检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：林晓文浙江大学

学位级别：博士

高分子化工是国民经济的重要基础性产业，其产品广泛应用于医疗器械、航空航天、国防军工等诸多领域。面向微观链结构的聚合反应过程模拟与优化对高分子行业产品设计与运行操作至关重要。同时，面向微观链结构的精细建模导致聚合反应过... 详细信息

高分子化工是国民经济的重要基础性产业，其产品广泛应用于医疗器械、航空航天、国防军工等诸多领域。面向微观链结构的聚合反应过程模拟与优化对高分子行业产品设计与运行操作至关重要。同时，面向微观链结构的精细建模导致聚合反应过程模型规模大、非线性、强耦合，对其核心算法的研究相对薄弱，针对微观结构的模拟优化软件也相对缺乏。本论文以开发聚合反应过程微观质量建模与优化专用软件为导向，研究通用化的精细建模与约简算法，并提出针对复杂微观质量模型的高效求解策略。本文的主要研究内容和贡献总结如下:　　1、建立了聚合反应过程微观质量模型化框架。本文首先搭建基础建模框架,以实现基于化学反应方程的自动化建模。基础框架建立的全链长模型本质上是一个无穷规模的代数微分方程组，即使考虑链长上限，该模型仍存在计算代价高昂、优化收敛困难的问题。进一步，基于该方程系统的特殊结构，提出采用离散加权约简模型，并针对聚合反应粒数衡算方程提出双维度离散化方法约简时域与链长域，将超大规模的代数微分方程系统约简为代数方程系统，极大地降低了模型中变量与方程的数量，为通用化聚合过程模拟与优化提供了有效手段。　　2、提出了大规模复杂运算的系统重构方法。模型化框架中的双维度离散化方法可以有效约简模型的变量数与方程数，然而该框架搭建的模型仍然存在不可解的问题。针对约简后的方程中包含的各类复杂运算，提出了系数矩阵法进行运算重构，可有效处理不同类型的聚合反应产生的各种复杂数学运算，包括链增长和歧化终止引起的矩运算、链裂解引起的不闭合矩运算以及偶合终止引起的类卷积运算，前述运算若包含链长依赖函数也可处理。　　3、提出了大规模模型自适应优化求解方法。经过约简以及运算重构的聚合过程模型，尤其是其动态模型，仍然是一个包含较多的变量与方程的大规模非线性规划问题，在缺乏良好的初值时难以收敛。为了解决模型收敛困难的问题，系统化地提出了自适应的初始化策略以及求解策略。针对稳态过程模拟与优化，基于同伦算法提出了自适应的回溯迭代策略，以求解大范围变工况操作;对于更为复杂的动态过程，建立了基于线性系统响应估计的系统初始化方法，以应对不同类型、不同复杂度的模拟与优化需求。　　4、开发了面向微观质量模拟与优化专用软件。以本文提出的算法为核心，基于Python开源平台搭建了面向自由基聚合的微观质量模拟与优化专用软件。软件的基本框架包含了用户图形界面层、逻辑架构层、建模与约简层，求解策略层。该软件允许用户通过图形界面自定义物质、反应机理、动力学参数以及过程参数等;之后，软件可以通过逻辑架构层自动地将用户输入转化为一定规范的参数与变量，并以此进行自动化的建模与约简;最后，基于内嵌的自适应算法进行模型求解，并将求解所得的微观与宏观质量指标或最优操作条件反馈给用户。　　5、进行了高密度聚乙烯生产过程工业应用。为了验证本文提出的建模、约简、优化算法以及聚合反应模拟与优化专用软件，本文进一步针对工业聚乙烯生产过程进行了微观质量建模。首先，基于反应动力学机理以及分子量分峰确定了催化剂的活性位点;然后，通过工业数据确定各个活性位的动力学参数以修正基本动力学模型;之后，基于自主开发的软件平台进行了全流程建模，提出从软件搭建的纯动力学模型扩展到复杂工业流程模型的方法与策略;最后，针对该装置进行了过程模拟，并与商业软件进行对比以验证有效性与可靠性。

关键词：聚合反应微观链结构过程建模运算重构软件设计

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微振激励下黏弹性阻尼器微观链结构力学模型

引用

力学学报 2016年第3期48卷 675-683页

作者：徐赵东徐超徐业守东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096

减小微振动对高精密仪器至关重要,利用黏弹性阻尼器进行微振动抑制是一个新兴而又具有挑战性的课题.本文采用分子链网络模型方法分析了黏弹性材料的微观分子链结构,综合考虑材料分子链结构中的网络链和自由链对黏弹性材料力学性能的影响... 详细信息

