能量网络的传递规律与网络方程_陈皓勇
人教版高中物理选修3-5 17.1 能量量子化 名师公开课省级获奖课件 (32张)
第十七章 波粒二象性
第1节 能量量子化
本章学习过程中要掌握六个概念、三个规律、一个方程、 一个关系及一个假设。 六个概念:热辐射、黑体、黑体辐射、光强、光子、概 率波。 三个规律:黑体辐射规律、光电效应规律、物质波的实 验规律。 一个方程:光电效应方程。 一个关系:不确定性关系。
19世纪末页,牛顿定律在各个领域里 都取得了很大的成功:在机械运动方面不 用说,在分子物理方面,成功地解释了温 度、压强、气体的内能。在电磁学方面, 建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell 方程。另外还找到了力、电、光、声----等 都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当 时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利 之中。他们认为物理学已经发展到头了。
温度 发射的能量 电磁波的短波成分 如一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯 昏黄色 明亮 刺眼
直觉:
低温物体发出的是红外光
炽热物体发出的是可见光
高温物体发出的是紫外光
注意:
热辐射与温度有关 激光 日光灯发光不是热辐射
二、黑体辐射实验规律
1、定义:能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反 射,折射和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体 不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看 作黑体。 研究黑体辐射的 规律是了解一般物体 热辐射性质的基础。
2.黑体 (1)定义:如果某种物体在任何温度下能够完全吸收入射 的 各种波长的电磁波 而不发生反射,这种物体就是绝对黑 体,简称黑体。 (2)黑体辐射的特征:黑体辐射电磁波的强度按波长的分 布只与黑体的 温度 有关。
知识点 2
黑体辐射的实验规律
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度 有关,如图所示。
2.能量子大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为
化工传递过程基础(第三版)习题答案详解_部分1
+ aA
dM dθ
=0
(1) (2)
又由全组分质量衡算:
得: 上式积分:
w2
− w1
+
dM dθ
=0
dM dθ
= w1
− w2
= 100 − 60 = 40kg/min
M = 40θ + 2000kg
(3) (4) (5)
设搅拌良好,任何瞬时 θ,
aA2 = aA
(6)
将式(3)~式(6)及已知数据代入式(2),得:
θ2 0
=
−
1 100
[ln(100aA
−
0.2)] |
0.01 0.1
ln 40θ2 + 2000 = −0.4ln 100 × 0.01 − 0.2
2000
100 × 0.1 − 0.2
ln 40θ2 + 2000 = ln(9.8)0.4 = ln 2.724
2000
0.8
40θ2 + 2000 = 2.724 2000
说明
本习题解系普通高等教育“十一五”国家级规划教材《化工传递过程基础》(第三版) 中所附习题的解答,共 205 题。各题均有较详尽的解题步骤,供本课程同仁教学辅导参考。
参加解题工作的有天津大学化工学院陈涛(第一、十二章)、张国亮(第二~五章)、张 凤宝(第六~八章)、贾绍义(第九~十一章),由陈涛、张国亮对全书进行统编和整理。
lg p′ = lg133.3 + 6.926 − 1284 T − 54
lg p′ = 9.051 − 1284 T − 54
1-3 黏性流体在圆管内做一维稳态流动,设 r 表示径向、y 表示由管壁指向中心的方向。 已知温度 t 和组分 A 的质量浓度 ρA 的梯度与流速 ux 的梯度方向相同,试用“通量=-扩散系
《化工传递过程Ⅱ》课程教学大纲
《化工传递过程Ⅱ》课程教学大纲课程编号:12S15A0103建议学时:40课程名称:化工传递过程Ⅱ开课学期:秋季英文名称:Fundamentals of Transport课程学分:2.5Processes适用专业:化学工程、化学工艺、化工机械、海洋化学工程与技术一、课程性质、目的和任务传递过程原理是国内外化学工程系高年级本科生和硕士研究生的必修课程,是化学工程专业的重要基础理论课程之一。
课程教学的任务是在大学化工原理(或化工过程与设备或单元操作)课程的基础上,通过课程学习使学生理解动量传递、热量传递和质量传递的基本原理以及三者之间的密切联系,掌握建立、求解化工传递过程数学模型基本方法,提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、课程主要内容及要求第一章动量、热量与质量传递导论(共2学时)1、绪论2、现象定律3、普兰德数、施密特数和刘易斯数本章内容为一般了解。
第二章粘性流体流动的微分方程(共4学时)1、连续性方程的推导及分析2、粘性流体的运动微分方程3、用动力压力表示的萘维-斯托克斯方程本章内容为详细掌握。
第三章运动方程的应用(共8学时)1、稳态层流2、非稳态流动3、流函数4、势流第四章边界层理论基础(共4学时)1、边界层概念2、普兰德边界层方程的推导及求解3、边界层积分动量方程的推导本章内容为详细掌握。
第五章热量传递概论与能量方程(共2学时)1、热量传递方式2、能量方程本章内容为一般了解。
第六章热传导(共4学时)1、稳态热传导2、集总热容法3、一维不稳态导热的分析解本章内容为详细掌握。
第七章对流传热(共6学时)1、对流传热的机理和膜系数2、平板壁面层流传热的精确解3、平板层流传热的近似解本章内容为详细掌握。
第八章质量传递概论与传质微分方程(共2学时)1、分子传质与对流传质2、质量传递微分方程本章内容为一般了解。
第九章分子扩散(共2学时)1、稳态分子扩散的通用速率方程2、气体中的分子扩散本章内容为详细掌握。
2024届高考物理复习讲义:专题强化九 动力学和能量观点的综合应用(一)——多运动组合问题
专题强化九动力学和能量观点的综合应用(一)——多运动组合问题学习目标掌握运用动力学和能量观点分析复杂运动的方法,进而利用动力学和能量观点解决多运动组合的综合问题。
1.分析思路(1)受力与运动分析:根据物体的运动过程分析物体的受力情况,以及不同运动过程中力的变化情况。
(2)做功分析:根据各种力做功的不同特点,分析各种力在不同运动过程中的做功情况。
(3)功能关系分析:运用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律进行分析,选择合适的规律求解。
2.方法技巧(1)“合”——整体上把握全过程,构建大致的运动情景。
(2)“分”——将全过程进行分解,分析每个子过程对应的基本规律。
(3)“合”——找出各子过程之间的联系,以衔接点为突破口,寻求解题最优方案。
例1(2022·浙江1月选考,20)如图1所示,处于竖直平面内的一探究装置,由倾角α=37°的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成,B、D和F为轨道间的相切点,弹性板垂直轨道固定在G点(与B点等高),B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。
已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg,轨道BCD和DEF的半径R=0.15m,轨道AB长度l AB=3m,滑块与轨道FG间的动摩擦因数μ=7 8。
