系统仿真在天文望远镜设计中的应用综述

天文望远镜是集光学、机械和自动控制于一体的大型精密仪器.随着新型望远镜系统的复杂程度的提高和计算及计算机技术的进步,系统集成仿真技术被广泛引入望远镜的研制中来,并作为工程实施前进行早期全面模拟仿真的手段用以分析评估望远镜的工作性能和造价.简要介绍和回顾系统仿真技术在天文望远镜设计领域的发展和应用概况,着重介绍望远镜系统集成仿真技术的基本方法、工作内容以及所涉及的有关计算和计算机技术,最后探讨我国在该领域的现状和努力方向.     

全地形四轮车结构振动特性实验与仿真

全地形四轮车(ATV)车架挂发动机的结构动态特性好坏很大程度上决定其整车振动舒适性,但目前没有一种简单、有效且通用的ATV车架挂发动机有限元建模方法。通过对多款ATV结构动态特性的计算和实验分析,提出了分析ATV车架挂发动机结构动态特性的一种简单且具有通用性的有限元建模方法——把发动机简化为具有质量和转动惯量的0维质量单元,在车架上发动机的悬挂位置创建多点约束单元,然后通过MSC.Nastran中的beam单元将多点约束单元与集中质量单元连接起来,以模拟车架与发动机的连接方式。考虑到试验测量发动机惯性参数时受其内部运动部件及机油量等的影响,分析了发动机转动惯量在实测数据的基础上同时减少和增加5%时,对所提出的有限元建模方法分析车架挂发动机动态特性的影响。结果表明所提出的建模方法仍然可以保证对车架挂发动机结构动特性的分析在工程参考误差范围内。该建模方法对于ATV的设计和开发具有简易性和通用性,可在产品设计和改型阶段就能了解车架挂发动机的结构振动特性,提高了产品的开发能力,节约了大量的时间和成本。     

基于地震波形分类的三角洲储层刻画与应用——以西湖凹陷J气田为例

西湖凹陷J气田是东海主要产量贡献的油气田之一,随着开发生产的深入,主力气井E开始见水,逐渐停产,对气田油气产量带来了较大影响,急需对储层展布范围及水体能量大小进行分析。以精细岩心观察描述为基础,根据岩石类型、沉积构造、沉积旋回及测录井资料,对研究区内平湖组沉积环境及相类型进行了分析,在此基础上对研究区主力层P7开展了基于地震波形分类的精细地震解释,识别并统计了3类地震波形分类标志,通过地震正演技术,初步验证了解释成果的可靠性;结合现代沉积模式,对P7层储层平面展布进行了刻画,认为研究区主要发育3个三角洲朵叶体,据此计算P7气藏的水体倍数约20倍,主要来水方向为北偏东方向,更新后的油藏数值拟合效果较好,对研究区出水井治理及下步挖潜具有重要指导意义。     

对数凹函数熵的低维Busemann-Petty问题

引入对数凹函数熵的Busemann-Petty问题,即对于2个Rⁿ上的偶的对数凹函数f和g, 且f和g具有正的、有限的积分,假设∫_Rⁿ∩Hf(x)dx≤_Rⁿ∩Hg(x)dx对于任意i维子空间H均成立,是否能够得到Ent(f)≥Ent(g).得到了该问题的部分解答, 为解决凸体上的低维Busemann-Petty问题提供了一种新的途径.     

利用高密度电法勘探盐边县格萨拉巨型滑坡堆积体

探讨盐边县格萨拉巨型滑坡堆积体的滑动面的位置和形态并分析滑坡稳定性进而为拟建高速公路路线设计提供有效的建议。采用高密度电法作为初步勘察阶段的滑坡勘探手段,建立不同采集装置的滑坡正演模型进行数值分析,初步了解拟勘探滑坡的视电阻率拟断面图并确定采集装置类型,结合地质调查结果,确定主要的反演参数,并根据反演结果修正正演模型进行对比判别。结果表明研究所用的反演参数效果较好,正演模型修正之后的视电阻率剖面与反演结果相匹配,使反演解译成果能够较好地反应出真实滑动面的位置和形态,且通过钻探得到了验证,计算结果表明该滑坡处于不稳定状态。最终,拟建高速公路的选线设计采纳了研究成果,对该巨型滑坡堆积体采取绕避措施,说明高速公路初步勘察阶段采用高密度电法作为巨型滑坡堆积体滑动面勘察的地球物理勘探手段是经济且高效的。     

