Convexification and Global Optimization in Continuous and Mixed-Integer Nonlinear Programming pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:M. Tawarmalani

出品人:

頁數:508

译者:

出版時間:2002-10-31

價格:USD 245.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9781402010316

叢書系列:

圖書標籤:

• Convex Optimization
• Global Optimization
• Nonlinear Programming
• Mixed-Integer Programming
• Continuous Optimization
• Mathematical Programming
• Optimization Algorithms
• Convexification
• Nonconvex Optimization
• Global Solvers

好的，這是一份根據您提供的書名《Convexification and Global Optimization in Continuous and Mixed-Integer Nonlinear Programming》反嚮推導、但內容完全不涉及原書主題的、詳盡且自然的圖書簡介： --- 書籍簡介：《星際航行中的環境控製與生命支持係統設計》 作者： [此處留空，增加真實感] 齣版社： 宇航工程技術齣版社 齣版年份： 2024年 導言：遠航的挑戰與生命的基石 人類探索宇宙的腳步從未停歇，從近地軌道到深空任務，載人航天任務的成功與否，不僅取決於火箭推力與導航精度，更依賴於飛船內部這個微型、脆弱而又至關重要的生態係統——環境控製與生命支持係統（Environmental Control and Life Support Systems, ECLSS）。本書深入探討瞭構建和維護遠距離星際飛行任務中，確保宇航員生理健康與心理穩定的核心技術、設計哲學與工程實踐。 本書旨在為航天工程師、生命科學傢、係統設計師以及對前沿航天技術感興趣的專業人士，提供一套全麵、係統且具備前瞻性的知識框架，以應對超越地球保護圈的嚴苛環境挑戰。 第一部分：極端環境下的基礎生理需求與係統架構 (約 350 字) 本部分聚焦於定義星際航天環境的獨特挑戰，並構建ECLSS的基礎設計藍圖。我們將從生物學角度剖析人體在微重力、高輻射以及封閉循環係統中的代謝需求與壓力反應。 第一章：人體在深空中的生理適應性研究 詳細分析瞭長期失重對骨骼密度、心血管功能及免疫係統的影響。重點討論瞭如何通過艙內人造重力模擬技術（如離心力艙段設計）來減輕生理退化，並探討瞭輻射劑量管理與生物監測策略。 第二章：ECLSS的係統級需求與拓撲結構 係統性地介紹瞭再生式與非再生式生命支持係統的基本差異。深入解析瞭當前國際空間站（ISS）主流架構的演進，並提齣瞭針對火星及更遠任務的模塊化、冗餘化設計原則。此章強調瞭在任務設計早期，如何根據任務時長、乘員數量及應急預案來確定氧氣、水和食物的基綫需求比率。 第二部分：物質循環與資源再生技術的前沿突破 (約 550 字) 資源再生是實現長期深空探索的經濟性和可持續性的關鍵。本部分專注於水、空氣及廢棄物處理技術的最新進展，著重於高效率、低能耗的閉環係統構建。 第三章：先進水資源迴收與淨化技術 水是生命支持的命脈。本章細緻考察瞭從冷凝水、尿液到艙內廢水的多級淨化路徑。內容涵蓋瞭基於膜分離技術（如正滲透技術、超濾與納濾）的創新應用，以及高效熱力學蒸餾工藝在去除揮發性有機物（VOCs）方麵的性能優化。我們特彆展示瞭如何結閤電化學氧化與催化床技術，實現對微量汙染物的高精度去除，確保飲用水的純淨度達到甚至超越地球標準。 第四章：大氣管理與氣體平衡控製 本章探討瞭如何精確調控座艙內的氣體組分。首先深入解析瞭二氧化碳（CO2）的去除技術，對比瞭薩巴蒂埃反應器、胺吸附技術及冷凝吸附技術的能耗與再生效率。接著，詳細闡述瞭氧氣（O2）的生成路徑，包括電解水製氧的效率提升，以及在極端情況下，如何安全有效地從CO2中迴收氧氣（如使用固體氧化物電解槽）。此外，也討論瞭惰性氣體（如氮氣或氬氣）的補充策略，以維持閤適的氣壓和氣密性。 第五章：生物再生係統與食物生産集成 展望未來，完全依賴地球補給的模式不可持續。本節聚焦於利用生物技術，如藻類光生物反應器（PBRs）和水培/氣培係統，來實現部分食物的就地生産（In-Situ Resource Utilization, ISRU）。我們分析瞭如何優化光照光譜、營養液配方以及生物質轉化效率，以最大化單位體積的卡路裏和營養素産齣，同時兼顧宇航員的膳食多樣性和心理需求。 第三部分：係統集成、可靠性與智能運維 (約 400 字) 一個功能強大的ECLSS必須是高度可靠、易於維護且能夠自我診斷的。本部分關注係統集成、故障預測與宇航員的人機交互界麵。 第六章：係統冗餘、故障診斷與容錯設計 針對深空任務中無法進行即時地麵乾預的現實，本章強調瞭主動冗餘設計的重要性。詳細闡述瞭故障隔離（Fault Isolation）、故障檢測（Fault Detection）與基於狀態的健康管理（S-H-M）算法在ECLSS中的應用。通過構建詳盡的失效模式與影響分析（FMEA）矩陣，指導設計者如何構建多層級的保護機製，確保單一組件失效不會導緻災難性後果。 第七章：艙內環境的溫濕度控製與熱管理 溫濕度（Thermal and Humidity Control, THC）係統是保障設備和人員舒適的關鍵。本章分析瞭艙內熱負荷的精確計算方法，特彆是在高能耗設備運行與宇航員代謝産熱不均的情況下。內容包括先進的冷凝器設計、熱管技術在艙壁熱量導引中的應用，以及如何利用相變材料（PCM）進行被動溫度緩衝。 第四部分：心理健康與人機交互界麵 (約 200 字) 長期密閉環境對乘員心理健康構成瞭長期隱患。本部分探討瞭ECLSS如何間接支持宇航員的心理穩定。 第八章：支持性環境設計與人機界麵 本章討論瞭艙內環境的“宜居性”。內容涵蓋瞭氣味控製（去除陳舊或不適氣味，引入芳香因子）、聲學環境的優化（降噪與白噪音生成），以及動態照明係統對晝夜節律的調節作用。最後，我們審視瞭集成HMI（Human-Machine Interface）的設計原則，確保宇航員能夠直觀、快速地理解係統狀態，並在緊急情況下快速響應。 結語：麵嚮火星與更遠的未來 (約 50 字) 本書以對未來深空任務的展望作結，強調瞭從地球基準係統嚮完全自持式、行星際生命支持係統的範式轉變的必要性與技術路綫圖。這本書是邁嚮人類成為多行星物種的堅實技術基石。 ---

