标的平方和根最小值为目标函数,以各参数取值范围为约束条件的最优化问题;构建了基于模拟退火修正的改进型粒子群优化算法(SA-PSO)的自适应度函数,运用改进型粒子群算法获得了转阀参数的全局最优解;SA-PSO与PSO的优化结果对比表明,SA-PSO的全局收敛性强、收敛速度快;通过优化参数与另外两组参数双纽线、高速中间位置小转角转向、转阀能耗仿真验证了优化方法的有效性和优化结果的正确性,最后分别进行了转阀参数优化前、后的双纽线、高速中间位置小转角转向、转阀能耗试验,结果表明,优化后的转阀使转向轻便性、高速转向路感和节能性均得到改善。     

溶质施加方式对土壤溶质迁移的影响

通过室内均质土柱试验 ,对不同灌水处理土壤中表施和灌施溶质的迁移规律进行了研究。结果表明 ,溶质施加方式和灌水频率对溶质迁移影响较大。次灌水量较大时 ,表施和灌施条件下溶质分布差异显著 ;当次灌水量很小且灌水非常频繁时 (如 6mm/ d) ,表施和灌施土壤中溶质 (NO- 3)分布差异不大。     

基于遗传算法的双足机器人足踝蹬地参数优化

为提高双足机器人步态的经济性,研究了足踝蹬地扭矩和蹬地时机对行走速度和能耗的影响。基于Matlab/Simulink建立了双足机器人仿真模型并搭建了控制程序,以行走速度为目标函数,利用遗传算法对不同步长下足踝蹬地扭矩和蹬地时机进行优化,以两腿间夹角确定步长。利用无量纲速度和无量纲能耗作为评价双足机器人运动性能指标,仿真结果表明,随着步长由40°增加到60°,机器人行走速度和能耗均随之增加。当步长为60°,蹬地扭矩为41N·m,蹬地时机为整个步态周期的43.82%时,双足机器人行走速度最大为0.48,对应能耗为2.97。以速度能耗比作为评价机器人步态经济性指标,仿真结果表明,双足机器人在步长50°,蹬地扭矩为35N·m,蹬地时机为步态周期的45.18%时,机器人步态的经济性更高,对应速度和能耗分别为0.43和2.26。机器人足底地反力出现3个波峰,当步长为50°和60°时,随着足踝蹬地阶段的出现,足底地反力出现第3个波峰,峰值分别为245.45N和281.23N。本研究可为双足机器人在特定步长下选取合适的蹬地参数提供重要参考依据。     

基于遗传算法的汽车ESP液压系统参数辨识

ESP液压系统是保证汽车行驶安全性的重要执行机构,根据ESP液压系统的结构原理,在Matlab/Simulink环境下建立其实时仿真模型。采用实车测试环境下记录的试验数据作为参考数据,基于遗传算法对ESP液压系统模型的未知特征参数进行辨识。对比运行于实时仿真机的ESP液压系统模型输出的制动轮缸压力与实车测试环境下的记录值,结果表明用辨识数据参数化的ESP液压系统模型具有较高的符合度,可满足构建ESP系统硬件在环仿真测试环境的需求。     

基于遗传算法的制造质量控制多目标的优化

根据零件加工过程的加工和测量能力,给出了制造质量控制多目标的优化数学模型.针对遗传算法的特点,提出了基于遗传算法的制造质量控制多目标的优化方法.算例计算结果表明,遗传算法在制造质量控制多目标的优化方面具有良好的应用前景.     

基于遗传算法的工艺路线生成及优

针对计算机辅助工艺规划中的工艺路线的决策问题,通过实例介绍了一种基于遗传算法的工艺路线优化算法.首先将被加工零件划分为若干特征元,采用反向设计法生成每个特征元的加工工序序列;根据特征元之间的约束关系,确定特征元的优先加工关系并建立优化目标函数;设计了校验程序以保证染色体的有效性;在目标函数的基础上建立了适应度函数;设计了染色体的复制、交换和突变算法,然后利用遗传算法对工艺路线进行优化.最后通过实例验证了该算法的可行性和有效性.     

基于混合遗传算法的谐波齿轮传动优化设计

以谐波齿轮传动体积最小为优化设计目标,建立了混合离散变量优化设计数学模型。引入混沌移民算子,对基本遗传算法进行了改进,以维持群体的多样性,提高全局收敛能力。提出了一种设计变量的离散化处理方法,结合染色体编码的修正技术,在遗传算法中染色体按离散化后的设计变量进行离散搜索。开发了混合离散变量优化的改进遗传算法程序,给出了谐波齿轮传动的混合离散变量优化设计实例,所得优化设计参数符合设计规范,不需进一步处理就可直接用于制造。     

基于改进粒子群的土壤水分特征曲线参数优化研究

土壤水分特征曲线是研究土壤水分运动的重要参数,Van Genuchten方程是目前广泛应用的土壤水分特征曲线方程。由于该方程参数较多,人工调节参数繁琐复杂,应用优化算法实现参数自动调节成为首选。分别采用遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)和改进粒子群算法(CMOPSO)对方程进行参数寻优,对比3种算法的收敛速度、所需迭代次数和算法稳定性。结果表明:3种算法的参数模拟精度均较好;改进粒子群算法的全局搜索能力和收敛速度优于遗传算法与粒子群算法,且所需迭代次数最少,适合VG方程的参数寻优。     

基于遗传算法的柴油机气缸压力信号识别

研究了发动机气缸压力信号与表面振动响应信号之间的反卷积关系;利用遗传算法在优化设计中的诸多特性,对传统的遗传算法进行了基于反卷积信号诊断的改进。并以S1110型直喷式柴油机为实例,利用遗传算法解反卷积法对发动机处于不同工况运行时的示功图进行了恢复。研究结果表明,通过改进后的遗传算法来进行反卷积信号诊断,克服了由于各种误差的存在而导致反卷积发散的问题,直接在时域内对气缸压力信号波形进行了恢复,为内燃机的故障诊断技术提供了一条新的途径。