滑块与弹性板作用后,以等大速度弹回,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放,图1(1)若释放点距B 点的长度l =0.7m ,求滑块到最低点C 时轨道对其支持力F N 的大小;(2)设释放点距B 点的长度为l x ,求滑块第1次经F 点时的速度v 与l x 之间的关系式;(3)若滑块最终静止在轨道FG 的中点,求释放点距B 点长度l x 的值。
答案(1)7N (2)v =12l x -9.6(m/s)(0.85m ≤l x ≤3m)(3)见解析解析(1)滑块从A 到C 的过程只有重力做功,机械能守恒,则mgl sin 37°+mgR (1-cos 37°)=12m v 2C 在C 点根据牛顿第二定律有F N -mg =m v 2CR代入数据解得F N =7N 。
电磁波传播过程中的能量守恒特性
电磁波传播过程中的能量守恒特性电磁波传播过程中的能量守恒特性电磁波作为一种能量传播的方式,其在传播过程中遵循能量守恒的特性。
能量守恒是自然界中一个重要的基本原理,它表明能量在任何物理系统中都是不会凭空消失或产生的,而只会从一种形式转化为另一种形式。
在电磁波传播过程中,能量的转化和传递也遵循这一原理。
电磁波传播的能量守恒特性可以从两个方面来理解,即传播介质中的能量守恒和电磁波传播自身的能量守恒。
首先,电磁波在传播介质中的能量守恒。
当电磁波传播过程中,它会与传播介质中的分子、原子相互作用,从而将能量传递给传播介质。
这种能量传递是通过电磁波与介质中的电荷相互作用产生的。
例如,在光学中,当光波通过介质时,它会与介质中的电子相互作用,将能量传递给介质,使得介质中的电子被激发。
这种能量的传递是一个动态的过程,能量从电磁波向介质转化,然后再由介质向周围环境传播,保持总能量不变。
这个过程中,电磁波的能量会逐渐减弱,同时介质中的电子也会逐渐返回到基态,实现了能量的守恒。
其次,电磁波传播自身的能量守恒。
电磁波在传播过程中,会按照波动方程进行传播,并且能量也会随着波动的传播而传递。
根据电磁场的能量密度和动量密度的表达式,我们可以看到电磁波的能量密度与电磁波的强度成正比。
换句话说,电磁波的强度越大,其能量密度也就越大。
因此,在电磁波传播过程中,电磁波的强度和能量密度都会随着传播距离的增加而减小。
这是因为电磁波能量的传递是以波动的形式进行的,随着波动的传播,能量会从波的前沿传递到波的后沿,从而实现了能量的守恒。
总之,电磁波传播过程中的能量守恒特性是一个至关重要的原理。
它保证了能量在电磁波传播过程中的转化和传递,使得电磁波能够有效地传播和利用。
了解和应用这一特性,不仅可以帮助我们更好地理解电磁波的传播机制,还可以为电磁波在通信、能源传输等领域的应用提供理论支持。
因此,对于电磁波传播过程中的能量守恒特性的深入研究具有重要的意义。
无源感知网络中能耗和延迟平衡的机会路由协议
GAO Hong-Chao1, CHEN Xiao-Jiang1,2, XU Dan1,2, PENG Yao1,2, TANG Zhan-Yong1,2, FANG Ding-Yi1,2
中文引用格式: 高宏超,陈晓江,徐丹,彭瑶,汤战勇,房鼎益.无源感知网络中能耗和延迟平衡的机会路由协议.软件学报,2019, 30(8):2528−2544. /1000-9825/5513.htm 英文引用格式: Gao HC, Chen XJ, Xu D, Peng Y, Tang ZY, Fang DY. Balance of energy and delay opportunistic routing protocol for passive sensing network. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2019,30(8):2528−2544 (in Chinese). http://www. /1000-9825/5513.htm
软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW
Journal of Software,2019,30(8):2528−2544 [doi: 10.13328/ki.jos.005513] ©中国科学院软件研究所版权所有.
E-mail: jos@ Tel: +86-10-62562563
摘 要: 部署于野外的感知网络在应用时广泛存在节点能量不足的问题,而新型的使用能量收集技术的节点可以 通过周期性地从环境中获取能量来延长网络的生存周期.因此,针对使用能量收集型节点的无源感知网络,能耗不再 像有源节点网络那样成为制约网络性能最关键的因素.综合考虑能耗和延迟,可以在使节点获得较长生存周期的同 时提高数据到达基站的速度.针对现有应用于无源感知网络的路由协议大多不能兼顾能耗和延迟性能的问题,提出 了能耗和延迟平衡的机会路由协议(balance of energy and delay opportunistic routing protocol,简称 EDOR).该协议通 过分析节点通信过程来估算节点的预期能耗值,使得节点选择令自己能耗较低的邻居节点作为转发候选.在最终确 定转发节点时,该协议通过结合候选节点下一跳邻居节点的占空比信息来进行决策,使得发送节点选择能够更快将 数据转发出去的候选节点来降低延迟,从而实现能耗和延迟性能的平衡.最后,该协议还通过设计退避策略来实现转 发节点的单一性,减少机会路由过程中产生的不必要的数据包副本数量. 关键词: 无源感知网络;能量收集;机会路由;延迟 中图法分类号: TP393
能量信号的互-概述说明以及解释
能量信号的互-概述说明以及解释1.引言1.1 概述能量信号是一种在时间上存在有限长的信号,其信号值在所有时间上都为非零常数。
与能量信号相对的是功率信号,功率信号在时间上是无限长的,其信号值可能是一个常数或周期函数。
能量信号在信号处理和通信领域具有重要的应用价值。
在现代科技的发展过程中,能量信号扮演着不可或缺的角色。
无论是语音、图像、视频等多媒体信号,还是生物医学信号、地震信号等科学领域的数据,都可以被划分为能量信号或功率信号。
能量信号的特点是其信号能量有限,可以通过积分计算得到。
这种特点使得能量信号在数据传输、信号分析和处理等方面具有广泛的应用。
例如,在音频处理中,我们可以使用能量信号的特性来检测音频片段的起止时间,实现声音的截取和分割。
在图像处理中,能量信号的能量分布特征可以用来进行图像压缩和噪声过滤等操作。
能量信号的应用领域非常广泛。
在通信系统中,能量信号的使用可以增加信号的稳定性和抗干扰能力,提高数据传输的质量和可靠性。
在无线传感网络中,能量信号的有效利用可以延长传感器节点的工作寿命,提高系统的能源利用率。
在医学领域,能量信号的特征可以用来识别和分类不同的生理状态,辅助医生进行病情判断和治疗方案制定。
此外,能量信号的研究还可以为新型传感器和检测器的设计提供理论基础,推动科学技术的不断进步。
综上所述,能量信号作为一种特殊类型的信号,在各个领域起着重要的作用。
对能量信号的深入研究和应用将有助于推动相关领域的发展,提高现有技术的性能和效率。
因此,本文将对能量信号的定义、特点及其在不同领域中的应用进行详细讨论,并探讨未来对能量信号的进一步研究方向和发展趋势。
1.2文章结构文章结构部分的内容旨在介绍整篇文章的篇章结构,为读者提供一个整体的概览。
具体编写内容如下:1.2 文章结构本文按照以下几个部分进行论述:2.正文在正文部分中,将会详细探讨能量信号的定义和特点,以及其在各个领域中的应用。
此部分将从理论和实际应用的角度出发,对能量信号进行全面深入的分析和解释。
能量传递的非线性动力学研究
能量传递的非线性动力学研究一、引言动力学是研究物体运动及其规律的一门学科,而非线性动力学则是研究非线性系统的动态行为的学科。
能量传递是非线性动力学研究领域中的一个重要问题。
在物理、化学、生物等领域中,能量传递是一种普遍存在的现象。
在能量传递过程中,能量可以从一个系统转移至另一个系统,这个过程中涉及到的物理量和机理十分复杂。
因此,非线性动力学研究中的能量传递问题备受关注。
二、能量传递的模型非线性动力学通常采用数学模型来描述物体的运动和动力学规律,能量传递同样需要一种数学模型来描述。
在非线性动力学中,能量传递可以通过求解某种物理量的演化方程来进行研究。
