温度场与温度梯度场的均匀化

基于模拟退火算法和仿生优化方法,分别以均匀化温度场和均匀化温度梯度场为目标,对二维导热问题进行了数值研究,优化了高导热材料的分布．研究结果表明：这2个优化目标之间存在一定的一致性,而仿生优化方法可以有效的节约计算时间;此外,对2个优化目标而言,高导热材料的填充量和导热系数比都存在阈值,高导热材料的填充量和导热系数比超过阈值后,其增加对均匀化温度场与均匀化温度梯度场的作用不再明显．     

求解椭圆方程的径向基无网格配置法

针对一、二维椭圆方程构造了径向基无网格配置法;给出了解的存在唯一性;同时得到了基函数中自由参数c与求解精度的关系,以及节点均布时自由参数最佳取值的计算公式。将节点均布下得到的自由参数取值公式应用于节点任意排列的情况,其求解精度仍能得到保证,表明这种无网格方法对节点的位置不敏感。     

适用于复杂地形海域的溢油模拟系统

建立了三维耦合模型用于预报海上溢油的轨迹和最终归宿.模型包括水流与输移–归宿两个模块.水流模块采用非结构有限体积、波流耦合数值模型.采用非结构网格,模型可以灵活地模拟包含众多岛屿、曲折岸线等复杂地形区域发生的溢油事故.在输移–归宿模块中采用粒子追踪法模拟油膜的输运.水平扩散采用随机走动方法模拟,而垂向扩散过程则通过Langeven方程进行求解.油的迁移过程包括对流、扩展、紊动扩散、附着在岸边、沉降到海底等;转化过程包括挥发、溶解、乳化等.此外,光化学反应、水解、生物降解能够改变油的特征,减轻油的污染,模型中亦作了考虑.该模型可以用于瞬时和连续溢油的情况,不仅可以用于模拟油,也可以模拟其它与油的密度相近的有害物质的泄漏.应用建立的溢油模拟系统对渤海海峡发生的突发性溢油事故进行了模拟.     

基于AGENT架构的结构静动态协同优化方法研究

提出一种机械系统静动态协同优化模式以及本体投影关系. 在此基础上构造了一种基于AGENT架构的结构静动态协同优化设计系统. 该系统由2个AGENT群体构成: 优化AGENT群体和有限元分析AGENT群体. 其中优化AGENT群体由系统优化、子模型优化和优化管理组成. 3类AGENT构成星形结构. 有限元AGENT群体采用分布协同的双层结构. 详述了有限元AGENT群体的结构及其协同工作的过程. 最后以液压挖掘机工作装置的结构为例, 用一个原型系统对这一架构在原理上的可行性进行了初步的验证.     

基于PCE代理模型和贝叶斯优化的结构参数快速反演方法

为保证工程结构的安全,根据实测资料进行反演分析,获取真实环境下的材料参数值具有重要价值.而现有的参数反演方法普遍存在计算效率与精度不可兼得的问题.本文利用小样本构建基于混沌多项式展开(polynomial chaos expansions, PCE)的高精度代理模型,并采用贝叶斯优化进行参数反演.新方法基于大型结构响应随机量化方法,充分利用复杂因素影响下结构响应随机特性,并依据贝叶斯后验更新方法,仅需要少量正向计算样本,便可高效、精确地进行大型结构的参数反演.某混凝土拱坝材料参数的反演算例表明,与基于贝叶斯优化算法直接进行迭代优化反演方法和基于Kriging代理模型的反演方法相比,本文所构建的方法具有优异的计算效率,适合于大型复杂结构问题的快速反演,为实际工程中在线反演和实时预测提供了新的发展维度.     

