两道次渐进成形表面粗糙度的预测和分析

为了研究两道次渐进成形的表面质量,采用响应面法来分析和优化两道次渐进成形的整体表面粗糙度.首先,通过Box-Behnken设计方法制定以成形角α、道次间隔角度Δα、层间距Δz和进给速度V为主要研究参数的试验计划.其次,建立了四个工艺参数与成形件表面粗糙度间的数值模型,并结合实验与方差分析(ANOVA)验证了数学模型的准确性.然后,利用数值模型探讨四个参数及其相互作用对表面粗糙度的影响情况.最终得出:层间距、道次间隔角度、成形角及进给速度对表面粗糙度的影响依次减弱.当V增加时,粗糙度值先减小再呈增加趋势;当Δz,Δα和α增加时,表面粗糙度值随之增加.此外,通过优化提出了获得最优表面质量的参数组合,并通过实验验证了这组参数组合的优越性.     

基于试验设计的轿车尾翼空气动力学优化

传统优化方法凭借对轿车外流场的分析经验来控制尾翼优化变量并等间隔枚举,通过比较得出最优方案,工作量大且可能遗漏关键样本点.本文以尾翼的翼型及相对车身的位置参数(尾翼攻角、垂向位置和纵向位置)为设计变量,基于DOE试验设计方法确定样本设计变量组合,利用数值模拟方法计算出所确定样本点轿车的气动升力和阻力.通过方差分析以及响应曲面法以使轿车获得最大下压力与阻力比值为优化目标,得到各设计变量的影响因数和最优水平.结果表明:基于试验设计的优化过程更加高效地优化了轿车尾翼的空气动力学性能,具有实际工程应用价值.     

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.     

基于数值模拟的蠕虫床工艺参数优化

附着型蠕虫床是一种新型的污泥处理工艺.利用曝气量等已知参数作为边界条件,应用FLUENT软件提供的标准k模型和Mixture两相流模型,数值模拟得到了不同结构参数及曝气条件下的气液两相流流场分布.通过分析不同曝气方式及结构参数对污泥处理效率的影响,最终得出几种曝气方式中的最优工艺参数组合,为进一步实现污水处理工艺的设计及运行优化提供了参考依据.     

基于正交试验设计法的“L”形板料弯曲优化设计

用正交试验设计法对影响"L"形板料弯曲回弹的相关因素进行优化设计.借助正交试验设计方法安排试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA的数值模拟得出各组方案中不同因素组合下的回弹量;借助直观分析和方差分析,分析影响回弹的主效应因素及各因素较优的取值范围,最后对各因素水平的最优组合进行研究.仿真结果表明,因素水平的最优搭配可以使"L"形板料弯曲成形回弹达到最小值.     

正交法设计分析制膜条件对纤维素膜力学性能的影响

选择气隙高度、凝固浴温度、拉伸速度3种工艺参数作为研究对象,并设计3因素4水平的正交实验来分析制膜条件对纤维素膜力学性能的影响.通过结果分析得出:影响纤维素膜力学性能的主要因素为凝固浴温度,其次为拉伸速度以及气隙高度.最优的制膜条件为:气隙高度32,mm,凝固浴温度20,℃、拉伸速度500,mm/min.最优组合所得纤维素膜拉伸强度为13.68,MPa、断裂伸长率为79.37%.对最优组合、正交表中综合评分最高值与最低值3种试样进行结晶度与断面结构的对比,结晶度分别为63.27%、72.7%、54.74%,在膜断面结构方面,最优组合膜较另外两者呈现出更均匀且致密的断面结构.     

复杂地层用反循环钻头双排内喷孔结构优化与试验

采用正交试验和计算流体动力学相结合的方法,对矿山多层空区钻探用150 mm反循环钻头双排内喷孔的4个结构参数进行优化分析,分析结构参数变化对钻头抽吸量Q的影响规律,并最终得出这4个结构参数的主次排序依次为:倾角(θs)、水平偏角(θd)、垂直间距(L)、水平间距(S).最优参数组合为:θs=30°,θd=10°,L=-15 mm和S=10 mm.与此同时,将最优参数组合下的150 mm反循环钻头进行多层空区探测孔钻进试验.从钻进试验效果看,穿过第一层空区继续实现反循环钻进,钻头依然能够形成良好的反循环抽吸效果,并且连续不断排出大颗粒岩块,解决矿山多层空区钻探及测量难题.     

