预应力锚索群锚效应研究: 理论与建模

在对预应力群锚系统进行分解和离散的基础上, 基于Mindlin应力解、应力叠加原理、修正分层总和法以及锚固段荷载传递特性, 研究了预应力锚索群锚效应问题, 提出了一种预应力群锚的理论计算模型, 并给出了相应的迭代格式.     

模糊控制方法在黏性流场迭代计算中的应用

在用SIMPLER算法求解黏性流场的过程中, 采用了模糊控制方法改变亚松弛因子的大小, 显著地加快了收敛速度. 进行数值计算时, 将相邻两次迭代中动量方程或能量方程残差范数的比值作为控制输入量, 经过模糊化、模糊推理和解模糊, 输出亚松弛因子的变化率, 并以新的亚松弛因子进行下一次迭代. 对4个二维有基准解的层流的流动和传热问题使用该方法求解, 都在几乎是最少迭代次数下获得了收敛的结果, 证明了该方法的有效性.     

抛物线浅拱面内弹性稳定性分析

对竖向均布荷载作用下固接抛物线浅拱进行了平面内稳定性分析. 利用虚功原理对浅拱建立了非线性平衡条件和非线性屈曲方程, 得到了均布荷载作用抛物线浅拱的反对称分岔失稳以及对称跃越失稳模式下的解析解以及区分不同失稳模式的拱的修正长细比临界值. 为了简化求解临界荷载的过程, 利用最小二乘原理得到了对称跃越失稳临界荷载的近似解. 通过有限元分析与理论解的对比验证了理论解的正确性. 最后给出了一种提高拱面内性能的索拱结构形式, 分析结果表明: 随着拱修正长细比的提高, 索对拱结构面内稳定性能提高的作用越明显.     

随机波浪作用下圆沉箱防波堤的动力分析模型

首次将随机波浪荷载应用于圆沉箱防波堤的动力分析, 并将其动力运动过程分为摇摆和摇摆-滑移运动两种运动模态. 引入了控制侧向滑移的阻滑板-阻尼器系统, 提出了一种新的摇摆-滑移动力分析模型, 建立了相应的运动方程. 根据圆沉箱结构的特点提出了附加质量等动力参数的计算公式以及新的地基刚度系数转换关系. 利用Fortran语言环境编写程序, 按此动力模型和方法对工程实例进行计算, 计算结果表明了本模型和方法对随机波浪荷载作用下圆沉箱防波堤动力响应的数值求解的可行性和有效性.     

基于参数平均的防冰热载荷计算方法

提出了一种通过参数平均计算防冰热载荷的集总参数法,该方法通过计算流体力学中的欧拉两相流模型计算过冷水滴的撞击特性和总水收集量,采用附面层积分法和热流法获取表面对流换热系数并进行平均,在防护区域内以表面平均温度为输入条件,整体考虑水滴蒸发量和撞击量,对参数进行集总求解,直接求解完全蒸发防冰热载荷。相比传统微元方法,该方法能减少避免计算迭代,效率更高。通过对某机翼翼型的防冰热载荷计算结果的对比,本文方法误差较小,满足工程要求。     

大变形飞机配平与飞行载荷分析方法

提出了一种可同时考虑结构几何非线性效应曲面气动力效应的大变形飞机静气动弹性配平和载荷分析方法.该方法利用三维曲面涡格法计算大变形飞机的曲面气动力,引入非线性结构有元计算方法考虑结构几何非线性效应,采用曲面样条插值方法解决气动/结构耦合问题,然后结合全机在变形构型下的刚体运动平衡方程进行柔性飞机大变形状态气动/结构耦合情况下的静气动弹性配平迭代求解.以某常规局大展弦比柔性飞机半展长缩比模型为例,应用该方法对其纵向静气动弹性配平特性及飞行荷进行详细的分析与研究,并与MSC Flightloads线性方法的计算结果进行了对比.分析结果表明结构变形较小时,本文非线性方法和线性方法的计算结果吻合较好.而当结构具有较大变形时,由于线性方法无法考虑气动力曲面效应和结构几何非线性效应故不再适用,而本文出的非线性方法可对大柔性飞机在大变形构型下的配平特性作出较为准确合理的预测,并可满足飞机设计各个阶段的工程应用需求,完成考虑结构几何非线性静气动弹性配平特性的多轮次快速分析.     

多工况拓扑优化问题的一种新解法——导重法

将导重法引入两类多工况拓扑优化问题的求解.首先介绍了导重法及其拉格朗日乘子的求法,并用对偶方法对多约束优化问题的拉格朗日乘子求法进行了改进;然后推导了用导重法求解最小柔度拓扑问题和最小质量拓扑优化问题的迭代公式并计算了相应的算例.算例计算结果表明,采用导重法求解多工况拓扑优化问题具有迭代公式简单、收敛速度快、求解效果好的优点.通过与Ansys中采用的SCP方法的计算结果进行比较可以看出,导重法是求解拓扑优化问题的一个行之有效的方法,它为拓扑优化问题的求解提供了一条新的途径.     

