民机客舱热载荷的数值计算

以桌型客机为例,将客舱复杂围护结构划分为三部分。据此建立各区域单元结构的三维数值计算模型,并对不同外界环境下客舱的热流密度及传热量进行了数值仿真。结果与传统计算方法吻合良好,研究工作对于我国大型飞机热载荷的计算具有参考价值。     

基于热吸收分布的热声成像方法研究

注入电流式热声成像是一种电磁场与声场耦合新型成像技术,融合了传统电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率的优势,具有早期诊断的潜力.为了验证该方法在复杂生物组织结构中应用的可行性,本文分析了注入电流式热声成像方法基本理论,将脉冲激励电流注入目标体,在目标体中产生焦耳热,引起热膨胀激发超声波;将热吸收作为热声源,以低电导率的椭圆和长方形目标体为几何模型,进行电磁场和声场耦合分析,得到声源及声压分布;同时,搭建了成像系统实验平台,分别采用不同厚度猪骨质和模拟生物软组织的1 S/m低电导率仿体、新鲜猪肝离体组织嵌入0.5 S/m仿体,将脉宽0.8μs的脉冲激励电流源注入仿体,开展热声实验研究.采用1 MHz中心频率的超声换能器进行声压信号的检测,得到目标体的声压信号及猪肝仿体的B扫图像.研究结果表明:较薄较软的骨头遮挡实验所检测到的声压信号并无明显衰减,尽管硬骨对声信号起到了一定的衰减作用,但依然可以得到较清晰的声压信号,且声压波形均可反映凝胶仿体电导率变化的位置;猪肝仿体实验结果验证了该方法可反映低电导率生物组织电导率变化.该研究证实了该方法用于复杂生物组织成像的可行性,为推动多物理场耦合成像技术应用于人体疾病诊断提供了依据.     

基于MATLAB/GUI的采煤机工作机构载荷计算软件的开发

采煤机工作机构的载荷是采煤机设计与分析的一个重要指标,有效、准确地对采煤机滚筒载荷进行计算至关重要.基于Matlab语言.利用其强大的运算功能以及简洁、直观的GUI人机交互界面,设计出了人机交互友好、使用方便的采煤机工作机构载荷计算平台.并且对究煤集团＂含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部可靠性研究＂项目中采煤机工作机构的载荷进行了模拟和验证,得出该计算软件是可靠的,对处理复杂非线性载荷具有重要参考价值.     

大型露天煤矿拉铲开采工艺参数的计算方法

根据我国露天煤矿地质赋存特点,提出了拉铲倒堆开采工艺的联合作业方式,即露天煤矿上部剥离物和煤层采用某些开采工艺,最下部煤层上部的剥离物部分或者全部采用拉铲倒堆开采工艺。采用拉铲倒堆开采工艺时,倒堆剥离台阶采用抛掷爆破方式,将一部分剥离物直接抛掷到内排土场;然后配备大功率的推土机扩展平台,降低倒堆台阶高度;最后由拉铲将剩余的剥离物直接倒排至采空区。分析了露天煤矿拉铲开采工艺主要开采参数的确定原则,给出了主要参数的计算方法。     

压电驱动的载荷比拟方法

随着压电材料与结构大量进入航空航天结构控制领域,针对大型复杂结构的压电驱动计算与优化对计算方法提出更高的要求．本文提出并验证了压电驱动载荷比拟方法．使用该方法可以大大降低有限元模型规模,避免多压电铺层面内电压定义困难、简化材料参数在材料主向与单元主向之间的复杂转换,特别适合于结构强度工程人员进行压电驱动的振动与形状控制设计．     

复合材料瞬态热性能的简便计算方法及其适用条件

定义了复合材料的掺混度,探讨了利用有效导温系数计算复合材料热性能的条件,结果表明,对给定的精度要求,复合材料存在一临界掺混度,当复合材料的混合程度满足此临界条件时,可以利用有效导温系数的概念和合材料的内的逐时温度分布和通过它的逐时流密度,对于许多实际问题,上述方法可大大简化分析与计算。     

基于TRMM的降雨侵蚀力计算方法

总结现有利用常规气象站点观测降雨资料计算降雨侵蚀力的方法,提出了基于Tropical Rainfall Measuring Mission（TRMM）卫星3B42降雨资料计算降雨侵蚀力的方法,用3h平均降雨强度代替30min最大降雨强度进行降雨侵蚀力的计算,并计算了辽宁省大凌河流域2005年年降雨侵蚀力、月降雨侵蚀力和次降雨侵蚀力.通过与常规气象站点观测资料对比分析,发现TRMM数据可以很好地反映大凌河流域降雨的季节变化性,降雨总量和站点观测资料基本保持一致,并且能较好地反映降雨的空间分布性,可以更加准确地计算流域的降雨侵蚀力.该方法为解决土壤侵蚀计算中降雨强度资料缺乏的瓶颈以及流域降雨侵蚀力的计算提供了新途径.     

