对流扩散方程的QC3无网格法

对流扩散方程作为偏微分运动方程的分支,在流体力学、气体动力学等领域有着重要应用.为解决对流扩散方程难以通过解析法得到解析解的难题,采用二阶一致3点积分(Quadratically Consistent 3-Point Integration,简称QC3)提高无网格法的计算效率,通过对积分点上形函数导数的修正,改善无网格法的精度和收敛性.本文将QC3无网格法拓展到对流扩散方程问题中,时域离散采用广义特征线Galerkin法,空间离散采用QC3法.数值结果表明,应用QC3无网格法得到的对流扩散问题数值解与解析解十分接近,验证了QC3无网格法解决对流扩散问题的可行性.     

发动机机油滤清器虑层强度分析及优化

针对机油滤清器工作工况下进出口压差、机油滤层强度及导流桩高度等问题, 通过试验测试与仿真相结合, 对滤清器初步设计进行了评估及优化, 以确保滤清器在工作工况下进出口压降及滤层强度能满足要求. 首先进行滤层性能试验, 得到滤层的惯性阻力系数和黏性阻力系数; 再通过滤层多孔介质CFD分析, 对滤清器进出口压降进行分析计算. 结果表明: 在-18℃、25℃和70℃的工况下, 进出口压降都小于10kPa, 满足相关要求. 针对滤层的最大主应力超过其抗拉强度的问题, 通过CAE仿真分析, 优化滤层与导流桩间隙, 将滤层最大主应力由110.1MPa降至36.99MPa, 小于其抗拉强度42.8MPa.     

基于Green-Naghdi模型与三相延迟模型的耦合热弹性波传播

研究了基于G-N模型与三项延迟模型的热弹性波的传播特征.在各种广义热弹性理论中,热位移概念的引入使得G-N模型具有独特性质而引起广泛的关注和应用.基于G-N模型,最近一个三相延迟模型被提出.主要研究了这两种模型下第一和第二声波(耦合热弹性波)的色散和衰减特性,分析了温度场和位移场在两种模型下的振幅比和相位差.结果发现三相延迟模型更为通用和灵活,应得到更多的关注与应用.     

基于贝叶斯参数优化的无模型自适应硅单晶直径控制

直拉硅单晶的生长过程涉及多场多相耦合与复杂的物理化学变化,其中工艺参数的波动是导致晶体直径不均匀的重要原因,如何实现工艺参数的控制以获得理想的、均匀的晶体直径具有重要的研究意义。本文分析现有控制方法存在不稳定以及控制效果不佳的问题后,提出基于贝叶斯参数优化的无模型自适应控制模型来控制硅单晶生长过程中的晶体直径。首先以坩埚上升速度与加热器的功率作为控制输入参数,晶体直径作为输出,搭建无模型自适应控制模型,并分析算法的稳定性。其次将控制模型进行仿真实验,发现硅单晶直径控制模型中不同的超参数设定会影响控制过程的迭代次数以及控制效果。最后,利用贝叶斯优化超参数的取值范围,并进行最终的仿真实验,结果表明,经贝叶斯参数优化后的控制模型计算快、迭代次数少,输出的晶体直径稳定,同时将生长工艺参数控制在实际生产要求范围内。因此,基于贝叶斯参数优化的无模型自适应控制实现了硅单晶直径均匀稳定的有效控制,具有结合工程背景的实际应用前景。     

计算代数方程组孤立奇异解的符号数值方法

求解代数方程组是计算代数几何的最基本问题之一,孤立奇异解的计算则是其中最具挑战性的课题之一,在科学与工程计算中有着广泛的应用,如机器人、计算机视觉、机器学习、人工智能、运筹学、密码学和控制论等.本文结合作者的研究成果,综述了符号数值方法在计算代数系统孤立奇异解、特别是近似奇异解精化与验证方面的研究进展,并对未来的研究方向提出了展望.     

基于模糊综合评判的大学数学考核方式改革

独立高校数学课程的开设旨在让学生掌握数学知识的基础上,提高数学应用能力.然而现行的考核方式存在重考试结果,轻学习过程等问题.从传统考核方式入手,指出其不足之处,基于模糊综合评判法建立新型评价体系和数学模型,通过试点运行验证了新的考核方式的可行性、客观性、合理性和科学性.     

On Minimal Asymptotic Bases

Mathematical Notes - Let $$\mathbb N$$ denote the set of all nonnegative integers, and let $$A\subseteq\mathbb N$$ . Let $$h,n\in\mathbb N$$ , $$h\ge 2$$ and $$r_h(A,n)=\#\{(a_1,\dots,a_h)\in...     

Regulating Phase Junction and Oxygen Vacancies of TiO2 Nanoarrays for Boosted Photoelectrochemical Water Oxidation

In this study, we have provided a facile solution to synthesize well-aligned titanium dioxide nanorods by using hydrothermal reaction. By calcining the materials under different atmospheres and temperatures, a batch of titanium dioxides with excellent oxygen evolution reaction(OER) catalytic efficiency were obtained. This new structured TiO₂ photoanode material yields a high photocurrent density of 5.69 mA/cm² at 1.23 V vs. reversible hydrogen electrode(RHE) under simulated solar light(100 mW/cm²). Surface photovoltage techniques and other measurements were carried out to confirm that the enhanced photoelectrochemical performances were attributed to the synergistic effect of the phase junction and a certain content of surface states, which accelerate the separation and transmission of the photogenerated charges. This material with phase junction and surface states promises a potential application in the field of photoelectric catalysis under solar light.     

Selective Decrosslinking in Liquid Crystal Polymer Actuators for Optical Reconfiguration of Origami and Light‐Fueled Locomotion

The ability to optically reconfigure an existing actuator of a liquid crystal polymer network (LCN) so that it can display a new actuation behavior or function is highly desired in developing materials for soft robotics applications. Demonstrated here is a powerful approach relying on selective polymer chain decrosslinking in a LCN actuator with uniaxial LC alignment. Using an anthracene‐containing LCN, spatially controlled optical decrosslinking can be realized through photocleavage of anthracene dimers under 254 nm UV light, which alters the distribution of actuation (crosslinked) and non‐actuation (decrosslinked) domains and thus determines the actuation behavior upon order‐disorder phase transitions. Based on this mechanism, a single actuator having a flat shape can be reconfigured in an on‐demand manner to exhibit reversible shape transformation such as self‐folding into origami three‐dimensional structures. Moreover, using a dye‐doped LCN actuator, a light‐fueled microwalker can be optically reconfigured to adopt different locomotion behaviors, changing from moving in the laser scanning direction to moving in the opposite direction.