因此,能量传递的模型需要包含以下几个方面的内容:系统的初始状态、能量的初始值、能量传递的机理、物理量演化的微分或差分方程等。
三、能量传递的机理非线性动力学研究中,能量传递的机理十分复杂,但可以简单地归纳为两种情况:线性和非线性。
对于线性系统,能量在不同系统之间传递的过程可以用线性传递模型来描述。
例如,我们可以通过传热方程来研究热量在不同物体之间的传递过程。
然而,对于非线性系统,研究其能量传递机理就需要考虑系统的非线性特征。
非线性系统中的能量传递过程可能会出现混沌现象,即初始状态对最终结果的影响十分敏感,这给研究带来了很大的挑战。
四、实际应用在实际应用中,非线性动力学中的能量传递问题十分重要。
例如,在天体力学中,能量传递是研究星球之间引力相互作用的重要问题。
另外,在化学反应中,能量传递问题是研究化学反应机理的一个重要方面。
此外,非线性动力学中的能量传递问题也在其他领域中得到了广泛的应用,例如电子学、生物学等领域。
五、结论能量传递是非线性动力学研究中的一个重要问题。
在非线性系统中,能量的传递机理十分复杂,需要充分考虑系统的非线性特征。
通过建立数学模型来描述能量传递过程,能够很好地研究能量传递的规律和机理。
在实际应用中,能量传递问题是多个领域中的一个重要问题,对于解决实际问题具有重要的意义。
2024年热力学总结及学习感想
2024年热力学总结及学习感想____年热力学总结及学习感想引言:热力学是一门研究物质能量转化和能量传递规律的学科,对于理解和解释自然界中的物质运动具有重要的意义。
在____年,热力学研究取得了一系列令人振奋的进展,对于推动科学技术的发展起到了积极的推动作用。
在本文中,我将对____年热力学领域的研究成果进行总结,并分享我的学习感想。
一、研究成果总结:1. 熵增定律的应用:熵增定律是热力学中的重要概念,它描述了自然界中熵的增加趋势。
在____年,熵增定律得到了更广泛的应用。
研究人员发现,可以通过控制系统的边界条件和过程路径,实现熵的减少或稳定。
这一发现对于提高能源利用效率和减少能量浪费具有重要的意义。
2. 热力学循环的优化:热力学循环是工程领域常用的能量转换方式。
在____年,研究人员通过优化热力学循环的工作流程和组件设计,不仅提高了能量转换效率,而且减少了能源消耗和环境污染。
这些优化措施在工业生产和能源利用中得到了广泛的应用,为可持续发展奠定了基础。
3. 多尺度热力学模拟:随着计算机技术的不断发展,多尺度热力学模拟方法在____年得到了广泛应用。
通过将不同长度尺度的模型结合起来,研究人员可以更准确地描述复杂系统中的能量转移和相变过程。
这些模拟方法不仅提供了对实验数据的解释,而且对于新材料的设计和开发具有重要的指导意义。
4. 热力学与生物学的交叉研究:在____年,热力学与生物学的交叉研究成为热点。
研究人员发现,热力学原理可以应用于生物体内的物质运输、能量转换和代谢过程的研究。
通过热力学的分析方法,研究人员可以揭示生物体内各种生物化学反应的基本规律,为疾病的治疗和新药的研发提供理论支持。
二、学习感想:1. 热力学是一门基础而重要的学科,对于理解自然界中的物质运动和能量转化过程具有重要的意义。
在学习热力学的过程中,我不仅掌握了它的基本理论和概念,还深入了解了它在各个领域中的应用。
2. 在____年,人们对于热力学的深入研究使我对这门学科产生了更大的兴趣。
《2024年两种规范的强场近似理论中应用不同数学方法的比较研究》范文
《两种规范的强场近似理论中应用不同数学方法的比较研究》篇一一、引言强场近似理论是物理学中一个重要的研究领域,尤其在处理高能物理现象和材料科学中发挥着关键作用。
随着科学技术的进步,两种不同的数学方法在强场近似理论中得到了广泛应用。
本文旨在比较这两种方法在应用中的差异和优势,为相关研究提供参考。
二、强场近似理论概述强场近似理论主要用于描述和处理高强度电磁场中的物理现象。
该方法能够简化复杂的量子力学问题,帮助研究人员更好地理解和分析高能物理过程。
本文将关注两种规范的强场近似理论:规范一和方法二。
三、方法一:数学方法A的应用3.1 理论基础方法一主要采用数学方法A进行建模和计算。
该方法基于量子力学原理,通过引入适当的近似和假设,将复杂的量子系统简化为可解的问题。
在强场近似理论中,该方法能够有效地描述电子在强电磁场中的行为。
3.2 计算过程在计算过程中,方法一首先需要确定系统的哈密顿算符,然后通过数学方法A求解相应的薛定谔方程。
通过分析解的性质,可以得出电子在强电磁场中的运动轨迹和能量状态。
3.3 优势与局限性方法一的优势在于其数学上的严谨性和适用性。
它能够处理较为复杂的系统,并给出较为精确的结果。
然而,该方法也存在一定的局限性,如计算过程较为复杂,需要较高的数学技巧和计算能力。
四、方法二:数学方法B的应用4.1 理论基础与方法一不同,方法二采用数学方法B进行建模和计算。
该方法基于经典力学原理,通过引入合适的近似条件,将复杂的量子问题转化为经典力学问题进行处理。
在强场近似理论中,该方法能够有效地描述粒子在强电磁场中的经典运动轨迹。
4.2 计算过程方法二的计算过程相对简单,主要涉及经典力学方程的求解。
通过分析解的稳定性、周期性等性质,可以得出粒子在强电磁场中的运动规律。
4.3 优势与局限性方法二的优势在于其计算过程相对简单,易于实现。
此外,该方法还能够给出较为直观的物理图像。
然而,由于经典力学无法描述量子效应,因此该方法在处理某些高能物理现象时可能存在局限性。
基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法
第59卷 第4期吉林大学学报(理学版)V o l .59 N o .4 2021年7月J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y (S c i e n c eE d i t i o n )J u l y 2021d o i :10.13413/j .c n k i .jd x b l x b .2021074基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法潘继强1,何立风2,达列雄1,周广彬2(1.陕西理工大学数学与计算机科学学院,陕西汉中723000;2.陕西科技大学电子信息与人工智能学院,西安710021)摘要:为延长网络生存时间和数据传输的时效性,提出一种基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法.首先,分析无线传感器网络协议结构,考虑到无线传感器网络运行过程中的节点能耗问题,根据链式数据采集协议设计改进路由算法;其次,利用贪心算法找到邻居节点,通过引入距离门限方程实现建链,建链后综合考量节点传输数据能耗与剩余能量选举路由簇头,以达到延长网络寿命并提高数据传输效率的目的;最后,利用MA T L A B 软件仿真实验验证该算法的有效性.仿真实验结果表明,该算法能有效控制网络能量的均衡性,并延长了网络寿命,运行效果良好.关键词:短链聚合策略;无线传感器网络;路由算法中图分类号:T P 212 文献标志码:A 文章编号:1671-5489(2021)04-0956-05R o u t i n g A l g o r i t h mB a s e d o n I m p r o v e dS h o r t -C h a i n A g g r e g a t i o nS t r a t e g y fo rW i r e l e s s S e n s o rN e t w o r k P A NJ i q i a n g 1,H EL i f e n g 2,D A L i e x i o n g 1,Z HO U G u a n gb i n 2(1.Sc h o o l o f M a t h e m a t i c s a n dC o m p u t e rS c i e n c e ,S h a a n x i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,H a n z h o n g 723000,S h a a n x i P r o v i n c e ,C h i n a ;2.S c h o o l o f E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o na n dA r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e ,S h a a n x i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,X i a n 710021,C h i n a )收稿日期:2021-02-15.