响应面法优化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中以纤维素基固体酸为催化剂对葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的反应过程进行了研究,并通过响应面法对葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的反应条件进行了优化.选取反应温度、反应时间和催化剂用量3个因素进行Box-Behnken设计,利用Design Expert 8.0统计软件进行数据拟合,建立葡萄糖转化率和5-羟甲基糠醛得率与各因素之间的数学模型,并通过方差分析和验证实验证明了得到的数学模型是可靠的.经响应面法优化后,纤维素基固体酸催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的最佳反应条件为:反应温度160℃,反应时间15 min,催化剂用量50 mg.且在该反应条件下葡萄糖的最大转化率为80.1%,5-羟甲基糠醛的最大得率为47.1%.     

商用车混合动力电控转向系统的操稳性与节能性

为了提高重型商用车的高速转向"路感",并降低转向系统能耗,在电液复合式转向系统的基础上提出了一种带有助力矩耦合装置的混合动力电控转向系统(electronically controlled hybrid po-wer steering system,ECHBPS).阐述了ECHBPS的结构组成和工作原理,以降低转向系统能耗为目标,对液压助力子系统参数进行了重新匹配,根据驾驶员在不同车速下偏好的转向盘力矩,设计了电动助力子系统和液压助力子系统的助力特性曲线,建立了ECHBPS功率损耗模型.进行了Matlab/Simulink与Trucksim的联合仿真,结果表明:与传统的液压助力转向系统(hydraulic power stee-ring system,HPS)比较,在原地转向工况下,ECHBPS转向轻便性提高了21.3%;在转向盘中心区转向工况下,ECHBPS的转向"路感"提高了108.96%;在转向工况及直线行驶工况下,ECHBPS能耗分别降低了15.74%和62.61%.     

复合材料螺旋桨非定常流固耦合特性数值分析

针对船用复合材料螺旋桨在非均匀流中的水弹性问题,采用雷诺平均纳维-斯托克斯方法(RANS)和有限元方法(FEM)分别求解螺旋桨流场和结构场,并结合滑移网格和动网格技术,建立了船用复合材料螺旋桨双向瞬态流固耦合计算方法.以DTMB4381桨为对象,采用ANSYS ACP构建复合材料桨有限元模型,计算了正交各向异性碳纤维复合材料(CFP)桨在均匀流场和非均匀流场中的水动力性能和结构响应.研究表明:CFP桨的流固耦合效应较小,在均匀流中具有与刚性桨基本相当的水动力性能;CFP桨在非均匀流中桨叶结构响应(位移、速度和加速度)在高伴流区域、叶梢和导边区域较大,变化也更为剧烈.     

面向混合不确定性的可靠性设计优化方法研究

针对可靠性设计优化过程中,模型受到不确定性参数的影响而使计算可靠度困难的问题,提出一种面向设计变量和参数同时存在不确定性情况下的可靠性指标计算方法.基于克里金响应面进行估值,计算数据分布特征,拟合数据分布的概率密度函数,形成混合不确定性的统一量化表达形式,根据可靠性理论的应力强度干涉模型,使用联合概率积分法计算得到设计点的可靠度.在此基础上构建基于克里金响应面的可靠性设计优化流程,实现设计变量和参数同时存在不确定性时的可靠性设计优化.通过典型算例进行分析,计算结果表明:与只含有设计变量不确定性的情况相比,该方法可有效应对参数不确定性造成的影响.     

基于PDEM的TTR参数振动响应分析策略

提出了一种基于概率密度演化方法(PDEM)的结构动力可靠性分析策略,以一个特定的顶张紧式立管(TTR)为算例,计算了其随机参数激励振动响应的平均超越率,进而较为准确地评估了立管的动力可靠性.同时,还分析了立管发生参数共振时其响应概率的重尾分布特性.最后,分析了立管振动系统中的阻尼、参数激励强度和参数激励频率对立管振动响应的影响.结果表明:增大阻尼和减小参数激励强度可以起到减弱参数共振的效果,但是在设计阶段,最为有效的避免参数共振的方法是调整结构的各阶固有频率,使其远离参数激励谱峰值频率的一半;当各阶固有频率与谱峰值频率的比例不在46%～67%范围内时,参数共振效应很弱,可以忽略不计.     

