山东半湿润井灌区精细地面灌溉技术试验

在山东半湿润井灌区选择典型试验区,连续2 a开展冬小麦精细地面灌溉试验。通过大田地面灌水试验,研究项目区地面灌溉的适铀灌水技术要素。采用地面灌溉模拟模型(SRFR模型)对各次灌溉试验进行数值模拟,在验证模型精度的同时,研究不同畦长、地面坡降、单宽流量和闭口成数组合条件下畦灌的灌水过程和灌水质量,提出试验区地面灌溉灌水技术要素参考值,为山东半湿润井灌区地面灌溉技术参数的优化提供依据。通过分析试验结果提出建议:(a)推广精细平地技术,适当减小田面坡降,提高田面平整度;(b)畦长以60~70 m为宜;(c)入畦单宽流量控制在3~6 L/(s.m)为宜。     

基于强度折减与ANN-GA模型的采场结构参数优化

为了得到合理的采场结构参数,对采场矿柱进行强度折减,采用矿柱塑性破坏区贯通作为相邻采场整体失稳的判据,参照类似矿山,确定采场结构参数选取范围,并结合FLAC3D数值分析软件得出选取范围内的数组参数组合下的安全系数,将所得安全系数作为BP神经网络的训练样本拟合各组合参数与安全系数之间的非线性关系.根据矿山工程实际情况,确定遗传算法适应度函数,从而搜索出选取范围内适应度函数的最优解以及最优解所对应的参数组合.结果表明:以某一铜矿为例,运用该方法求得最优解为0.2,对应的参数组合为:控顶高度7m,矿房跨度12m,矿柱宽6m.大大减少了数值模拟工作量.     

基于实验的翅片管换热器计算模型及其软件平台

在通过大量的实验获得修正系数的基础上，设计了一个通用的换热器计算模型和选型与设计检验的软件平台，其中通过引入新的计算方法，提高了收敛效果和计算速度，填补了国内翅片管换热器选型和设计检验软件方面的空白。2年的实际使用证明了该方法的有效性。     

核动力装置热工参数优化计算

本文通过建立核动力装置热力计算数学模型,采用序贯加权因子惩罚函数法,以装置重量或体积作目标函数,在微机上进行优化计算,得出不同轴功率下装置的最佳设计参数及对应的重量体积。并通过对各设计变量的灵敏度分析,得出其变化规律。     

基于WENO格式的一维溃坝波的数值计算

应用高精度加权本质无振荡(WENO)格式构造了溃坝水流计算的数学模型,模拟了坝体瞬间全溃时洪水波的运动过程,并将计算值与理论解进行了比较。结果表明,WENO格式精度高,稳定性能好,能够很好地模拟溃坝波的演进过程。     

基于声速定义的灰岩冲击损伤参数的计算范围

利用一级轻气炮对灰岩进行冲击损伤实验,并对回收样品进行了超声波测试,在此基础上建立了衰减系数和损伤变量、冲击损伤耗散能的拟合关系式.将岩石高速冲击损伤实验所获得的损伤参数D=0.40作为破碎区的边界,对现场爆破漏斗实验进行了数值模拟,证明应用D=0.40作为破碎区边界完全可行.     

基于ANSYS的压力容器壁厚优化设计研究

建立了压力容器壁厚优化分析的数学模型,采用一阶优化方法对其壁厚进行了数值分析.结果表明:用优化分析法设计压力容器结构,可以有效地减少制造时所需材料,降低制造成本,使设计方案更趋合理.     

基于分层Boussinesq类模型的孤立波爬坡模拟

 波浪爬坡是自然界中普遍存在的现象,是近岸防波堤等结构物设计需要考虑的因素。本文采用分层Boussinesq类方程对近海岸波浪爬坡开展数值模拟研究,采用有限差分方法数值离散二层Boussinesq类方程,建立数值波浪模型。根据Synolakis 1986年的物理实验,数值模拟孤立波在梯形水道上的爬坡,验证了分层Boussinesq方程波浪模型在该研究中具有很好的适用性和较高的精度。模型较好地预报了波浪爬高的变化趋势。预报的波浪爬坡高度大于实验测量值,主要原因是实际的底摩擦大于模型中的底摩擦。     