第一作者简介:潘继强(1978 ),男,汉族,硕士,讲师,从事无线传感器网络路由算法的研究,E -m a i l :p j q @s n u t .e d u .c n .基金项目:国家自然科学基金面上项目(批准号:61971272)和陕西理工大学校级科研项目(批准号:S L G 1823).A b s t r a c t :I no r d e r t o p r o l o n g t h e n e t w o r k l i f e t i m e a n d t i m e l i n e s s o f d a t a t r a n s m i s s i o n ,w e p r o p o s e d a r o u t i n g a l g o r i t h m b a s e do ni m p r o v e ds h o r t -c h a i na g g r e g a t i o ns t r a t e g y f o rw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k .F i r s t l y ,w ea n a l y z e dt h e p r o t o c o ls t r u c t u r eo f w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k s .C o n s i d e r i n g t h ee n e r g y c o n s u m p t i o no f n o d e s i n t h e o p e r a t i o n p r o c e s s o fw i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k s ,w e d e s i g n e d a n i m p r o v e d r o u t i n g a l g o r i t h m a c c o r d i n g t ot h ec h a i nd a t aa c q u i s i t i o n p r o t o c o l .S e c o n d l y ,t h e g r e e d y a l g o r i t h m w a s u s e d t o f i n d t h e n e i g h b o r n o d e s ,a n d t h e d i s t a n c e t h r e s h o l d e q u a t i o nw a s i n t r o d u c e d t o r e a l i z e t h e e s t a b l i s h m e n t o f t h e c h a i n .A f t e r t h e e s t a b l i s h m e n t o f t h e c h a i n ,t h e r o u t i n g c l u s t e r h e a dw a s s e l e c t e d b y c o m p r e h e n s i v e l y c o n s i d e r i n g t h e e n e r g y c o n s u m p t i o na n d r e s i d u a l e n e r g y o f t h en o d e t r a n s m i s s i o n d a t a ,s oa st o p r o l o n g t h en e t w o r kl i f ea n di m p r o v et h ed a t at r a n s m i s s i o ne f f i c i e n c y .F i n a l l y,t h e e f f e c t i v e n e s so ft h e a l g o r i t h m w a s v e r i f i e d b y MA T L A B s o f t w a r e s i m u l a t i o n e x p e r i m e n t .T h e s i m u l a t i o n r e s u l t s s h o wt h a t t h e a l g o r i t h mc a ne f f e c t i v e l y c o n t r o l t h e e n e r g y b a l a n c eo f t h en e t w o r k ,p r o l o n g t h en e t w o r k l i f e t i m e ,a n d t h e o p e r a t i o ne f f e c t i s g o o d .K e y w o r d s :s h o r t -c h a i na g g r e g a t i o ns t r a t e g y ;w i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k ;r o u t i n g a l g o r i t h m传感器技术是信息采集最重要㊁最基本的途径之一[1].传感器网络是根据自组织方式构成的无线网络[2],由传感器模块㊁数据处理模块和通信模块组成.在无线传感器网络运行过程中,路由算法至关重要.由于路由算法对传感器节点能量约束较大,因此网络体系结构的设计对整个网络的能量消耗和运行寿命影响很大.为延长无线传感器网络寿命,必须考虑能量效率.目前已有许多类型的路由算法和协议.文献[3]提出了基于优化蚁群算法找到无线传感器网络中数据传输的最优路径,根据距离因子优化启发信息函数,采用最优路径度量公式优化选择方案,在最少能耗下使蚂蚁选择最优路径.文献[4]提出了一种基于模糊逻辑的无线传感器网络不均等聚类算法,将传感器节点组织为分层结构,通过聚合方法减少向基站的数据传输,并延长网络寿命.研究表明,所有网络节点之间轮换簇头(c l u s t e r h e a d ,C H )角色并调整C H 条件群集大小,选择每个区域中剩余能量最高的节点作为候选C H ,其中最好的节点将被选为最终的C H ,采用模糊逻辑调整聚类半径.文献[5]提出了一种分布式能量感知模糊逻辑路由算法(d i s t r i b u t e d e n e r g y a w a r e f u z z y l o g i c r o u t i n g a l g o r i t h m ,D E F L ),同时解决了能量效率和能量均衡问题,通过适当的能量指标获取网络状态,并将其映射到相应的成本值中,以进行最短路径的计算.文献[6]将低功耗自适应分簇协议(l o we n e r g y a d a p t i v e c l u s t e r i n g h i e r a r c h y ,L E A C H )扩展为低能耗自适应分簇拆分和合并协议(l o we n e r g y a d a p t i v e c l u s t e r i n g h i e r a r c h y -s p l i t a n d m e r g e ,L E A C H -S M ),通过引入拆分和合并阶段提高L E A C H 协议的性能和健壮性.上述方法均可提高整个传感器网络的生命周期,但对于无线传感器的短链聚合并未进行进一步研究,仅从宏观上实现了网络均衡控制.