物镜的优化场分布设计方法研究

采用欧拉方程数值解法和有限元数值计算方法,将“优化法”和“修正法”结合起来进行透镜设计。获得了电子探针中物镜的最佳场分布,并用线性场来逼近该场,有产地改进了物镜的性能。     

岩爆倾向矿床采场结构参数优化方法

讨论了有岩爆倾向矿床的采场结构参数的优化问题,以平均能量释放率为优化目标,将数值模拟与数理统计方法相结合,提出了深埋岩爆倾向矿床采场结构参数优化的一般方法．并简要介绍了为此目的而开发的计算机程序．采用作者提出的优化方法与程序,对某深埋岩爆倾向矿床的采场结构参数进行了优化研究,为该矿床的开采设计推荐了较优的采场结构参数     

云锡氧化矿试验采场矿岩分级及采场结构优化研究

为确定云南锡业公司计划开采的10-6缓倾斜似层状矿体采场结构尺寸,研究开采期间既定采矿方式条件下采场的稳定性和安全、合理的采场支护参数,在现场地质调查基础上,采用分形理论和Q法对云锡松矿10-6缓倾斜似层状矿矿岩体进行了合理分级,建立了矿岩的初步分级体系,在此基础上提出了松矿10-6缓倾斜似层状矿试验采场合理的结构尺寸和支护方案,确保了试验采场回采期的安全性。     

Ⅰ型型纹端部的非线性损伤场

对聚合物材料ＨＩＰＳ进行了系统的变形－损伤试验研究,用提出的弹塑性损伤变量与关系分析了Ⅰ型裂纹端部的损伤场,给出了损伤场内非线性纵向应变分布与纵向应力分布,给出的损伤分析方法为进一步研究裂缝损伤区内的稳定扩展奠定了新的基础。     

结构拓扑优化理论及其在桥梁结构找型中的应用

从物理模型、数学模型和优化算法三个方面系统阐述了结构拓扑优化的基本原理.通过实例介绍了应用拓扑优化技术进行桥梁结构找型的方法,并展示了拓扑优化中结构衍化过程及优化结果.针对目前结构拓扑优化技术运用在桥梁找型中所面临的困难,探讨了未来研究的方向.研究表明,结构拓扑优化方法可以在桥梁概念设计阶段得出合理而新颖的结构形式,在桥梁找型方面具有良好的应用前景.     

光纤波导场型分布的解析理论

全面推导了光纤中４类导波模式的电力线和磁力线解析表达式，其中ＥＨｍｎ模和ＨＥｍｎ模给出了第１，２两组解的结果。同时，讨论了确定电力线和磁力线方向的方法，用计算机绘制了光纤导波模式的场型分布图。     

渐进结构优化法在桥梁找型中的应用

介绍了结构拓扑优化方法的基本理论,详细阐述了双向渐进结构优化法的原理和优化过程,并根据双向渐进结构优化法编制了基于ANSYS平台的结构拓扑优化程序.模拟现有桥梁结构和构件的边界条件,应用该程序求解二维平面拓扑优化问题,分别完成了不同矢跨比拱桥、悬索桥主缆以及斜拉桥桥塔的拓扑优化.拓扑优化过程中结构可经历多种拓扑形态,优化结果表明应力均匀、传力流畅,从而验证了自编程序的有效性.最后,将该程序从二维平面拓展到三维空间,实现一座峡谷桥梁的三维拓扑优化,并基于优化结果的拓扑形式完成了其概念设计方案.研究表明结构拓扑优化技术可以在桥梁概念设计阶段得出合理而富启发性的桥梁结构形式,在桥梁找型方面具有良好的应用前景.     

双筒双板型浮式防波堤的结构优化

基于粘性流理论和有限元模型的防波堤波浪荷载和强度计算结果表明,双筒双板型浮式防波堤结构在波浪作用下,底板部分所产生的应力较大,容易发生破坏。为降低结构的破坏风险,并保证结构的消浪性能,对H=1 m、T=3.6 s,H=1.4 m、T=5.2 s,H=2.4 m、T=8 s 3种工况下增加底板板厚后的底板应力进行试验,发现在H=2.4 m、T=8 s的大波高长周期的工况下,板厚增加30 mm,应力可降低到79.2 MPa,结构强度满足防波要求。同时,综合考虑浮堤结构的重量、建设和安装成本等因素,决定选取底板增厚30 mm的优化方案。     

Ⅰ型裂纹端部的非线性损伤场

对聚合物材料ＨＩＰＳ进行了系统的变形－损伤试验研究．用提出的弹塑性损伤变量与关系分析了Ⅰ型裂纹端部的损伤场,给出了损伤场内非线性纵向应变分布与纵向应力分布．给出的损伤分析方法为进一步研究裂纹在损伤区内的稳定扩展奠定了新的基础     

向量场中微型足球机器人路径规划优化分析

规划出一条理想的路径并为机器人确定一个合理的速度值是微型足球机器人策略算法研究中的两个关键问题.文中应用向量场法对无碰路径规划及速度优化问题进行了分析.建立了轮式足球机器人小车的运动学模型,并深入研究了小车的运动性能问题.根据所得运动学迭代方程及向量场的特点,提出了一种速度优化设定方法.此方法采用低速控制方式,可大大降低小车的能耗,并使小车更易控制.仿真计算与实验结果表明此方法简单、有效,实时性很强.     

