虚拟环境下的管路布局与装配仿真系统关键技术

针对航空、航天、船舶、汽车等行业广泛存在的管路系统,为了解决管路布局数据繁琐、布局复杂的特点,提出了一种在虚拟环境下基于可控模型的管路布局与装配仿真方法.为了实现导管模型的可控性,建立了基于控制点描述的导管模型,该模型数据量小,操作快速方便,拟实性高,易于重复修改.提出了普通管和悬置管两种布局方式,以满足不同的布局要求,并将布局工作与装配过程仿真紧密结合,提高了布局方案的可实施性.开发了原型系统并对提出的方法进行了验证.     

基于粒子群和蚁群算法的船舶机舱规划方法

基于粒子群算法和蚁群算法,提出了一种优化算法用于求解船舶机舱布局规划问题.船舶机舱规划问题主要包括设备布置和管路敷设.由于船舶机舱空间有限,设备和管路数量繁多,约束条件复杂,在进行具体设计过程中,需要反复多次校核修改,才能获得可行的设计方案.为了充分考虑设备布置和管路敷设设计两者之间的耦合作用,建立数学模型,从而获得全局最优的设计方案.模拟实验的结果证明,所提出的优化方法在求解船舶机舱布局规划问题中的可行性和有效性.     

基于粒子群算法的航空发动机管路布局方法

针对航空发动机的内机匣表面为近似柱面的特点,建立了布管模型坐标系,将三维布管问题简化为二维问题,以栅格法和粒子群算法为基础,提出了基于粒子群算法的航空发动机管路布局方法.该方法采用栅格法对环境进行建模,设计了一种基于栅格的定长度粒子编码机制以解决变长度编码的不足,建立了路径寻优的目标函数,应用粒子群算法在环境模型中搜索最优粒子.最后给出了仿真结果与UG视图,证明了该方法的可行性和有效性.     

多蚁群协进化的船舶多管路并行布局优化

基于蚁群算法和协作式互利典生类协同进化算法,构建了解决船舶空间多管路并行敷设的多蚁群协作式协同进化算法模型.在算法的每次迭代中,随机选择种群的进化次序;在种群内部采用蚁群算法寻找管路的最优路径,采用优良个体构造小环境的方式,避免了管路增多情况下的组合爆炸现象.通过三维空间的管路布局实验显示,应用所构建的算法较单一蚁群算法可以在管路并行敷设中取得协同性更好的布局效果.     

船舶管路综合布局优化

一艘完整的船舶就像一个人体,管路就像人体中的血管,承载着连接系统,输送工作介质等多项功能,有了它,才能使船上各系统的功能得以正常连接和发挥作用。管路设计是船舶设计中重要的设计内容与组成部分,同时,管路布局的好坏直接决定着一艘船舶的质量与经济成本。同一艘船舶,同一个舱室,同样的系统原理,不同的设计人员做出的管路布局往往差别很大。排除违反系统原理及违反各规范要求的情况,合情合理的管路布局仍然千差万别,这就要求管路布局设计人员从多方面优化当前设计。     

基于CAFSC算法的航空发动机多管路智能布局

针对航空发动机多管路布局问题,运用协同进化的思想,结合混沌人工鱼群算法,提出了基于混沌人工鱼群协同进化算法的航空发动机多管路智能布局方法.该方法将每个管路对应一个种群,一方面采用混沌人工鱼群算法使各物种在自己的种群中进行独立进化,另一方面采用合作型协同进化方法对由选取的代表构成的系统模型进行进化以使多管路布局达到全局最优.该算法不仅避免了在管路增多情况下的组合爆炸现象,而且不用考虑布局顺序从整体上优化管路布局.     

船舶机舱管路布置的二次穿越算法

为简化和减少在船舶管路布置中的设计约束,降低设计复杂度,将自由空间建模方法引入管路布置中,并提出二次穿越算法.该算法通过检查管路模板与自由空间模型边界相交的次数来判断管路是连接自由空间内的端点,还是与模型发生碰撞.一旦发生碰撞,则需要对管路进行修正,以避开设备及其自由空间.该算法弥补了现有的管路智能布置算法不适应自由空间模型的问题.     

基于动态蚁群算法的三维管路路径规划

针对蚁群算法应用于三维管路路径规划时运行时间长、搜索效率低等问题,提出一种动态蚁群算法.首先采用栅格法建立环境模型,建立了随建模空间和蚂蚁位置变化的动态启发信息;其次设置概率选择机制和动态步长机制.仿真试验结果表明,该算法有效减少了路径中直管弯头数量,管路铺设整齐,收敛速度提高,具有较强的全局寻优能力.     