基于GPRS的远程抄表监控设计与研究

本文参考了用电远程监测系统领域的现阶段技术,设计并实现了一种基于以GR64通信模块和高性能的ARM7器件LPC2294的用电远程监测系统。先简述了GPRS通信业务及GR64模块的特点,然后重点介绍了基于GPRS的抄表监控系统的组成及原理,给出了硬件结构图,并详细阐述了具体的软硬件设计过程。实际应用表明,该系统在实现远程抄表、实时监控、防窃电功能的同时还具有性价比好等优点。     

基于DSM的产品协同开发流程优化方法研究

针对传统的按职能分工部门之间的壁垒造成产品开发过程中的信息传输迟滞,以及流程活动冗余造成的流程运行时间长的问题,从时间的维度进行产品开发活动的协同管理,建立流程活动间信息交互模型,以实现流程活动间信息传递的量化和无量纲化。根据流程活动间信息依赖关系,建立基于设计结构矩阵（Design Structure Matrix,DSM）的产品协同开发流程结构矩阵,用模糊聚类方法对流程进行优化,并建立了流程优化算法,通过实例验证该方法的可行性。     

基于自然边界元与有限元耦合的重叠型迭代算法

了更充分地利用有限元与自然边界元各自的优点,并尽量减少由于方法的局限性造成的在计算量及计算精度上的不足,本文引入了有限元与自然边界元耦合的方法。在文中简单介绍了自然边界元法及其与有限元耦合的原理,通过设置含有重叠区域的圆形人工边界,实现自然边界元与有限元的耦合,并把该方法应用到无界区域的实际算例中。从计算结果的比较中可以看出自然边界元与有限元耦合算法的收敛速度更快,充分体现了耦合法在解决无界区域问题上的优越性。     

基于控制理论的透平叶栅气动反设计优化

本文应用控制理论,采用提出的基于网格节点位置坐标直接变分法,研究建立了一般性优化问题的伴随系统,研究发展了基于控制理论的轴流式透平叶栅气动反设计优化方法与系统.该伴随系统的推导过程以尽可能的减少计算资源为宗旨,应用分部积分公式和连续伴随方法,最终得到的目标泛函变分的表达式中仅仅含有网格坐标变分的边界积分项,避免了梯度计算过程中网格内部节点的重复生成,相对于传统的伴随方法更进一步节省了计算资源.伴随系统的数值求解采用ROE格式近似黎曼通量和显式五步龙格-库塔时间推进法,并使用多重网格技术和当地时间步长加速收敛.为验证本文伴随系统的稳定性、通用性、收敛性和精确性,通过定义不同的目标函数进行了考核,研究结果表明,本文所研发的伴随系统和反设计优化系统具有优秀的鲁棒性和高效性,能够有效应用于轴流式透平叶栅气动反设计优化中.在此基础上,结合本文所研究的气动优化理论,建立了应用Euler方程和N-S方程的伴随方法叶栅气动反设计优化方法与系统,研发了轴流式叶栅的二维、三维无黏及黏性条件下的压力反设计、等熵马赫数反设计软件,成功进行了数值算例研究,验证了该优化系统的有效性和经济性.     

基于开放式的错误处理机制的设计与实现

本文探讨了软件项目中错误处理机制的作用及应用需求,结合软件项目开发中的实践经验,利用XML进行配置和描述,巧妙地设计与实现了一种通用的,基于开放式的错误处理机制,该机制配置灵活、操作方便、通用性好.     

体外预应力加固钢筋混凝土梁式空心板桥的有限元分析

以内蒙古通辽市境内的公德屯桥为工程实例,通过静载荷试验说明桥梁需要加固,采用有限元程序ANSYS进行有限元建模研究和施加横向预应力的仿真计算,把均匀设计理论引入加固设计中.研究了各因素对挠度校验系数、应变校验系数的变化规律,综合考虑确定了优化设计方案.通过对加固前、后主梁跨中截面对比分析可知,采用施加横向预应力的方法来对钢筋混凝土空心板桥进行加固,能有效改善荷载横向分布情况,增加空心板结构间的横向联系,避免单板受力现象,且加固效果明显.     