基于M-S模型的参数自适应图分割方法

基于图分割的分段常数水平集方法Mumford-Shah模型能够很好的处理多相图像,但由于Mumford-Shah模型本身固有的原因,该方法对于长度参数也很敏感。为了解决这个难题,本文给出了一个自动估计包括长度参数的模型参数的自适应方法,该方法根据图像的噪声方差大小来确定参数。该自适应方法与基于图分割方法相结合,能够解决模型对参数敏感的难题。最后,通过计算机生成的图像和实际图像的分割结果证明了该方法是有效的。     

基于矿床实体模型的地质储量计算方法研究

矿床三维地质模型是实现“数字矿山”的基础,本文以AutoCAD为平台,利用钻孔数据、断层数据等建立矿床三维地质模型,提出了一种快速构建矿床三雏地质实体模型的方法——包络面构模法。在建立矿床三维地质模型的基础上,介绍了一种基于矿床三维地质实体模型的储量计算方法,实现了矿床三维地质模型上任意闭合区域资源储量的查询,与传统地质储量计算方法相比,提高了计算的速度与精度。     

基于LBM方法的高速列车空气动力学计算

利用格子波尔兹曼方法计算了高速列车的空气动力学问题．计算采用真实非简化列车几何,千万量级空间网格．不同工况的结果均真实反应实际情况,表明格子波尔兹曼方法在实际工程计算中有非常广阔的应用空间．     

基于平均增益模型的连续型(1+1)进化算法计算时间复杂性分析

连续型进化算法的计算时间复杂性分析是进化计算理论研究的一项公开难题,目前相关研究成果较少.针对连续型(1+1)EA,基于适应值差函数提出了平均增益模型及其分析方法,给出了平均计算时间的计算理论,为算法的计算时间复杂性分析提供了依据.在此基础上,研究还选取了学术界关注的球形函数作为研究对象,分别推导了变异步长满足标准正态分布和均匀分布的连续型(1+1)EA在优化球形函数时的平均增益,并估算出了它们的平均计算时间.理论分析说明:1)两种算法的计算时间复杂性都是指数级的;2)在给定相同精度和初始适应值差的前提下,采用均匀分布变异算子的算法其寻优速度优于采用标准正态分布变异算子的算法.进一步地,通过数值实验对理论分析结果进行了验证,结果表明平均增益模型分析是有效的.     

基于制造定制的产品工时定额快速计算方法

为了保证制造定制生产方式下能够有效、快速、精确的确定产品的工时定额,提出了一种快速制定工时定额的方法.该方法通过成组技术和模块化思想对定制产品进行模块划分;并综合考虑了实际操作和知识经验对制定时间定额的因影响作用,在时间模块的基础上建立作业模块和补偿模块;采用不同的技术手段制定其时间定额,再构建时间模块数学模型;通过时间模块的快速组合计算产品的工时定额.最后,通过实例证明了其可行性及有效性.该方法可以拓展到设计定制、装配定制等多种定制形式下的工时定额的高效制定,具有较强的通用性.     

基于衰减频率特性法的PI控制器稳定参数判定方法

在进行大范围控制参数寻优时,往往会遇到计算量过大的问题。为了减小寻优的计算量,提高程序运行的效率,本文基于衰减频率特性法,针对一阶环节加延时环节对象和任意不含延时环节对象,给出了一种判定PI控制器稳定参数的计算机实现方法。仿真实验表明：此判定方法使得计算量大大减小,寻优时间大大缩短,且易于计算机实现。     

基于参数优化的平动点轨道族简单生成方法

在圆限制性三体问题框架内,针对不同类型平动点轨道的特点,提出一种基于优化算法的平动点轨道生成方法.通过设定轨道特征点,以轨道闭合程度为目标函数,使用优化算法寻找精确的初始状态,可得到闭合程度很高的平动点周期轨道;以航天器在限定区域自主运行时间为目标函数,使用优化算法将航天器状态不断修正到稳定流形上,理论上可得到任意时间长度的平动点拟周期轨道.这种方法简洁高效,通用性强,灵活性高,不需要使用任何解析方法即可得到多数典型类别的平动点轨道.将其应用到深空探测轨道任务中,将大大降低平动点轨道的计算难度,为平动点轨道设计提供一种新的思路.     