基于RAMMS-AVALANCHE模型的雪崩模拟参数敏感性分析

以巩乃斯大陆性气候雪崩危险区为研究背景,建立三维数字地形模型对雪崩运动过程进行模拟。研究RAMMS雪崩数值模拟结果的影响因素,分析计算网格分辨率、雪层断裂深度、摩擦系数3种参数值对模拟结果的影响程度及敏感性。通过单因素分析法对比不同参数下模拟结果进而得出3种参数的影响程度,采用灰色关联法分析参数对模拟结果的敏感性。结果表明：选择合适的计算网格分辨率能提高模拟结果的准确性;雪层断裂深度每减少10%,流动高度变化率在5%～7%;流动速度变化率在1%～2%;冲击力变化率在2%～3%;而摩擦系数的大小主要对堆积区特征值和雪崩停止时间产生较大影响,对运动过程中的特征值影响较小。在此基础上进行敏感度计算,根据计算结果确定各特征值最大影响性时参数的主次关系。研究结果明晰了雪崩模拟各输入参数的敏感性,可有效提高雪崩数值模拟参数选取的合理性和计算结果的准确性,为雪崩灾害危险程度分析提供依据。     

软包装塑料振动分选机筛面运动参数优化

根据软包装塑料振动分选机的运动情况,得出物料在筛面上的相对运动方程.通过建立优化参数的数学模型,对同一筛面上不同密度的相似物料进行分选参数优化,得出使物料成功分选的最佳参数.     

棉花优化灌溉制度基本参数的确定

根据山西省多年的灌溉试验资料和研究成果,确定了棉花优化灌溉制度的基本参数。     

缓坡畦灌地表储水形状系数对入渗参数估值的影响

Maheshwari法在估算入渗参数时取地表储水形状系数为定值，但已有研究表明该值并不恒定，针对这个矛盾，分析了地表储水形状系数随水流推进距离的变化规律，研究了畦灌地表储水形状系数对Maheshwari法入渗参数估值的影响．利用水位传感器观测地表水深沿畦长方向的分布，计算对应不同水流推进距离的地表储水形状系数；设定不同的地表储水形状系数，分析Maheshwari法入渗参数估值对地表储水形状系数的敏感性．结果表明，地表储水形状系数随水流推进距离增加而增加，但在推进距离大于50m时，增大趋势渐缓；其不同取值对入渗参数估值的影响显著，随着地表储水形状系数取值的逐渐增大，Kostiakov入渗模型的入渗系数逐渐减小，入渗指数逐渐增大．因此，地表储水形状系数取值对Maheshwari法入渗参数估值的影响不可忽略，对于缓坡畦灌，应用Maheshwari法估算入渗参数时，水流推进距离不应小于50m．     

基于响应曲面法的割缝筛管结构参数优化

割缝筛管完井是目前国内外出砂地层普遍使用的一种完井方式,随着服役数量和服役年限的增加,筛管失效问题也日益凸显。本文基于弹塑性理论,建立了割缝筛管三维参数化FEM模型,研究了在大地围压作用下筛管的缝长、缝间距、周缝数对筛管强度和过流能力(生产能力)的影响规律。试验选用三因素两水平的响应曲面分析法,得出了高应力区域体积和过流面积二次多项式数学模型。结果表明：缝长与高应力区域体积和过流面积成正比;周缝数与高应力区域体积成反比,与过流面积成正比;缝间距与高应力区域体积和过流面积成反比。在限定条件下,布缝参数选择缝长小于70 mm、缝间距大于15 mm,周缝数大于60条,可同时获得较强的力学性能和较好的过流能力。研究结果为优化割缝筛管布缝参数提供了理论依据。     

基于响应面模型的结构疲劳寿命优化方法

针对基于疲劳寿命的结构优化耗时长的缺点,该文将抗疲劳设计方法和优化技术相结合,研究一种基于响应面模型的结构疲劳寿命优化方法.以飞机起落架为研究对象,采用动力学仿真获得子结构疲劳寿命分析的载荷谱.以拉丁超立方试验设计方法建立了疲劳寿命的二次响应面模型,实现了某型飞机起落架前撑杆结构疲劳寿命优化设计,使其疲劳寿命提高了5.4倍.优化结果验证了方法的有效性.     