基于此,本文提出一种基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法,构建网络模型与节点能耗模型,从距离基站最远的节点起建链,利用贪心算法找到邻居节点,通过簇头成链法建立邻簇头,以进一步降低能耗,确保设计能量有效的网络路由协议并延长网络生存期.1 算法设计1.1 无线传感器网络无线传感网络中,不同应用节点的硬件结构存在差异,但基本上包括数据采集㊁数据传输㊁数据处理和能量供应几部分,如图1所示.图2为无线传感器网络协议结构.由图2可见,网络管理包括能量管理㊁任务管理和移动管理,应用层㊁传输层㊁网络层㊁物理层和数据链路层构成了横向通信协议层.图1 传感器节点硬件示意图F i g .1 S c h e m a t i c d i a g r a mo f h a r d w a r e f o r s e n s o r n o d e 图2 无线传感器网络协议结构F i g.2 P r o t o c o l a r c h i t e c t u r e o fw i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k 1.2 改进短链聚合策略及数据传输能耗计算考虑到无线传感器网络运行过程中节点能量的相关问题,根据P E G A S I S (p o w e r -e f f i c i e n t g a t h e r i n g i n s e n s o r i n f o r m a t i o ns y s t e m s )算法设计改进路由算法P B R E (p o w e r i s t h eb e s t r o u t et o e n e r g y ),算法运行过程中,根据改进短链聚合策略,在路由簇头选举时综合考量节点传输数据能耗与剩余能量,以达到延长网络寿命并提高数据传输效率的目的.构建P B R E 算法和P E G A S I S 算法使用相同的网络模型与节点能耗模型,其中:基站固定,远离传感器节点;网络内节点种类相同,初始能量相同;网络中的节点无移动性;各节点均清楚其他节点759 第4期 潘继强,等:基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法的地理位置相关信息,具有与基站直接通信的能力.网络中的节点能耗主要为数据传送E T x ㊁数据接收E R x 和数据融合E d a _f u .节点传送㊁接收与融合l b i t 数据所消耗的能量计算公式[7]为E T x (l ,d )=l E R x +l εf sd 2,d <d 0,l E d a _f u +l εa m p d 4,d ȡd 0{,(1)其中E R x 和E d a _f u 分别表示节点无线收㊁发所耗费的能量,εa m p 和εf s 分别表示无线路由传送信道㊁接收信道和功率放大所耗费的能量,d 0为一个常数,d 表示传送节点至接收节点之间的距离.根据改进短链聚合策略,利用式(1)计算得到数据传输能耗.为进一步验证本文算法的优势,本文改进了无线传感器网络路由算法.1.3 无线传感器网络路由算法基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法设计过程如下.1.3.1 建 链P B R E 算法与P E G A S I S 算法相同,均从距离基站最远的节点起建链,通过贪心算法找到邻居节点.以降低建链中长链生成的可能性为目的,引入距离门限方程,计算公式为D t h r e s h o l d =αðiv =2d v v -æèçöø÷1,(2)其中i 表示某条链路中此时节点的跳数,d v 表示某条链路中前(i -1)跳与某跳节点之间的距离,α表示可调节参数.根据式(2),按下列思想实现建链:如果链中的第i 跳与第(i +1)跳节点之间的距离比门限值大,则该链在成链后,即第(i +1)跳节点不再参与到该链中,继续在剩余节点中选择出与基站距离最远的节点作为下条链的初始节点,利用该方法建链,直到遍历完网络中全部节点.但该方法易导致网络内出现部分短链,这是因为在建链过程中,链中的一些节点之间距离较短,降低了距离门限值,导致一些距离该链较近的节点无法添加至该链中[8].短链中节点簇头整体轮换次数较多,易导致短链死亡.针对该问题,本文提出了改进短链聚合策略.将节点数量小于等于3的链称为短链,根据距离门限方程判断节点建链后的每条链.如果是短链,则根据该链链头h 与链尾t 在网络内找到与自己距离最接近的节点k ,如果节点k 与自身更接近,则该短链可与找到的节点k 连接,将此作为支链添加至k 节点所处链中.利用短链聚合策略能高效减少网络内短链的生成,从而达到延长网络生存时间的目的.1.3.2 簇头选举因为无线传感网络内有多个簇头,因此可根据簇头成链法实现能耗的进一步降低[9].在簇头选举时可能会涉及到邻居链簇头位置,因此先不选举簇头,只构建一个邻居链表.步骤1)各链先对自身所处位置进行估计,得到该链的中心坐标为X (i )=x i (1)+ +x i (n )/n , Y (i )=y i (1)+ +y i (n )/n ,(3)其中n 表示该链节点数量,x i 和y i 表示链上节点坐标,X (i )和Y (i )表示该链估计出的中心坐标.步骤2)根据步骤1)得到的位置,先对比识别出与基站距离最远的链,作为初始链,再根据贪心算法获取其邻居链,直到遍历完所有链,构建完成一个邻居链表.步骤3)在邻居链表内找出与基站距离最近的链,根据E C (i )=(E T x (i )/E T x _m a x )k e (i )/e n(4)提供的簇头选举机制,将E C 值较小的节点作为该链簇头,其中E C 表示节点能量代价的一个评估标准,e (i )表示链上节点i 的剩余能量,e n 表示节点的初始能量,E T x _m a x 表示该链上节点传送1b i t 数据至目标节点所消耗的最大能量.步骤4)选举根据上述步骤获取链的邻居链簇头,仍采用式(4)的选举机制,其目标节点修改为步骤3)选举出的簇头.利用该方法继续选举簇头,将每次目标节点修改为上步已经选举出的簇头,直到选举出所有链簇头为止.859 吉林大学学报(理学版) 第59卷式(4)给出了能量代价评估方法,这种簇头选举法综合考量了节点传送数据所需的能量和剩余能量.因为网络模型要求基站要远离监测点,因此E T x (i )和E T x _m a x 值差距较小.在E C 评价标准中,无线传感器网络节点能耗影响因素占比较小,因此可用相应的参数对节点能耗和剩余能量在评价标准中的占比进行调节[10-11].1.3.3 数据传输在数据传输时,因为支链节点了解自身在链中的位置,因此能计算自身得到的时隙[12-13].无线传感器网络内每条链数据传输模式都与P E G A S I S 算法一致.当无线传感器网络内节点数量最多的链实现数据传输后,利用最接近基站的链簇头作为最终簇头,分布T o k e n 至簇头构成链的端节点,每个簇头将自身链上的数据向最终簇头传输,最后根据最终簇头将数据传输至基站.2 实验结果与分析为验证基于改进短链聚合策略无线传感器网络路由算法的可靠性,对该算法进行仿真实验.将实验平台搭建在MA T L A B 上对算法进行模拟,并分析算法性能.图3 不同方法网络存活节点与时间的变化关系对比F i g .3 C o m p a r i s o no f c h a n g e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nn e t w o r k s u r v i v a l n o d e s a n d t i m e o f d i f f e r e n tm e t h o d s 仿真参数设置如下:在仿真环境中设一个100mˑ100m 的区域,任意分布100个节点.实验中,E T x =E R x =50p J /b i t ,εf s =20(p J ㊃b i t -1)/m 2,εa m p =0.0013(p J ㊃b i t -1)/m 2,d 0=87[14].控制包为100b i t ,网络节点传送的数据包为4000b i t ,各节点的初始能量均为1J .