地下储油岩库围岩力学参数的正交设计

在相同岩性的现场库区内,岩体的物理力学参数随取样位置(深度)的变化具有不同的变化水平,即使在稳定岩层区不同深度岩性参数也有一定的差异.为了在储油岩库设计方案的数值模拟试验中充分体现这些实际特点,根据大量的岩石室内试验结果,采用正交设计试验方法,以岩石的弹性模量、泊松比、抗拉强度、粘聚力和内摩擦角共5个参数作为主要影响因素,选取储油洞库围岩塑性区面积(包括拉破坏区面积)和洞周最大位移值作为试验指标进行了正交试验,通过对正交试验结果进行直观分析,研究了地下储油岩库围岩力学参数的确定方法,给出了参数的最优组合,为解决同类问题建立了计算方法和分析思路.     

基于正交试验的隧道洞口缓冲结构参数优化

为了优化高速铁路隧道洞口缓冲结构参数,基于正交试验,利用FLUENT中三维、可压缩、粘性、湍流模型完成了4因素4水平共16种组合工况的数值模拟.试验中着重考察了各因素、水平组合对压力梯度降低率的影响.研究结果表明:正交试验能有效减少试验次数且不降低试验精度;各因素对组合式缓冲结构缓冲效果影响的主次顺序依次为开口尾部距隧道洞口距离、开口率、开口距缓冲结构入口距离、扩大断面与隧道断面积之比;在试验范围内给出了各影响因素的最优组合参数.     

简易控制超音速火箭靶弹方案最优制导律设计

针对简易控制超音速火箭靶弹方案供靶弹道设计问题,提出了一种基于粒子群方法和Gauss伪谱法相结合的火箭靶弹供靶最优制导律设计方法. 该方法首先在爬升-拉平段,利用粒子群方法优化得出火箭靶弹在拉平段具有最大动能的最优射角和爬升段最优起控时间,然后利用Gauss伪谱法设计得出平飞供靶段最优控制律. 仿真结果表明,该方法能够快速获得最优方案供靶弹道和方案制导律,并且可以较好地满足供靶指标,为火箭靶弹供靶弹道设计提供参考.      

基于正交试验法研究线型聚能装药结构对双层靶板的作用

为能侵彻双层间隔靶,研究一种线型聚能装药结构,优化装药结构各个参数。基于正交试验方法提出对各射流指标进行装药结构参数的组合设计方案,通过仿真模拟并提取射流数据,研究不同参数间的交互作用,获得高置信水平的优化装药结构设计方法。进一步通过单项试验验证了仿真结果和正交分析的有效性,获得了侵彻双层靶板的线型聚能装药结构的最优组合。     

水轮机尾水管的多块网格生成与CFD分析

根据水轮机尾水管的体型和流场分布特点，探讨了尾水管内结构化多块网格划分中的一些处理方法，同时结合两个尾水管改型研究项目对尾水管内的三维紊流进行了数值计算。通过数值模拟和CFD分析，对尾水管体型进行了优化设计，获得了合理的结果。     

基于灰色理论的数控机床复合结构床身优化设计及其性能分析

为探索提高数控机床的综合性能,以某卧式加工中心铸铁床身为原型,设计了一种钢板-混凝土复合结构床身.采用正交实验、灰色关联和组合赋权相结合的方法对其结构进行优化并得到了最优的参数组合,对复合结构床身进行有限元仿真分析,并将结果与原型铸铁床身比较.结果表明:在床身质量仅增加2.3%的情况下,复合结构床身的最大静应力和最大静变形分别降低了51.3%和82.9%;前三阶固有频率提高了143.9%、156.8%和148.7%;x轴导轨和z轴导轨中心节点在x、y、z方向上的最大振幅降低了97.6%、97.1%、94.0%和99.6%、97.9%、85.4%;导轨滑块连续在导轨表面摩擦1800s时导轨的最大热-结构耦合变形量降低了7.3%.     