层叠式锂离子电池展向温度分布的分析解及基于分析解的热设计优化

大型锂离子动力电池的热相关问题是限制其在电动汽车上大规模应用的主要问题之一.单体电池的热模型是进行电池热设计、改善电池热特性的重要工具.根据热模型的求解方法,可分为数值解和分析解两类.在现有文献的研究中,数值解占据了主要地位.但是,分析解因具有计算量小、可实现设计变量的全局优化等优点,在电池热设计和电池组热管理系统中可发挥重要作用.例如,在电池热设计中,分析解可全面考察多个设计参数连续变化下对电池热特性的影响,以进行多设计参数下的全局优化.本文首先对一款大型层叠式锂离子电池进行了数值热模拟和实验验证,数值热模拟的结果与多枚热电偶的实验测量结果吻合良好;然后,基于数值热模拟的结果提取了层叠式电池温度分布和产热率分布的主要特点,进而假设温度呈展向平面分布、产热率均匀分布;针对简化后的电池热问题,利用双重积分变换方法提出了分析解;最后,使用分析解开展了电池的热设计优化工作,讨论了不同电芯尺寸和极耳布置方案下的电池热特性.     

月球轨道器交会对接同波束VLBI测量差分相时延实时解算

同波束VLBI技术是解决月球轨道交会对接地面高精度引导的重要手段．传统的多频点同波束VLBI实时解算算法成功解算差分相位整周模糊度的概率较低,而事后统计修正求解整周模糊度的算法存在较大的时间滞后,从而直接影响月球轨道交会对接两个航天器地面定轨、定位的精度以及实时性．在此背景下,本文研究了应用于月球交会对接条件下的同波束VLBI差分相时延实时解算算法．首先给出了多频点同波束VLBI解算差分相时延及整周模糊度的原理,根据差分相关相位整周模糊和差分相时延实时及事后解算结果,对整周模糊度产生的原因进行分析通过求解精确差分群时延值、采用匹配搜索算法以及差分相位连接条件对传统实时解算算法进行改进,提出一种新的差分相时延实时解算算法．利用SELENE同波束VLBI观测数据进行实时解算．结果表明该算法成功解算模糊度的准确度达到95．49％,相对于传统解算算法准确度提高了5．45％．     

混凝土结构在施工期可靠度的模拟分析方法

结构在施工期可靠度的分析对于保证施工安全具有重要意义.由于在施工期间,结构是一个时变结构,结构抗力是一个随机过程,荷载也与使用期的不同,所以有必要研究施工期间结构的可靠度.本文结合混凝土结构在施工期的特点,建立了施工期结构可靠度的全随机模型,分析了考虑抗力随时间变化的模拟计算原理并进行了模拟计算.结果表明,本文的计算方法可以用来对精确解进行校核或验证近似解析解     

非线性薄膜方程的差分迭代求解

对类似于非线性薄膜一类的非线性偏微分方程提出一种新的算法.该法首先略去非线性部分的影响,或给予非线性部分莱一初值,使非线性部分成为已知,从而将原非线性方程转化为线性方程,并按差分法或其它方法求得其线性解.再将所得线性解代入非线性部分使其成为已知,再次求得其解.这样反复迭代直至收敛,进而求得原非线性方程的非线性解.     

力学中非线性方程常用解法的比较及其改进

详细分析了力学中非线性问题常用解法Euler—Cauchy及Newton-Raphson法。论证了这两种方法均是将原非线性方程在求解过程中线性化，用一系列线性方程去逼近原非线性问题导致了误差存在。本文详细分析了上述两种算法的优缺点。将两种算法的优点进行组合，推荐一种基于梯形公式的改良算法。在不增加计算工作量的前提下该法不仅收敛快、收敛半径大，而且计算精度高。最后基于Lagrange微分中值定理论述了加权平均刚度法。     

利用Hydrus-1D反推土壤水力参数方法分析

预测分析非饱和土壤水分运动特征必须首先获得土壤水力参数,而且土壤水力参数的准确性决定着与这些参数有关的土壤水分运动的数值模型的准确性。本文依据一维积水入渗试验的累积入渗量资料利用Hydrus-1D软件反推土壤水力特性参数,利用反推的土壤水力特性参数和Hydrus-1D软件对一维积水入渗过程的累积入渗量、入渗率、湿润深度、含水量分布进行模拟并与实测值进行对比,结果显示,土壤累积入渗量、入渗率、湿润锋、含水量分布的实测数据与模拟数据之间的平均相对误差均在2％～15％之间,软件模拟数据与试验实测教据基本吻合,这说明利用Hydrus-1D软件在反推土壤水力特性参数及模拟土壤水分运动方面是可行的。     