用文献[3]方法和文献[4]方法作为实验对比方法,测试网络存活节点与时间之间的变化关系,实验结果如图3所示.由图3可见,文献[3]方法在无线传感器网络传输时间为1600s 时存活节点数量为0,文献[4]方法存活节点数量为0的时间为1400s ,而本文方法的节点存活时间为2100s ,表明本文方法的节点存活时间更长,增强了节点均衡性.图4 不同方法的网络生命周期对比F i g .4 C o m p a r i s o no f n e t w o r k l i f e c yc l e o fd i f fe r e n tm e t h o ds 图5 不同方法网络剩余能量与时间的变化关系对比F i g .5 C o m p a r i s o no f c h a n g e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nn e t w o r k r e s i d u a l e n e r g y an d t i m e o f d i f f e r e n tm e t h o d s 图4为不同方法的网络生命周期对比.由图4可见:在存活节点相同的情况下,本文方法运行时间为1250s ,而文献[3]㊁文献[4]方法分别为550s 和900s ;当剩余能量相同时,本文方法运行时间为1600s ,而文献[3]㊁文献[4]方法分别为850s 和1100s .由于考虑了节点能耗问题,所以本文方法能将无线传感网络传输节点的多个短链聚合,利用簇头成链法,均衡网络节点能耗,不但延长了网络的整体生命周期,还增强了其均衡性.图5为不同方法网络剩余能量与时间的变化关系对比.随着时间的延长,网络剩余能量为0,达到提升网络均衡的目的.由图5可见,本文方法运行过程中能有效减少簇头选举次数,降低了簇头选举所花费的额外能耗,并且兼顾了网络剩余能量较低的节点,提升了网络均衡性.959 第4期 潘继强,等:基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法069吉林大学学报(理学版)第59卷综上所述,本文提出了一种基于改进短链聚合策略的无线传感器网络路由算法,并通过仿真实验验证了算法的有效性及鲁棒性.参考文献[1]陶志勇,蒋守凤.基于簇首移动的无线传感器网络路由算法[J].计算机工程与应用,2016,52(5):75-78.(T A OZ Y,J I A N 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能量效率认知无线电协作感知和传输联合优化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通 过 在 时 域 、频 域 和 空 域 上 采 用 机 会 式 频 谱 接 入 ,认 知 无 线 电 (CognitiveRadio,CR)能 有 效 缓 解 频 谱 资 源紧张[1].当主用户未使用授权频谱时,CR 允 许 次 用 户 接 入 空 闲 的 授 权 频 段 来 提 高 系 统 频 谱 的 利 用 率.由
Jointoptimizationofcooperativesensingand transmissioninenergy-efficiencycognitiveradio
YANG Ming1,LIXiang1,YANG Hao1,LIU Xin2,CHEN Kunqi3
(1.ElectricPower ResearchInstitute,Yunnan Power Grid Company Limited,Kunming650217,China;2. SchoolofInformationandCommunicationEngineering,DalianUniv.ofTechnology,Dalian116024,China;3. CollegeofAstronautics,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)
Abstract: Aimingatthelowenergyutilizationcausedbythesensingenergyconsumptionofcognitiveradio (CR),we proposetoimprovetheenergyefficiency(EE) of multi-channelCR byjointly optimizing cooperativespectrumsensingandtransmissionresources.Settingoptimizingparameterssuchascooperative spectrum sensingtime,sensingthreshold,transmission bandwidth and power,etc.,theoptimization modelformaximizingEEisbuiltbasedontheperiodiccooperativespectrum sensing.Theproposednonconvexoptimization modeliseffectivelyresolved byacombinedalgorithm oftheinterior method and Dinkelbach’soptimization.Simulationresultsshowthatwhenthedetectionprobabilityis0.6,compared withthetraditionalmaximizingspectrum efficiency model,thetransmissionrateofthe maximizingenergy efficiency modelincreases by100bit/(s췍Hz-1) underunitenergy.The proposed modeldecreasesthe sensingpowerconsumptionandimprovestheenergyutilizationeffectively. Key Words: cognitive radio;energy efficiency;cooperative spectrum sensing;spectrum efficiency;
陈皓勇:为华人科学家搭建交流合作平台
-人物 -86PEOPLE陈皓勇:为华人科学家搭建交流合作平台陈皓勇对电力与能源行业的未来充满期待。
他表示,希望全球华人电力与能源协会能为能源电力领域的学术发展和技术进步,以及国际交流合作做出应有的贡献。
文|张 莉陈皓勇现为华南理工大学电力学院教授,博士生导师,电力经济与电力市场研究所所长。
他1990年考入西安交通大学少年班,与电力科学结缘是在1992年在该校就读电力系统及其自动化专业时起,也是从那时他确立了人生目标。
“1994年,我是通过班主任介绍结识了刚从日本归国的著名电力系统学者、中国科学院院士王锡凡。
”在长达12年的学习和工作中,陈皓勇被王锡凡严谨治学、低调为人的精神深深感染。
“正是在王锡凡老师的引领之下,我真正跨入了电力科学的大门。
”陈皓勇充满感激地说。
电力工业强国梦20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一。
时至今日,随着经济的发展,人类对电能的需求量不断加大,各地区电网的数量不断增加,结构也越来越复杂,电力系统的建模、分析、优化与控制问题便成为了学术研究的热点。
陈皓勇在学科交叉思维启运行和电力市场决策等多个领域。
陈皓勇在国际权威期刊上发表了一系列相关论文,并获广泛引用。
“创新的过程是艰苦的,但超越是快乐的。
”陈皓勇探索的脚步从未停歇。
他在国际上首次提出将“微分博弈理论”应用于电力系统频率/电压协同控制,在全国率先提出采用实验经济学的方法研究电力市场的交易机制问题……多年的孜孜探索,执着创新,如今他的诸多创新理论及华南理工大学教授陈皓勇(前排右四)与学生合影“创新的过程是艰苦的,但超越是快乐的。
”陈皓勇探索的脚步从未停歇。