变航态推进器设计及水动力性能分析

为了改善变航态推进器的推进性能,设计了一种将前桨和后桨集成安装的水下变航态推进器.该变航态推进器采用了高速航态前桨和低速航态后桨相结合的方式,通过两个螺旋桨的转速匹配来提高推进性能.使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,对推进器周围的流场进行网格加密,采用滑移网格实现螺旋桨的旋转.使用雷诺时均-斯托克斯(RANS)方法对变航态推进器的水动力特性进行了分析.从数值模拟结果可以看出:转速匹配有利于水动力性能的提升,但由于存在摩擦阻力,转速匹配不能完全抵消高速螺旋桨引入所带来的水动力性能下降;同时,旋转的前桨有助于降低后桨表面受到的不定常力.     

船行波对系泊船舶影响的数值计算

针对限制水域中船行波对系泊船舶的影响问题,运用重叠网格技术,基于数值方法的有效性验证,对系泊船舶在船行波中的运动响应及受力进行了数值计算分析,探讨了不同航速、航道几何形状及码头形状对船行波中系泊船舶的运动响应和受力的影响规律.结果表明:航行船舶的航速对系泊船舶的运动响应及波浪力有显著的影响,当航速增大30%时,橫摇最大幅值和横向力最大幅值分别增加了14倍和6倍;不同码头形状对系泊船舶的影响程度不同,直壁式航道中系泊船舶受到的横向波浪力和横摇的最大幅值几乎是在斜坡航道中的2倍,而斜坡倾角的变化对系泊船舶的运动影响则较小.     

高频振动沉桩动力响应研究

依托昆明滇池国际会展中心4号地块深基坑钢管支护桩振动沉桩工程实例,通过现场勘测、室内土工试验,基于Midas GTS NX有限元软件建立的三维动力沉桩模型,通过对比分析纵横空间不同点位的动力响应,研究了在10 s激振力作用下钢管桩及其周边土体的位移场、速度场以及加速度场的变化及分布情况.研究结果表明,随着时间的推移,钢管桩沉桩位移曲线大致呈直线分布,速度逐渐减小,加速度呈波形正负交替变化;桩周土体位移呈圆形向四周扩散,速度逐渐增大,加速度随着距钢管桩管壁距离的增大,先逐渐减少,之后变为负值,最后又趋于零.     

杜氏盐藻(Dunaliella salina)对重金属铜胁迫的生理响应

将不同质量浓度的CuCl_2溶液添加到培养基中,研究重金属铜对杜氏盐藻(Dunaliella salina)胁迫的生理响应.分别用不同质量浓度的CuCl_2溶液培养盐藻,检测盐藻的光合色素、可溶性多糖、蛋白质、SOD及MDA质量浓度的变化.结果显示,铜可抑制盐藻细胞的生长,且呈剂量-效应关系,72 h的EC50为9. 55 mg/L.随着铜质量浓度的增加,各质量浓度组盐藻细胞内叶绿素a、b、总叶绿素、类胡萝卜素、多糖和蛋白质质量浓度均显著性降低(P 0. 05或P 0. 01).铜可导致盐藻细胞氧化损伤,随着铜质量浓度的升高,SOD活力先升高后降低,MDA质量浓度升高.表明铜可以抑制盐藻细胞内光合色素、多糖和蛋白质的合成.盐藻对铜胁迫的响应机制可能是通过抗氧化防御系统.     

脱粘对桁架式钢管混凝土拱肋动力性能的影响

为了解脱粘对桁架式钢管混凝土拱肋动力性能的影响,基于完全脱粘假设选择合理连接单元,运用ANSYS软件建立了总溪河大桥桁架式主拱肋脱粘与完全粘结模型,分析了在全跨、双侧拱脚、单侧拱脚和跨中拱肋脱粘的情况下主拱肋的动力特性。计算结果表明,在全跨范围脱粘状态下,前五阶频率有较明显的下降,其中第三阶下降达27.37%;不同位置脱粘对面内弯曲频率的影响大于对面外弯曲频率的影响,但对一阶扭转频率影响不大;不同位置脱粘对各阶频率的影响是,双侧拱脚脱粘的影响大于单侧拱脚脱粘的影响,单侧拱脚脱粘的影响大于跨中拱肋脱粘的影响。