减小微振动对高精密仪器至关重要,利用黏弹性阻尼器进行微振动抑制是一个新兴而又具有挑战性的课题.本文采用分子链网络模型方法分析了黏弹性材料的微观分子链结构,综合考虑材料分子链结构中的网络链和自由链对黏弹性材料力学性能的影响,提出一种基于材料微观分子链结构的微振激励下黏弹性阻尼器力学模型.模型分别采用标准线性固体模型和Maxwell模型来描述网络链和自由链中单个链的力学性能,并分别采用8链网络模型和3链网络模型考虑两种类型分子链的综合效应,引入温频等效原理描述温度对微振激励下黏弹性阻尼器力学性能的影响.该模型能够描述温度和频率对黏弹性阻尼器动态力学性能的影响,并能够反映黏弹性材料的微观结构与材料力学性能的关系.为验证所提模型的有效性及考察黏弹性阻尼器在微振激励下的耗能能力和动态力学性能,在微振条件下对黏弹性阻尼器进行了动态力学性能试验.研究结果表明黏弹性阻尼器具有较好的微振耗能能力,其动态力学性能受温度和频率影响较大,所提的力学模型能够精确地描述微振激励下黏弹性阻尼器动态力学性能随温度和频率的变化关系.

关键词：微观链结构力学模型黏弹性阻尼器微振动性能试验温频等效原理

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透明聚丙烯结构与性能研究

引用

高分子通报 2021年第6期 144-152页

作者：张雪芹郎笑梅薛山孙鑫李新乐胡泓梵辛世煊中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102200 华北电力大学先进材料研究院北京102206

通过升温淋洗分级仪(TREF),核磁共振波谱仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)等多种仪器分析设备对市场主导的茂金属共聚透明聚丙烯试样和普通齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂生产的透明聚丙烯产品进行了剖析,从微观结构到聚集... 详细信息

通过升温淋洗分级仪(TREF),核磁共振波谱仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)等多种仪器分析设备对市场主导的茂金属共聚透明聚丙烯试样和普通齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂生产的透明聚丙烯产品进行了剖析,从微观结构到聚集态结构的分析结果均表明,催化剂分子结构对聚合物分子链结构的影响颇为显著:单活性中心的茂金属催化剂生产的共聚产品具有相当窄的分子量分布,高刚性、低雾度。共聚少量乙烯单体就可以获得透明聚丙烯优异产品。TREF不同级份组成随温度的升高而呈现结构规整性提高的趋势。文章将茂金属催化剂和Z-N催化剂生产的透明聚丙烯产品进行了物理性能对比,采用茂金属催化剂合成的无规共聚聚丙烯产品其光学性能明显优于由Z-N催化剂合成的产品。

关键词：透明聚丙烯茂金属催化剂 Z-N催化剂微观链结构 TREF GPC DSC NMR

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基于粒子群优化算法的烯烃聚合反应动力学参数估计

引用

化学反应工程与工艺 2022年第1期38卷 12-22页

作者：田洲洪华平石杰王振雷华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237 同济大学上海智能科学与技术研究院上海200092 中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司浙江宁波315207

聚合反应动力学参数估计是烯烃聚合过程建模与优化的重要环节和难点。针对Ziegler-Natta催化剂多活性中心特性、反应复杂、动力学参数多的问题,提出了基于粒子群优化(PSO)算法的烯烃聚合反应动力学参数估计方法。该方法以聚烯烃分子量分... 详细信息

聚合反应动力学参数估计是烯烃聚合过程建模与优化的重要环节和难点。针对Ziegler-Natta催化剂多活性中心特性、反应复杂、动力学参数多的问题,提出了基于粒子群优化(PSO)算法的烯烃聚合反应动力学参数估计方法。该方法以聚烯烃分子量分布(MWD)、短支链分布(SCB)、共聚组成分布(CCD)等微观链结构为目标,以动力学参数为优化变量,采用免疫算法(IA)和PSO算法直接进行优化求解。结果表明:两种算法均可以实现以MWD为目标的均聚反应动力学参数的估计,但PSO算法可以实现多活性位烯烃聚合反应动力学参数的准确估计,且求解速度比IA法更快。该方法为面向精细链结构的烯烃聚合过程模型化研究提供了新手段。

关键词：粒子群优化算法免疫算法动力学参数估计微观链结构

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偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物的分子链结构与多晶型现象

引用

有机化学 1988年第3期 254-257页

作者：闻建勋董勇中国科学院上海有机化学研究所中国科学院上海有机化学研究所上海

偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(PVDF/TrFE)的合成及物性研究,是改善聚偏氟乙烯(PVDF)压电性的一种尝试。据文献报道,PVDF/TrFE 有明显的铁电性,以及强的压电性

关键词：偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物微观链结构多晶现象

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