多年的孜孜探索,执着创新,如今他的诸多创新理论及方法被国内外多个领域的学者引用,并在电力行业得到应用。
发下创造性地提出了电力系统优化的“协同进化算法”。
“协同进化”原本是一个生物学概念,他将其延伸至工程领域,用于解决大规模电力系统的机组组合问题,进而为电力系统的一般优化问题提供了新途径,也为解决其它复杂工程系统的优化问题提供了一种基础算法。
基于3Dmesh的新型热量均衡无死锁路由算法
基于3Dmesh的新型热量均衡无死锁路由算法
陈洁坤;管祥生;续鹏
【期刊名称】《电子质量》
【年(卷),期】2017(0)1
【摘要】该文根据三维片上网络结构温度特性,提出了一种基于3D Mesh结构的新型热量均衡路由算法TLHB(Transport Layer Heat Balance Routing),并且给出无死锁证明.通过网络仿真软件OPNET14.5,将该算法在一个4*4*4的3D Mesh 网络中进行仿真,并与XYZ路由算法,TADR路由算法以及TLAR路由算法进行比较,结果显示TLHB算法在网络性能几乎没有下降的前提下,热量性能指标方面较现有的三维路由算法有所提升.
【总页数】6页(P1-5,24)
【作者】陈洁坤;管祥生;续鹏
【作者单位】华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州 510006;华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州 510006;华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州 510006
【正文语种】中文
【中图分类】TN47
【相关文献】
1.一种基于3Dmesh的NOC路由算法设计与分析 [J], 苏新;陈永平
2.二维DMesh网络中基于转弯模型的无死锁路由算法研究 [J], 王新玉
3.基于FPGA的2 D-Torus片上网络无死锁路由算法 [J], 李贞妮;李晶皎;王骄;杨丹
4.一种基于局部扭曲立方体的无死锁路由算法 [J], 唐荣旺;杨小帆;朱策;苏伟;陈文斌
5.一种基于2D-mesh的片上网络无死锁容错路由算法 [J], 周磊;吴宁;李云
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原子物理学8概要
电子速度:vn
c n
e2 1 ,精细结构常数 4 0c 137
组合常数
c 197fm M eV 197nm eV e2 / 4 0 1.44fm M eV 1.44nm eV mec 2 0.511M eV 511keV
第二章 §8 实验验证之一:光谱
然而玻尔从他的理论出发,指出毕克林系不是氢发
出的,而属于类氢离子He 。玻尔理论对类氢离子的
巴尔末公式为:
v
RZ 2 ( 1 n2
1 )
n2
R
1 ( n )2 Z
1 n ' 2 Z
类氢离子公式可以从氢原子公式中通过这样变换得到: 只要将氢原子公式中含有e2变为Ze2即可。
普丰特系: n՜=6,7,…→n=5;
n 1 n2
n3 n4
电子轨道
E4
E3
激 发
态
E2
E1 基态
能级
线系限:某线系中波数
最大的光谱线,即在线
系公式中让n´→∞对应
的谱线。
巴耳末线系限为
~
R 4
线系主线:某线系中波数
最小的光谱线,即某线系
中第一条谱线
光谱项:因每一谱线波数 为二项之差,这二项称为 光谱项。
RA
2 2e4 (4 0 )2 ch3
Mme M me
R
1
1 me
M
RA与原子质量有关,原子质量M越大,RA越大。
当 M→∞ 时 , R∞=R, 即 理 论 值 。 从 实 验 可 获 得 R∞=RA(1+me/M)。将各原子或离子的RA值(见表 8-1)代入,得R∞的平均值为:109737.31cm-1 与 理论值109737.315cm-1有7位有效数字一致。
近场微波能量传输模型研究
近场微波能量传输模型研究
胡晨浩;许天羿;孙虎成
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2022(36)17
【摘要】无线射频技术中,天线发射的电磁波随发射距离变化,并被大致地分为近场、远场区域。
远场区域中电磁波的传输效率表达式,已于1948年由Friis公式给定;而近场区域中由于近场效应造成的电磁波传输不稳定性,使得迄今仍无对近场电磁传
播效率的正式定义。
本文借助电磁仿真软件HFSS,构建了常见的矩形贴片天线和圆形贴片天线的传输模型,并对2.4GHz电磁波于近场中的能量传输情况进行仿真。
最终分析得到理想电磁环境下,近场中两类常用的天线的能量传输效率。
【总页数】3页(P137-139)
【作者】胡晨浩;许天羿;孙虎成
【作者单位】南京信息工程大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN925
【相关文献】
1.近场无线能量传输系统的效率研究
2.物联网微波能量传输系统天线的研究
3.滤波天线技术在微波能量传输中的应用研究
4.微波无线能量传输与收集应用系统的研
究进展及发展趋势5.基于谱速度的近场地震动输入能量计算模型研究
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西 安 交 通 大 学 学 报 ’ J OURNA L O F X I AN J I AO T ONG UN I V E R S I T Y
V o l . 4 8 N o . 1 0 O c t . 2 0 1 4
:1 / D O I 0 . 7 6 5 2 x t u x b 2 0 1 4 1 0 0 1 1 j
能量网络的传递规律与网络方程
陈皓勇 , 文俊中 , 王增煜 , 杨鑫
( 华南理工大学电力学院 , 6 4 0,广州 ) 5 1 0
摘要 : 为实现多种类型能源的综合利用 , 在深入探讨能量本质的基础上 , 建立了能量网络的基本理 论 。 首先定义了由多条能量传递线 ( 管) 路相互连接形成的能量 网 络 , 传递不同形式能量的子网通 过能量转换器 ( 包括泵 、 换热器等 ) 互相耦合 。 然后从能量在空间的普遍化传递方程出发 , 推导出能 管) 路 中 传 递 的 变 化 规 律。根 据 量在线 ( 管) 路中的普遍化传递方程 , 并深入分析了能量和火用 在 线 ( 所提方法对电能 、 热能和压能实际传递过程的分析结果与传统方法相同 , 证明了其正确性 。 为建立 能量网络方程 , 将电网络理论中的基尔霍夫定律推广至适合于能量网络建模的广义基尔霍夫定律 , 在线 ( 管) 路中的传递特性方程为基础 , 推导出普遍化的集中参数等效传递方程 , 火用 ) 然后以能量 ( 再 将所得到的方程统一为能量网络方程组并论证了其可解性 。 通过对一个由电网络和流体网络组成 的简单能量网络的实例计算结果表明 , 如果用户所需热量恒定不变 , 当电网络和流体网络分别向用 而 能 耗 与 火用 损 并 不 成 正 比 , 户提供热量的比值不同时 , 该能量网络会有不同的 能 耗 和 火用 损 , 因此需 要寻求最优的比值 , 由此证明了所提模型和方法的有效 性 。 比 研 究 可 为 能 量 网 络 的 建 模 、 分 析、 运 行与规划奠定了基础 。 火用 ; 能量网络方程 ; 广义基尔霍夫定律 ; 标幺制 关键词 : 能量 ; ) 中图分类号 :TK 9 8 7 0 0 6 1 1 1; TM 1 3 文献标志码 :A 文章编号 :0 3 X( 2 0 1 4 1 0 6 0 2 5 - - -
0期 第1
等: 能量网络的传递规律与网络方程 陈皓勇 ,
7 6