基于Fluent采空区瓦斯抽采仿真模拟在寺河矿的应用研究

为了提高晋煤寺河矿采空区瓦斯抽采效率低的现状,结合寺河矿采空区瓦斯抽采模式,通过分析寺河矿煤层特性,采空区抽采方法,建立瓦斯抽采模型,应用仿真模拟软件对不同瓦斯抽采方案的瓦斯运移规律进行仿真模拟,对模拟结果进行对比分析最后制定和改善了具体的采空区瓦斯抽采实施方案。     

物联网服务建模：一种基于环境建模的方法

物联网服务是传统Web服务通过传感器网络向物理环境的延伸,它通过传感器网络感知物理环境中的实体,也向物理环境实体施加作用.与传统Web服务相比,由于物联网服务受到所依赖的物理环境的时间受限性、资源受限性和设备潜在故障概率的影响,物联网服务的响应速度、服务能耗和容错能力等特性成为影响物联网系统整体特性的重要因素.因此,对物联网服务进行全面建模,对物联网服务所处的外部环境进行形式化描述,并结合物理环境模型对物联网服务的性质进行分析,对于确保物联网系统的正确性、稳定性非常必要.本文针对物联网服务的特点,结合基于环境建模的需求工程思想,提出一种基于环境的物联网服务三元问题域建模框架,给出了物联网服务建模本体以及相应的建模原则.在此基础上,提出了一种物联网服务行为建模方法,该方法将物联网服务和物理环境建模为概率时间自动机,将用户期望的服务特性描述为时序逻辑公式,为物联网服务功能行为正确性验证和非功能性约束可满足性验证奠定了基础.     

混合量子遗传算法在软硬件协同综合中的应用研究

针对多处理器嵌入式系统,结合拟 Newton算法,提出了混合量子遗传算法(MQGA)在系统设计中的解决方案,并引入了模拟退火技术.实验结果表明,MQGA能有效解决软硬件划分问题,提高了求解质量和算法的收敛速度,降低了计算代价,保证了算法的自适应性和全局最优性     

On the origins and foundations of Laplacian determinism

In this paper I examine the foundations of Laplace’s famous statement of determinism in 1814, and argue that rather than derived from his mechanics, this statement is based on general philosophical principles, namely the principle of sufficient reason and the law of continuity. It is usually supposed that Laplace’s statement is based on the fact that each system in classical mechanics has an equation of motion which has a unique solution. But Laplace never proved this result, and in fact he could not have proven it, since it depends on a theorem about uniqueness of solutions to differential equations that was only developed later on. I show that the idea that is at the basis of Laplace’s determinism was in fact widespread in enlightenment France, and is ultimately based on a re-interpretation of Leibnizian metaphysics, specifically the principle of sufficient reason and the law of continuity. Since the law of continuity also lies at the basis of the application of differential calculus in physics, one can say that Laplace’s determinism and the idea that systems in physics can be described by differential equations with unique solutions have a common foundation.     

基于模糊C-聚类分析的回采工艺选择及MATLAB实现

煤矿生产中,各个回采工作面的地质条件是影响回采工艺选择的决定性因素,工作面回采工艺选择的合理与否,直接关系到煤炭开采的效率.由于地质因素的不确定性和模糊性,导致了在回采工艺方式选择问题上的复杂性.快速发展的模糊数学为分析这类问题提供了一个很好的解决办法.这里采用模糊数学中C-均值聚类对已采工作面进行分类,并利用分类结果对未采工作面选择何种回采工艺做出预测,这种复杂的计算过程借助了MATLAB逻辑工具箱中的C-均值聚类函数(FCM)来完成,使大量数据的分析得以实现,大大提高了数据处理的效率.     

泡沫铝／环氧树脂复合材料压缩力学行为的仿真分析

根据所制备的开孔泡沫铝／环氧树脂复舍材料的结构特点,对其材料结构进行了合理的简化。在此基础上采用ANSYS／KS—DYNA软件对该材料的压缩力学行为进行有限元仿真分析;得出了该材料在压缩过程中的变形和失效过程以及应力-应变关系随其结构参数（泡沫铝孔径、泡沫铝相等密度）及应变率的变化规律。如上规律与已有文献的物理实验研究结果相一致,从而证明了该仿真方法的合理可行性,为泡沫铝孔洞填充复合材料的性能研究提供了一种新方法。     

大规模定制模式下的顾客需求管理：获取、识别和聚类分析

为了有效处理不同客户的需求以保证大规模定制生产的规模性和经济性,提出了一种以聚类分析思想为核心的定制需求管理方法。该方法在获取客户需求信息并进行有效化处理的基础上,采取模糊聚类的方法将数量众多的单个客户转化为具有相似需求的客户群体,指导企业产品的标准化、生产的模块化以及产品族的规划设计并提升客户满意度。文章最后,结合笔记本电脑的应用实例说明了该方法的可行性和有效性。