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[IEEE 2018国际工业工程与现代技术多学科会议(远东会议)- 俄罗斯符拉迪沃斯托克(2018.10.3-2018.10.4)] 2018国际工业工程与现代技术多学科会议(远东会议)- 基于奇异分解法的高压钠灯质量控制
摘要: 我们建立了一个高压钠灯的数学模型。该模型用于生产环节,在灯具交付消费者前进行应用。为开发此模型,我们采用基于微分方程的解析方法来描述钠灯的工作状态。同时运用奇异值分解算法求解ARMA模型的系数,并获取了该ARMA模型的传递函数。随后通过这些模型对生产中的钠灯质量进行检测。仿真结果与实验数据完全吻合。当标准差为1时,我们得到了相应的图形依赖关系。基于奇异值分解方法的一系列测试表明,通过柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫准则验证,所建立的模型具有充分有效性。
关键词: 实验研究,数学模型,钠灯
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018年国际工业工程与现代技术多学科会议(远东会议)- 俄罗斯符拉迪沃斯托克(2018.10.3-2018.10.4)] 2018年国际工业工程与现代技术多学科会议(远东会议)- 光纤位移传感器磁光通道建模
摘要: 根据作者早期研究发现,基于铁石榴石外延膜中磁光法拉第效应(FOSF)的非接触式光纤传感器可用于无接触监测控制板阀状态——这类阀门能调节易燃易爆物质流量并可在宽温域运行。FOSF技术可实现对阀门调节元件(阀板)位移与倾角的监测。但目前尚缺乏足够精确的此类FOSF数学模型,研究表明仿真结果与实验数据的偏差可达105%。当FOSF在宽温域(-196℃至+80℃)运行时,结果偏差会显著增大。现有FOSF模型精度不足导致无法有效补偿其固有误差与附加误差,原因在于这些模型未考虑:磁光元件(MOE)截面内磁场强度法向分量的分布、MOE截面内光辐射强度的分布、以及FOSF光学元件的光吸收特性。作者研究建立了一套新数学模型,该模型综合考虑了MOE截面内光辐射强度的非均匀分布、磁场强度法向分量的非均匀分布、FOSF光学元件的光吸收及其温度依赖性,从而使建模误差大幅降低。FOSF原型数学仿真结果与实验研究的偏差不超过7.2%。
关键词: 控制阀、非接触式光纤传感器、数学模型、防火防爆安全、法拉第效应
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用红外无损检测技术评估织物基个人防护装备的冲击损伤
摘要: 本文研究了损伤因子与聚合物纤维装甲防护之间的热力相互作用机制。提出简化数学模型描述损伤因子在装甲织物中的减速过程,该过程源于纤维不可逆拉伸变形耗能、纤维滑移摩擦及材料受热产生的能量耗散。将编织织物层简化为具有平均刚度和粘度的实体层,采用离散化固体材料数值模型以降低自由度数量;基于第二类拉格朗日方程建立运动方程,并运用稳定的非守恒差分格式进行求解。软件实现采用函数-对象范式以实现耦合过程建模。通过实验数据标定控制方程参数,展示了不同纤维排布方式下损伤因子与装甲屏障相互作用的算例。该模型可用于预测纤维数量与位置变化时的装甲防护效能,并可通过红外热成像技术实施防护测试。
关键词: 装甲防护、数学模型、不可逆变形、红外热成像、能量吸收、数值方案、复合材料、纤维摩擦
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第五代移动通信世界论坛(5GWF) - 美国加利福尼亚州硅谷 (2018.7.9-2018.7.11)] 2018年IEEE 5G世界论坛(5GWF) - 基于六边形网格的5G低太赫兹频段通信人体阻挡模型
摘要: 用户不断要求无线通信网络提供更高的连接速度和数据流量。新增的网络容量需求应由更高频段来满足,因为现有的6GHz以下频段已采用能实现极高频谱效率的先进通信技术。因此,毫米波通信标准或已完成制定或正在推进中,而亚毫米波通用应用紧随其后。本文据此提出了一种携带用户设备的行人在六边形网格中的运动模型,通过利用低太赫兹频段的信道特性进行电磁波阻挡分析,并从理论推导与数值仿真两方面研究了示例系统的通信概率与阻挡概率。
关键词: 马尔可夫过程、亚毫米波传播、数值模拟、数学模型、亚毫米波通信、5G移动通信
更新于2025-09-23 15:21:01
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[施普林格原子、光学与等离子体物理系列] 气态离子迁移率、扩散与反应 第105卷 || 输运系数的第一性原理计算
摘要: 理论计算背后主要有两种思路。第九章阐述的思路是采用物理现象模型(特别是数学模型),这些模型可通过解析或数值方法精确求解。此类模型通常包含可调参数,其数值通过将模型结果与实验值比对来确定;一旦参数确定,该模型就能用于其他未参与参数确定的类似情境计算。本章展示的思路则是从最完善的理论出发,必要时进行近似处理,将方程简化为可实际求解的形式(同样通过解析或数值方法)。期望随着时间推移,近似方法能不断改进,最终使计算结果无需使用可调参数就能匹配实验数据。简言之,第一种思路是用近似理论进行精确计算,第二种则是用自认为精确的理论进行近似计算。
关键词: 实验结果、近似值、数学模型、可调参数、理论计算
更新于2025-09-23 15:19:57
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响应面法评估伊红Y与530 nm LED光动力灭活金黄色葡萄球菌的应用