大跨度水闸边墩优化及可靠度分析

结合某工程实例，研究了建筑在土质地基上的水闸边墩结构的优化设计方法，先以传统的方法获得结构初初方案，在此基础上以闸墩混凝土方量为目标函数，以抗滑稳定安全系数和基础承载力为约束条件进行优化设计，并应用可靠度理论对闸墩优化方案的稳定性进行了可靠性校核。     

大电流母线桥电磁激励振动与噪声数值分析

针对低压大电流母线桥的降噪难题,建立了某型号母线桥的全三维数值模型,应用有限元和边界元综合分析法,对其进行了振动声学数值计算.计算过程中,以电磁场分析结果作为振动分析外激励载荷,进行振动响应分析,再以振动响应计算结果作为声学边界条件,采用间接边界元法,对母线桥声学特性进行了计算,计算结果与实验数据对比表明仿真模型和计算方法的有效性.在此基础上,根据仿真结果改进结构,实验验证其具有良好的降噪效果.     

Simulation of wind gust structure in the atmospheric boundary layer with Lattice Boltzmann Method

Cold fronts occur in northern East Asia during winter and spring.After cold frontal passage,airflow is downward and accompa-nying strong winds fluctuate significantly;this is termed wind gusts.Analysis of observation data shows that wind gust structure has coherent characteristics.This is important for entrainment of spring dust storms into the upper boundary layer,where they are transported great distances.The Lattice Boltzmann Method(LBM) is a computational fluid technique based on the Boltzmann transport equation.The LBM has been used to study complex motion such as turbulence,because it describes motion at the micro level.In this paper,Large eddy simulation is introduced in the LBM,enabling simulation of turbulent flow in the atmospheric boundary layer.The formation and development of wind gusts are simulated,and a coherent structure with a combination of wave and vortex is obtained.This explains the mechanism of soil erosion and sand entrainment by the coherent structure of wind gusts.     

电磁驱动式线圈发射器触发策略与实现

驱动线圈在电枢运动到最佳触发位置时的同步触发放电是多级感应线圈发射器研究过程中的难点.通过最佳触发位置特性分析,提出根据电枢初速得到最佳触发位置的触发策略,通过数值仿真得到电枢速度和驱动线圈最佳触发位置之间存在的函数关系,采用光电测速和软件延时相结合的控制策略,实现了任意速度下电枢的同步触发控制.设计了系统的光电测速电路、高压触发脉冲发生电路、控制电路和程序流程图,并通过试验验证了触发系统工作的可靠性和一致性.     

夏热冬冷地区办公建筑外围护结构优化组合

为合理设计建筑外围护结构,有效调整各朝向房间围护结构得热峰值时间,本研究结合计算机仿真模拟与正交试验方法,提出了一种针对夏热冬冷地区办公型建筑围护结构得热调峰优化策略。首先,建立了办公型建筑能耗仿真模型。然后,通过正交试验方法对建筑参数进行显著性分析,在此基础上得出调峰优化设计方案,并进行经济性分析。最后,通过实验台实测数据对结论的准确性进行验证。结果表明：不同朝向房间受遮阳种类、窗墙比、外墙材质等因素的影响程度有所差异;合理利用遮阳设施,设置合适窗墙比和窗户类型,能够改变房间得热峰值出现的时间和大小;建筑经该策略优化后相比于原有建筑围护结构组合经济效益良好,可降低4.9%~23%房间空调季平均冷负荷。可见该优化方法具有实际运用效果,能有效降低建筑能耗。     

水轮机组最优同期控制研究及电站应用

本文论述了基于二次性能指标的水轮机组快速自动准同期最优控制器的设计条件及方法,探讨了最优同期控制器与频率相角复合同期控制器参数之间的关系.文中给出了实验室内动态实时仿真及水电厂运行结果.结果表明最优同期控制器可使机组启动后快速进入同期点,提供每分钟6～9次的并网机会.     

基于未确知测度理论的矿井通风系统外部优化

文章基于目前煤矿通风系统外部优化研究不足的现状,应用未确知测度理论研究通风系统外部优化的不相容问题。采用计算机模拟、理论分析及现场实践相结合的方法,建立了通风系统外部优化未确知测度优选模型。通过置信度识别最优方案,明显地得到各种方案隶属级别。模型已应用于刘东煤矿通风系统外部优化上,有效地确定了最优方案。得到的最优方案已经应用于矿井实际,不但原有矿井存在的问题得到改善,而且获得了很大的经济效益。