基于多物理场耦合计算的正六边形微通道热沉构形研究

提出了新的微通道正六边形热沉分别在无回流、边缘回流和中心回流3种回流方式下4种通道结构的设计原型,基于热-流-力-应变的多物理场耦合计算,研究了回流方式、微通道分支数和微通道分布演化对正六边形热沉的最大热阻和基于耗散的当量热阻的影响,并进行了热应力和形变分析.数值计算结果表明:以最大热阻最小化和当量热阻最小化为目标, 3种回流方式中的中心回流式为最佳回流方式,中心回流式六分支微通道正六边形热沉按上层微通道沿六边形内切圆半径分布、下层微通道沿六边形外接圆半径分布为最优构形,可使传热性能最优,且最大热应力为0.28 GPa,比硅的屈服强度小1个数量级以上,最大形变为1.4μm.所得结果可为实际微通道热沉提供多学科设计的理论支撑.     

基于单传感器的旋转叶片振动测量与参数辨识方法

叶尖定时技术作为一种非接触式叶片振动测量方法,是叶片状态监测的有效手段.针对叶尖定时采样数据存在的高度欠采样特点,目前已提出多种叶片振动测量与参数辨识方法.然而,现有方法大多需要在机匣上安装多支传感器,并对传感器的位置分布具有较为严格的要求,在工程实践中可能难以实现.针对这一不足,本文提出一种基于单传感器的旋转叶片振动测量与参数辨识方法.根据叶尖振动与传感器输出脉冲信号的关系,分析了利用单传感器的叶片振动测量和叶片振动参数辨识原理,使用仿真模型对该方法进行了验证,并分析了不同噪声水平对叶片振动参数辨识结果的影响;进一步利用旋转叶片试验台开展试验研究,通过与叶片动应变测试结果对比,验证了方法的有效性.     

基于Favré平均的高超声速可压缩转捩预测模型

本文在Favré平均的框架下推导了可压缩层流脉动动能输运方程,并根据一定的假设和尺度分析封闭了该方程.通过将Favré平均层流脉动动能方程与Favré平均Navier-Stokes方程联合求解,构造了适用于高马赫数的层流-湍流转捩位置预测模型.应用所发展的可压缩模型及不考虑其显式可压缩项的模型对来流Mach数为5.91的裙锥绕流进行了数值模拟,给出了不同壁面条件下边界层的转捩位置,并与现有的基于参考温度进行可压缩修正的转捩模型计算结果以及实验结果进行了对比,表明所发展的模型在高超声速流动转捩预测上具有更高的精度.     

基于变形时间效应的高速铁路地基压缩层厚度计算方法

路堤荷载作用下地基变形是高速铁路路基沉降的主要来源,地基有时间效应的变形是引起高速铁路长期服役性能劣化的核心因素,掌握具有变形时间效应的地基土层区域是合理计算地基工后沉降、优化地基加固方案的技术关键.基于分形的无标度特性,确立塑性变形速率随时间的分形关系,揭示了地基土变形随荷载水平呈现快速稳定、长期稳定、长期破坏和快速破坏的四种演化状态类别,提出了表征变形速率变化快慢的土体变形状态"分维数判别法";开展了单元结构填土模型和三轴流变试验,获得了中低压缩性粉质黏土的变形状态荷载阈值及其与抗剪强度或极限承载力的比值;基于摩尔-库伦准则,采用强度折减方法,获得了地基土变形状态强度参数,结合地基土中应力,得到了由库伦强度理论表达的变形状态控制方程,明确了地基沿深度具有时间效应变形区域的深度即为基于变形时间效应的地基压缩层厚度.提出的"时间效应法"确定压缩层厚度为进一步完善高速铁路的地基沉降计算提供了理论依据和实验支撑.