基于有限元方法的圆筒直线感应电机边端效应分析

本文采用基于有限元方法的Maxwell 2D软件对圆筒直线感应电机进行磁场研究和运动仿真。仿真结果表明电机推力随速度的增加出现明显下降,验证了边端效应对电机性能影响的理论分析。     

基于有限元方法的圆简直线感应电机变化气隙场瞬态特性分析

本文将电机的三维场问题转化为二维场问题,运用有限元法对圆筒直线感应电动机的二维电磁场进行了数值计算。在此理论分析的基础上,采用电磁场分析的专用软件AnsoflMaxwell2D对样机的瞬态特性进行仿真分析,得到电机运行过程中某一时刻的磁感应强度分布、磁力线、电流密度及气隙磁密等曲线;并在加额定电压条件下,研究了不同气隙下电机磁场及力特性的变化,将分析结果用来指导直线感应电机的理论研究以及本体和其控制系统的设计。     

基于等离子体X射线多通道弯晶谱仪的设计与研究

为诊断0.165～0.775 nm和0.014～0.165 nm范围的软硬X射线,研制了一台多通道(四个反射通道和一个透射通道)柱面晶体谱仪.利用光电检测单元获得了由Qz、LiF和Ge制成的多种不同晶体取向弯晶衍射等离子X射线谱相.谱仪采用离线标定和在线复位技术,可降低由于光源不准引起的光谱偏差,已应用在激光装置的诊断实验上,达到了惯性约束核聚变(ICF)实验要求.     

基于结构元方法的矿井机械模糊可靠性分析

应用模糊结构元理论,对矿井可修复机械设备可靠性中的有效度进行研究.首先,定义了模糊可靠度、模糊维修度和模糊有效度,并应用结构元理论对其进行表示.提出了相关的运算定理,在此基础上,再运用结构元理论对模糊有效度进行表示.之后,提出了正序,该序为全序.最后,用算例计算模糊有效度,通过正序对有效度进行比较.结果表明,运用模糊有...     

基于响应面法的汽车操纵稳定性多目标优化

利用ADMS／CAR软件建立整车的虚拟样机模型,对其进行转向盘转角阶跃试验和蛇形试验,井根据相关评价计分标准,得到整车模型在这两种试验中的评价计分值。然后以客观定量评价指标为目标函数,利用ADAMS／Insight及Matlab软件结合响应面法对整车的操纵稳定性进行多目标综合优化,优化后的评价计分值明显提高,表明此方法可以用于汽车操纵稳定性的多目标优化。     

基于Pro／M对齿轮泵齿轮轴的精确建模和模态分析

以Pro／E为平台,依据方程精确建立齿轮泵的齿轮轴三维实体模型,并以振动力学和有限元理论为基础,建立齿轮轴的有限元模型,利用Pro／E集成环境Pro／MECHANJCA对其进行模态分析,计算出其前4阶固有阵型和固有频率,为齿轮泵的齿轮轴优化设计提供理论依据;为其动力响应的计算奠定了基础;为改善齿轮泵的动态特性、避免共振的发生、提高其工作的可靠性提供了一种方法。     

基于数字图像相关方法的剪切带宽度的影响因素分析

将粒子群优化算法引入到数字图像相关方法之中,利用两种相关系数公式,研究了样本子区的尺寸、相邻样本子区中心点在垂直于剪切带方向上的距离、最大迭代次数、剪切带宽度理论值和剪切带的剪切应变对剪切带宽度计算结果的影响.研究发现,随着样本子区尺寸的增加,剪切带宽度的测量结果越来越远离剪切带宽度的理论值;当剪切带的剪切应变较大时,随着样本子区尺寸的增加,剪切带宽度的计算结果变化较大;计算得到的剪切带的宽度通常都小于剪切带宽度的理论值,除非剪切带宽度的理论值或样本子区的尺寸取值较小时.     

基于Benchmarking技术的汽车侧面碰撞建模与仿真试验

介绍了Benchmarking技术的概念和基本工作流程,并根据某车型所进行的Benchmarking数据,建立了包括车身结构、发动机和底盘系统在内的整车有限元分析模型根据ECE R95法规进行了整车侧面碰撞仿真试验,通过对比仿真试验的结果与实车侧面碰撞试验的结果,验证了模型的有效性。本文的研究方法为Benchmarking技术在汽车碰撞安全分析上的应用提供了参考。