基于CFD的对转桨扇发动机性能确定技术研究

以某对转桨扇发动机三维模型为对象,采用CFD方法对桨扇滑流开展数值模拟。利用分区拼接网格技术对桨扇旋转区域和外流场域进行网格划分及拼接;在此基础上采用雷诺平均N-S方程,雷诺应力项采用RNG 湍流模型,基于滑移网格方法,开展了针对不同来流Ma、桨叶角及桨叶转速的流场的数值计算。结果表明：桨叶角对于拉力影响较大,在桨叶角30°变化到35°,桨扇的拉力变化范围可达37.8%,功率变化可达28.4%。桨叶拉力随着转速的增大而增大,在转速达到1600rpm后,前后排桨叶的拉力系数最大相差33%,当转速继续增大,气流通过前后排桨叶偏转角度大,气流失速严重,桨叶拉力增幅减小。本文通过对该型桨扇发动机流场的计算,定量获取了桨扇的拉力、功率特性,为后续桨扇发动机的推力计算提供参考。     

面向森林火灾的通航抢险飞行空域栅格化建模

针对以往基于经纬度的飞行空域使用及表达方法在救援任务建模精度及动态性等方面的不足,提出面向森林火灾的通航抢险飞行空域栅格化建模方法。对应森林火灾救援中的水源地等关键点、飞行航线、火场区域三类元素,将低空抢险飞行空域基本构成元素设计为点状空域、线状空域和面状空域三类。以平均海平面为基准,基于GeoSOT网格建模方法,采用正六边形网格对抢险飞行空域进行剖分,构建抢险飞行空域在水平和垂直方向的动态空域模型;设计包含网格地址、高度、使用类型等属性的空域网格编码体系,可支持建立抢险飞行空域动态管理架构。以某森林火灾抢险飞行作业场景为例,验证了所给空域栅格化建模方法的可行性。     

考虑时变位移激励的轴承圆形故障动力学

建立轴承剥落故障的动力学模型是研究轴承故障机理的常用手段,由于滚动体在经过故障区时的接触情况较为复杂,所以准确地建立轴承剥落故障时变激励函数对轴承故障动力学模型的正确性具有很大影响。但是在解决轴承圆形故障时现有的单一化激励函数难以准确表达滚动体与故障的实际接触情况。因此,主要以深沟球轴承外圈剥落故障为研究对象,构建了考虑圆形剥落故障引起的弹性形变和滚动体经过故障区域瞬时位置的时变位移激励模型。研究了滚动体经过外圈圆形故障区域时的接触间隙变化规律,分析了不同故障尺寸的双冲击信号之间的时间间隔特征并通过仿真和实验进行对比的方法验证建立模型的有效性,为研究轴承剥落故障提供了理论支撑。     

旋挖成孔方式下螺纹状围岩粗糙度量化分析

嵌岩桩是大跨径桥梁工程中常用的一种基础形式。由于钻孔工具等因素,桩-岩界面上会形成系列起伏的三维粗糙体,其对桩基承载性能至关重要。因此准确量化实际三维桩-岩粗糙体的粗糙度特征,是建立基于界面粗糙度的桩基承载力设计方法首先需要解决的问题。为此,依托于马鞍山长江大桥深嵌岩桩基工程,在现场钻取含三维粗糙体的砂岩试样,利用三维激光扫描重塑桩-岩界面数字化模型,对其粗糙度特征值,面积扩展率S、相对平均起伏度Rs和桩-岩界面平均倾斜角θ 等进行量化分析;而后构建桩-岩界面试样开展3组界面剪切试验和3组界面抗压试样以计算试样的JRC3D值,并基于试验结果验证已有JRC3D经验计算方法对桩-岩界面的适用性。结果表明:（1）实际桩-岩界面既有规则的螺纹状凹槽,也有起伏较低的相对平整面,而非室内试验中规则粗糙体或不规则孔洞;（2）实际桩-岩界面粗糙度远大于岩体结构面和室内规则粗糙体,面积扩展率、相对平均起伏度和界面平均倾斜角均明显较大;（3）桩-岩界面JRC3D均值为26.15,大于岩体结构面（标准轮廓线上限值20）和室内规则粗糙体,可近似采用公式7估算。研究成果可为建立基于界面粗糙度的深嵌岩桩设计方法提供科学依据。     

中老年人社区参与对生活满意度的影响机制

社区作为中老年人活动的常驻空间,承载居民日常活动、公共交往等需求,活动参与多样性对中老年人的健康水平具有积极影响。从多维度参与形式出发,基于太原市社区调查数据,构建结构方程模型,对中老年人参与途径与体系进行综合性分析,认识其差异性与关联性,并分析其潜在关系及对生活满意度的影响机制。研究发现,场所依恋可正向调节中老年人的生活满意水平,直接和间接产生总效应值0.595,且场所认同感有助于提高社区参与活力;社区线下参与对生活满意度产生总效应值0.132,线上参与产生总效应值0.059,社区线下参与可影响线上参与,且二者为正向促进关系;人口学变量也可在一定程度上影响中老年人的生活满意度,且影响程度从大到小依次为受教育程度、居住方式、工作类型、年龄、性别。根据研究结果提出中老年人社区参与提升的优化策略,可为城市社区参与活力的激发和提升提供参考。