a c o m l e t e e n e r n e t w o r k e u a t i o n s e t a n d i t s s o l v a b i l i t i s f u r t h e r d i s c u s s e d .A s i m l i f i e d p g y q y p e x a m l e f o r e n e r n e t w o r k c o m o s e d o f a n e l e c t r i c n e t w o r k a n d a f l u i d n e t w o r k v a l i d a t e s t h e p g y p ,a m o d e l s a n d m e t h o d s r o o s e d n d t h e n u m e r i c a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e e n e r n e t w o r k h a s p p g y d i f f e r e n t l o s s e s o f e n e r a n d e x e r w h e n i t r o v i d e s d i f f e r e n t r a t i o o f h e a t f o r a c o n s t a n t u s e r g y g y p , h e a t d e m a n d b t h e e l e c t r i c n e t w o r k a n d t h e f l u i d n e t w o r k r e s e c t i v e l a n d t h e n t h e o t i m a l y p y p r a t i o v a l u e o u h t t o b e s o u h t o u t f o r e n e r e f f i c i e n c . g g g y y :e ; ’ ; ;g u n i t K e w o r d s n e r e r e x e r e n e r a l i z e d K i r c h h o f f s l a w;p e n e r n e t w o r k e u a t i o n s - g y g y g y q y s s t e m y 可再生 随着化石能源 的 严 重 污 染 和 逐 渐 枯 竭 、 能源和智能电网等 的 迅 速 发 展 , 多种能源形式的综 合利用已成为发展趋势 。 在能源的开发与利用实践 中, 人们逐渐形 成 能 源 网 络 或 能 量 网 络 的 概 念 。 英 国和爱尔兰成立的能源网络协会是英国和爱尔兰电 力和燃气输配网络的协调机构
, 。 作者简介 : 陈 皓 勇 ( 男, 教 授。 基 金 项 目: 国 家 优 秀 青 年 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 收稿日期 :2 0 1 4 1 9 7 5- ) 5 1 3 2 2 7 0 3 1 9 - - ) ; ) 。 国家自然科学基金资助项目 ( 0 2 5 1 1 7 7 0 4 9 网络出版时间 :2 0 1 4 0 8 1 1 - - : / / / 网络出版地址 :h t t c n k i . n e t k c m s d e t a i l 6 1. 1 0 6 9. T. 2 0 1 4 0 8 1 1. 1 0 3 9. Байду номын сангаас 0 1. h t m l ∥www. p : : d x b . c n t t k x b . x t u . e d u . c n t t ∥z h h ∥www. j p j p
:T A b s t r a c t h e f u n d a m e n t a l t h e o r o f e n e r n e t w o r k s i n d i f f e r e n t e n e r f o r m s i s e s t a b l i s h e d y g y g y d e t h a f o l l o w i n a n i n n a l s i s o f t h e n a t u r e o f e n e r f o r c o m r e h e n s i v e e n e r u t i l i z a t i o n.T h e - p g y g y p g y , ( ) , d e f i n i t i o n o f a n e n e r n e t w o r k i s i v e n i n w h i c h e n e r t r a n s m i t s a l o n t h e w i r e s i e s a n d g g g y g y pp ) a n u m b e r o f w i r e s( i e s c o n n e c t w i t h e a c h o t h e r t o f o r m a n e t w o r k. E n e r s u b n e t s i n d i f f e r e n t p p g y , e n e r f o r m s a r e i n t e r c o n n e c t e d b e n e r c o n v e r t e r s s u c h a s u m s a n d h e a t e x c h a n e r s .T h e g y y g y p p g ) e n e r a l i z e d t r a n s f e r e u a t i o n s o f e n e r i n w i r e s( i e s a r e r o o s e d b a s e d o n t h e e n e r a l i z e d g q g y p p p p g , b a l a n c e e u a t i o n o f e n e r i n s a c e a n d t h e e n e r a n d e x e r v a r i a t i o n l a w s i n t h e t r a n s f e r q g y p g y g y r o c e s s e s a r e i n v e s t i a t e d .T h e a c t u a l t r a n s f e r r o c e s s e s o f s e v e r a l k i n d s o f c o mm o n e n e r a r e p g p g y t h e n a n a l z e d w i t h t h e m e t h o d r o o s e d a n d t h e r e s u l t s a r e r o v e d b c o n v e n t i o n a l a n a l s i s .T o y p p p y y , ’ e s t a b l i s h t h e e u a t i o n s o f e n e r n e t w o r k s t h e K i r c h h o f f s l a w i n e l e c t r i c n e t w o r k s i s e x t e n d e d q g y ,w ’ t o e n e r n e t w o r k s h i c h i s c a l l e d t h e e n e r a l i z e d K i r c h h o f f s l a w.T h e n t h e e n e r a l i z e d g y g g e u i v a l e n t e n e r t r a n s f e r e u a t i o n s w i t h l u m e d a r a m e t e r s a r e d e r i v e d i n t e r m s o f t h e q g y q p p ( ) c h a r a c t e r i s t i c e u a t i o n s o f e n e r t r a n s f e r i n w i r e sp i e s. T h e e u a t i o n s a r e f i n a l l u n i f i e d i n t o q g y p q y