波涌畦灌技术要素设计方法研究

根据大量试验研究成果，提出了波涌畦灌灌水技术要素设计的理论方法和经验方法。经实际应用表明，该法设计的波涌畦灌技术要素能使波涌灌达到最佳的节水和灌水效果。这一研究为波涌畦灌技术的推广应用奠定了基础。     

基于数值模拟的网络安全风险量化参数优化分析

为了解决传统方法无法得到有效参数,导致建立网络安全风险量化模型量化精度低的弊端,通过数值模拟方法研究了网络安全风险量化参数优化问题。针对主机风险计算,依据主机所处状态对风险向量进行定义,通过加权计算得到合理的权重函数,将主机直接风险值和间接风险值结合在一起,获取主机风险值。将主机风险值相加求和,求算数平均值,获取网络在某时刻的平均风险值。针对风险值中的复杂函数,采用引入时延的支持向量机方法建立网络安全风险量化模型,对其进行描述。针对建立的网络安全风险量化模型中的重要参数惩罚因子和核函数宽度系数,采用蚁群算法进行初寻优,对待优化参数进行数值模拟,得到最优惩罚因子为10,最优核函数宽度系数为0.112。结果表明：采用所提方法对网络中主机1进行安全风险量化,得到的结果和主机1实际风险情况相符,研究其它主机可得到相同结论;所提方法对网络安全风险量化值和实际结果最为相符;所提方法量化结果误差最低。可见所提方法参数优化性能优,对网络安全风险量化精度高。     

基于超材料结构的表面波滤波性能优化机理

声表面波(SAW)滤波器在现代生产生活与军事中有着广泛的应用。SAW滤波器制造成本比较高,成本与性能的性价比比较低。为了推动SAW滤波器的应用发展,需要进一步提升其性能。利用声学超材料结构设计新型SAW滤波器基片,可以有效提高SAW滤波器的滤波性能,并有效改善现有滤波器在带宽控制方面的问题。利用声学超材料设计了一种新的SAW滤波器基片。这种基片相较于现有产品,不仅成本比较低廉,在信号处理等性能方面也有比较大的优化。研究结果对SAW滤波器的应用和声表面波滤波性能的优化有着重要的意义,有很好的现实价值。     

过模高功率太赫兹表面波振荡器优化设计

提出了一种新型过模高功率太赫兹表面波振荡器,其中慢波系统是由一段过模圆柱波导内壁沿圆周方向平行挖去若干个均匀环形槽构成,相邻槽间距固定不变.该结构较之传统的单模结构能有效降低管内电场强度,避免场击穿,提高系统的功率容量.同时,提出了一种基于表面波工作机制的综合选模方案,即通过电动力学结构选模及电子注参数选模相结合,使系统稳定工作于单模表面波状态,从而达到模式选择的目的.该方法能有效解决过模慢波系统内的模式竞争问题.利用2.5维粒子模拟程序UNIPIC对振荡器进行了物理设计和性能优化.得到了一套最优工作参数.在500 kV电子注电压、1.5 kA电子注电流条件下,模拟得到了42 MW的峰值功率输出,振荡频率高于0.14 THz,模式为TM01,信号的时域波形及频谱特性良好.     

地下空洞的面波探测

 利用有限元方法对Rayleigh 面波的波场特征进行数值模拟,比较不同网格长度对Rayleigh 面波频散的影响,针对20 Hz的主频震源,确定当网格划分长度为0.5 m 时可满足要求。由于Rayleigh 面波散射的时距关系为双曲线,在地面布置检波器可接收到地震信号,根据地震记录所携带的地质信息对非均匀地质体进行查找,通过数值模拟验证其有效性。以Lafayette 体育馆的空洞为例,研究表明Rayleigh 面波勘探结果与电法探测的结果吻合。通过频散数据按等效半空间法,反演得到V-H 频散曲线排列和x-H-V 速度等值线图,在勘探深度范围内,能较准确地确定地下空洞的位置。