船舶管线智能布置的优化Astar算法

针对船舶的复杂管系布置设计工作量大、效率低下且依靠经验等问题,提出了一种船舶管线智能布置的优化Astar算法,建立了用于计算机识别的船舶虚拟布置空间模型,包括相关设备模型、管线简化模型、布置约束模型和栅格模型。对传统Astar算法进行优化,基于管线长度、拐角个数和栅格能量值对代价函数进行重新设计,引入方向概率系数和能量值提高管线布置结果的确定性。通过案例的仿真模拟,探究了方向概率系数、能量值对于管线布置速率和质量的影响。结果表明：与传统Astar算法以及遗传算法相比,所提优化Astar算法的拐角个数分别减少了87%、50%;路径搜寻时间分别降低了67.5%、51.5%,进一步提高了管线布置效率。与传统Astar算法相比,优化Astar算法生成的船舶管线长度减小了49.8%,降低了管路成本,说明了该智能布置算法的适配性和优越性,对于实际船舶管线布置具有一定的借鉴性和指导性。     

采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置

针对船舶管路设计中的路径寻优问题，提出了一种采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置方法。首先，建立了船舶管路布置空间模型，包括网格单元模型、管路简化模型、设备障碍物模型和约束规则模型。其次，对传统遗传算法进行了优化设计，在种群初始化阶段，加入障碍物判定函数替换以往其他研究采用的罚函数；在交叉和变异过程，引入A星算法生成子路径；引入父子比较环节，每经过交叉、变异一次，便比较一次父代与子代的适应度值；在选择操作中，对传统的轮盘赌方法进行改进，引进个体的相似度比例，个体的被选择概率由相似度比例和适应度值共同决定。最后，对所提优化A星-遗传算法和粒子群、A星、迷宫-遗传算法进行了仿真对比实验。结果表明：A星-遗传算法在管路的长度、拐角数、能量值、适应度值、最优解次数和平均收敛代数等6项指标上均得到了最优值；与同为混合算法的迷宫-遗传算法相比，优化A星-遗传算法在两个案例中的最优解次数分别增加了44.4%、100%,平均求解时间分别减少了57.6%、58.1%,平均收敛代数分别减少了36.9%、44.1%。A星-遗传算法在保证管路布置质量的同时，有效提高了寻优效率，其对于船舶管路智能布置的适配性和...     

基于IMOFA的航空发动机管路多目标优化布局

针对航空发动机管路布局目前存在的问题，提出一种基于改进多目标萤火虫算法(improved multi-objective firefly algorithm，IMOFA)的航空发动机管路多目标优化布局方法.在该方法中，首先以管路长度最短、弯头数最少以及能量值最小为优化目标，建立了航空发动机管路多目标优化布局数学模型.然后，结合自适应扰动策略和精英策略，提出了一种应用于航空发动机管路多目标优化布局的改进多目标萤火虫算法，从而实现了航空发动机管路的多目标优化布局.最后，通过实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

长春市产业空间布局演化:轨迹、机制与调控

产业空间结构是产业各部门、各要素、各环节在地域上的组合与分布.以长春市为研究对象,对长春市产业空间布局的发展轨迹进行了梳理,认为要素集散、因子促动、城市化载体以及政府调控是驱动长春市产业空间布局形成演化的主要机制.分析了城市产业布局的现状特征——产业发展的空间强势极化、产业空间集中-分散布局等,并进一步提出了长春市产业空间重组的演化趋势与调控路径.     

基于改进型自适应遗传算法求解设备多行布局问题

对面积不等、形状固定的设备多行布局问题，提出了自由换行布局策略和净行间距概念.构建了带逆向物流、净行间距的多目标组合优化数学模型.引入免疫系统群体多样性作为种群进化的标志的基础上，建立了改进的自适应遗传算法(Improved Adaptive Genetic Algorithm, IAGA)，实现了交叉概率和变异概率的非线性自适应调整.最后，对算法进行了实验对比分析.结果表明，所提出的算法能快速有效地获得问题的近似最优解，稳定性好，对解决设备多行布局组合优化问题具有实用价值.
     

直流电弧炉电弧位置控制

在分析直流电弧炉三维导体布置的基础上,建立了直流电弧的偏工以此作为电弧位置控制的依据,针对水冷钢棒式底电极型的直流电弧炉,阐述了其电弧位置控制的原理和系统组成,并进行了仿真研究,结果表明控制系统可以有效地纠正电弧的偏向总是并可控设定点自由控制电弧以位置。     

大体积混凝土施工期冷却水管埋设形式的优化

采用冷却水管通水冷却是大体积混凝土坝施工期主要温控措施,而冷却水管埋设布置形式对混凝土内部温度和应力的影响较为显著.利用有限元热流耦合精细算法,考虑了冷却水管中水流与混凝土之间的相互对流热交换机制,真实反映冷却水管附近温度梯度,对冷却水管在仓面上采用不同的布置方式时混凝土内部的温度和应力分布进行详细计算分析.结果表明:相比传统的水管埋设布置方式,采用冷却水管双循环的布置方式更能充分发挥水管冷却作用,且能有效改善混凝土内部的温度和应力分布,降低混凝土内部的温度梯度,对大体积混凝土温控防裂有较为积极的意义.     

基于人体测量的小户型室内空间舒适性布局方法

现有小户型室内空间人体舒适度不高,导致室内空间布局利用率低、复合性差等问题。为此,引入人体 测量技术对小户型室内空间舒适性布局方法进行设计。对室内场景组织结构进行定义; 以定义的室内场景组 织结构为依据,采用人体测量技术构建室内空间布局模型; 采用模糊理论对舒适性指标进行设置; 最后以得到 的舒适性评价指标为基础,对室内场景元素进行适配,实现小户型室内空间的舒适性布局。实验结果显示,与 现有小户型室内空间舒适性布局方法相比较,该研究方法极大提升了空间利用率与复合性,充分说明该方法具 备更好的布局合理性。