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坦率地說，這本書的閱讀體驗並非一帆風順，它更像是一次對意誌力的考驗。我必須承認，在某些涉及到高維空間和復雜約束條件的章節，我不得不放慢速度，反復咀嚼那些密集的公式和符號。然而，正是這種挑戰性，讓我感受到瞭學習的厚重感。這本書沒有試圖用簡單的類比來掩蓋問題的復雜性，而是毫不迴避地展示瞭連續和混閤整數非綫性規劃（MINLP）的真正麵貌——一個充滿陷阱和局部最優解的領域。書中的案例分析，雖然專業性極強，但卻準確地反映瞭工業界在處理化學過程設計或復雜調度問題時所麵臨的睏境。我特彆欣賞作者在處理“混閤整數”部分時所展現齣的洞察力，這通常是純粹連續優化書籍所忽略的關鍵難點。它強迫讀者跳齣舒適區，去思考離散選擇與連續變量相互作用時的微妙平衡。

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這本書的排版和組織結構，在很大程度上反映瞭其內容的嚴謹性，但也帶來瞭一定的閱讀障礙。我注意到，不同章節之間的銜接有時顯得有些突兀，仿佛是多個獨立研究論文的集閤，而非一個完全流暢的敘事。對於非綫性規劃領域有一定基礎的讀者來說，這或許可以接受，因為他們可以根據自己的需求跳躍式閱讀。但對於試圖係統學習的初學者而言，他們可能會在跨越不同理論分支時感到迷茫。盡管如此，書中圖錶的運用——雖然數量不多——卻異常精準，那些關鍵的幾何解釋，往往能瞬間點亮復雜的數學概念。這種“少而精”的圖形輔助，體現瞭作者對信息傳達效率的考量，即在保證數學準確性的前提下，盡可能提供最直觀的視覺錨點。

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這本書真正讓我感到振奮的是它對前沿研究方嚮的把握和前瞻性。作者似乎在毫不費力地將經典優化理論與近年來新興的計算方法編織在一起，特彆是涉及到大規模問題的可擴展性討論，顯得尤為齣色。閱讀完最後幾章，我感受到的是一種對未來優化學術趨勢的清晰預見。它不隻是對現有技術的總結，更像是一份路綫圖，指引著研究人員應該在哪些方嚮投入精力以期取得突破。這對於我製定長期的研究計劃非常有啓發性，它強調瞭在追求更高計算效率的同時，絕不能犧牲全局最優性的理論保障。這本書無疑是一部重量級的學術著作，它要求讀者付齣極大的專注，但它所迴報的知識深度和洞察力，是市場上其他同類書籍難以企及的。

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這本關於凸化和全局優化的書，給我留下瞭深刻的印象，尤其是在其對數學嚴謹性和實際應用之間平衡的把握上。初讀時，我會被那些復雜的高等數學概念和證明所吸引，作者的邏輯清晰，每一步的推導都像是精心設計的建築藍圖，層層遞進，最終構建齣一個堅固的理論框架。特彆是關於非凸問題如何通過巧妙的變換轉化為凸問題那一章節，簡直是茅塞頓開。我發現自己不僅是在閱讀一個技術手冊，更是在進行一次智力上的探險，去理解那些看似無法逾越的優化難題背後隱藏的優雅結構。書中對算法收斂性的深入剖析，讓我對那些聲稱“全局最優”的求解器有瞭更深刻的認識，不再盲目信任，而是能從數學本質上去評估其可靠性。這種理論深度，對於那些希望在優化領域深耕的研究人員來說，無疑是一份寶貴的財富，它提供瞭穿越迷霧、直達核心問題的能力。

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從一個應用者的角度來看，這本書的價值在於其提供的“工具箱”的深度和廣度。我傾嚮於將它視為一本高級參考書，而不是一本入門教程。每一次當我遇到一個棘手的非凸問題，我會習慣性地翻閱這本書，尋找那些被精心設計的“凸化技術”。書中對拉格朗日鬆弛法以及其他幾種啓發式方法的詳盡介紹，讓我能夠構建齣更魯棒的求解策略。更重要的是，它不僅僅停留在“如何做”的層麵，還深入探討瞭“為什麼這樣做有效”的理論基礎。這種對底層原理的透徹理解，使得我在實際調試優化模型時，能夠更有效地診斷錯誤，並根據問題的特性定製優化路徑。它培養瞭一種批判性思維，教會讀者在麵對“黑箱”求解器結果時，如何保持清醒的認識。

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