摘要: 光动力抗菌化疗(PAC)是灭活微生物的有效手段。该技术能有效杀灭食源性微生物——这些微生物正是全球主要公共卫生问题之一"食源性疾病"的元凶。本研究采用响应面法(RSM)评估伊红Y(EOS)浓度与照射时间的相互作用,并通过系列设计实验建立各因素对金黄色葡萄球菌数量的联合效应模型。通过构建二阶多项式经验模型,阐明了EOS浓度与照射时间的关系。结果表明该模型能准确预测这些因素对菌落数的综合影响(调整决定系数R2adj=0.9159,p=0.000034)。模型显著项依次为:光敏剂浓度的线性负效应、照射时间的线性负效应,以及光敏剂浓度的二次负效应。当光照剂量达9.98 J/cm2(498 nM EOS+10分钟照射)时,金黄色葡萄球菌数量降幅最大。所建模型对光灭活效果的预测能力得到成功验证。因此,RSM与PAC联用是灭活食源性致病菌的有效策略。
关键词: 光动力灭活、吨染料、食源性病原体、绿色LED光、数学模型
更新于2025-09-23 15:19:57
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选择性激光熔化与熔覆工艺中传热模拟的近期问题
摘要: 分析了选择性激光熔化及金属与合金熔合增材技术实施过程中产生的热过程。准确描述与移动激光束高强度局部加热相关的增材工艺热传递,以及半成品粉末产品引发的相变、结晶和生长元件中伴随效应,是理解材料微观结构与有效性能、防止工件残余变形(收缩)的关键。当前,不可预测生产缺陷的主要成因是最终工件形状偏离预设几何尺寸、高幅值残余应力(这些应力可能在远低于计算载荷时引发工件破坏),以及显微缺陷(气孔、层间界面等)的产生。开发数学模型——一方面能足够精确地预测上述现象,另一方面可在工程计算中实际应用——是金属激光熔化与熔合技术进一步发展的基础。同时,现状分析表明:在保持精度前提下实现可接受计算成本的高效数值方法开发,是模型实际应用的关键要素?;诙喑叨然チ5姆椒ㄋ坪跣兄行А梅椒ǘ陨ぬ宓牧ρв肴茸刺蟹植憬#壕植坎忝嬲攵匀鄢厍颍屑洳忝嬲攵匀鄢刂鼙呒跋嗔诓?,整体层面针对整个工件;其中全局层面的计算过程可结合有限元法(实践中公认可靠)与提供解局部细化的解析计算。
关键词: 数值方法、传热模拟、微观结构、残余变形、数学模型、熔合、热过程、选择性激光熔化、增材技术
更新于2025-09-23 15:19:57
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光伏组件性能表征的高效预测模型
摘要: 本文提出了一种简单、高效且通用的数学模型,可在无需估算光伏电路模型参数的情况下,预测任意辐照度和温度条件下任意光伏组件的I-V特性。该预测主要基于为I-V特性曲线中选取的十个关键点构建通用数学模型。为推广这些模型并使其适用于各类光伏组件,选取了20种不同温度及辐照度条件下的光伏组件作为训练数据来源。所有仿真均在MATLAB/SIMULINK中完成,模型训练与开发过程通过EUREQA软件实现。通过与仿真数据、实验数据及近期多篇研究文献对比,验证了所开发模型的性能。评估结果表明:所有模型均能高效预测任意光伏组件在各种气象条件下的I-V曲线,且无需评估光伏电路模型参数;相较于文献中的各类算法,这些模型在I-V特性估算精度上更优,同时执行时间更短。
关键词: 最大功率点、I-V曲线、数学模型、光伏、EUREQA
更新于2025-09-23 15:19:57
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褪黑素抑制对光线极为敏感,在人体中主要由黑视蛋白驱动。
摘要: 引言:光线会引发人体一系列非视觉反应,这些反应主要由内在光敏性视网膜神经节细胞(ipRGCs)驱动,但也涉及视杆细胞和/或视锥细胞,其中包括褪黑素抑制。目前已证实褪黑素抑制与光照强度呈S型曲线关系,但光感受器的具体作用机制尚不明确。 方法与结果:本研究首先利用Brainard团队的大规模数据集,建立了α-opic照度与褪黑素抑制之间的关系模型。结果显示:1)与其他α-opic照度相比,黑视素照度对褪黑素抑制的预测更准确;2)褪黑素抑制可能在低至约1.5黑视素勒克斯(黑视蛋白加权辐照度0.2微瓦/平方厘米)时发生;3)饱和效应出现在305黑视素勒克斯(黑视蛋白加权辐照度36.6微瓦/平方厘米)时。随后我们验证了基于Brainard团队数据建立的黑视蛋白加权照度反应模型,发现该模型同样能良好预测本实验室采用不同光照强度和暴露时长获得的褪黑素抑制数据。 讨论:综合研究表明,单色光引发的褪黑素抑制主要由黑视蛋白驱动,且在实验条件下极低黑视素勒克斯水平即可诱发该反应。这凸显了照明设计和发光设备中需重视低光照强度的非视觉影响。
关键词: 褪黑素、光、数学模型、剂量-反应关系、人类、昼夜节律、黑视蛋白
更新于2025-09-23 18:35:11
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光学计算机元件物理基础模型中的问题、方法与算法
摘要: 本文研究了开发光计算机过程中出现的两个问题变体。第一个变体涉及非线性介质中多光束激光辐射相互作用情况下光学双稳态问题的数学分析。通过求解非线性常微分方程组的边值问题,证实了光学双稳态的存在。对于任意非稳态过程的一般情况,该问题被简化为求解关于描述干涉图样的复振幅的两个非线性积分方程组。第二个问题变体致力于研究纳米材料对光的吸收和散射。由此得到了一个关于电场复振幅的多维积分方程。该方程的一个根本重要特征是其内部存在奇点。
关键词: 光学计算机、激光相互作用、数学模型、双稳态、积分方程
更新于2025-09-23 23:57:31