高温超导交流电缆电流分布及结构优化的研究

针对高温超导电缆各导电层电流分配不均将导致交流损耗增大的问题，计算了导电层自感和层间互感，然后依据超导电缆的等效电路模型，给出了求解各层电流的电路矩阵方程．以各导电层的绕向角、绕制方向和层半径为优化变量，以各层电流均衡分布建立目标函数，考虑带材的机械性能、临界电流等约束条件，采用遗传一模拟退火优化方法，对电缆导电层进行结构参数优化．计算结果表明，通过优化调整电缆导电层的结构参数，各层电流可以达到均衡分布，交流损耗显著降低．     

基于超导磁储能的变速恒频风力发电机励磁系统

提出了一种新的基于超导磁储能系统的变速恒频风力发电机励磁系统,通过斩波器把超导磁体引入到双馈感应发电机(DFIG)的励磁系统中。利用超导磁体的高效储能和快速响应特性,在DFIG变速恒频运行过程中,超导磁体可以根据不同的控制目标对系统进行功率补偿,有效地提高DFIG并网风力发电系统的运行性能,提高系统运行的稳定性。在MatlabSimulink环境下,通过仿真分析验证了该系统的基本运行特性,仿真结果说明该系统有良好的动态响应特性。     

20cm氙离子推力器磁场优化与试验研究

放电室磁场的优化设计是离子推力器结构改进设计的关键技术之一,直接影响到推进剂电离效率和整机工作稳定性。针对深空探测等空间轨道任务对20 cm氙离子推力器应用需求,利用电磁体磁感应强度实时可调的优势,获得了给定工作模式下20 cm氙离子推力器放电室磁场最优构型及其磁感应强度的最佳分布。在此基础上,运用等效磁通理论,明确了产生相同磁场构型及其磁感应强度分布的永磁体结构尺寸。将20 cm氙离子推力器放电室磁场优化前后的性能进行对比,结果表明:在不改变整机结构的情况下,放电室磁场优化后推力可提升50%,由40 m N提高到60 m N,比冲提高到3 500 s,效率提高到65%。通过磁场优化,使得20 cm氙离子推力器具备了在40 m N和60 m N双模式工作的能力。研究为高效、稳定工作的离子推力器磁场优化提供方法。     

改进的多目标遗传算法在无人机机翼结构优化中的应用

现有的多目标遗传算法往往只能求得整个非劣曲线的一部分,同时局部搜索能力差,收敛速度较慢。为了解决这些问题,提出了一种改进算法,该算法将非劣分层遗传算法(NSGA)与向量评估遗传算法(VEGA)的优点结合起来,并且提供了一个利用往代信息构造搜索方向的局部搜索算子,有效扩展了非劣曲线的范围,加快了收敛速度。以某无人机机翼结构的多目标优化问题为例,证明本文改进算法可以较为快速地获得一个分布均匀的非劣解集。     

非对称勾形磁场的三维优化设计与实现

根据坩埚内熔体对流的类型和分布区域,分析控制对流对勾形(cusp)磁场磁感应强度和磁场位形分布的要求,提出了磁场优化设计目标。采用有限元三维(3D)建模法对cusp磁场进行了建模,利用所建立的模型对比了对称结构和非对称结构对磁场位形分布的影响,分析了在非对称cusp磁场线圈横向层数一定的情况下磁场纵向层数、屏蔽体厚度、上下线圈间距对磁感应强度、磁场位形、磁场功率的影响,优化了磁场结构;根据优化的结构参数制造了磁场并进行了实验测试,结果表明非对称cusp磁场的位形分布与设计结果一致,从而验证了3D优化建模方法的有效性。     

直接冷却超导磁储能磁体加载实验与热分析

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小变流器直流侧频率有利于抑制磁体温升.基于热稳定性分析了导冷结构的优化因素,指出直接冷却导冷结构应强化关键部位(磁体上部)的传热,以减小磁体轴向温差.     

大型Tokamak装置中环向场超导线圈的传热研究

分析了HT-7U超导Tokamak核聚变装置中环向场超导线圈上的涡流损耗热产生的机理和迫流式超临界氦对流换热等过程，特别针对等离子体快速破裂时，极短时间内在环向场磁体中所产生的较大的涡流损耗而引起的焦耳热，对环向场线圈盒与超导磁体之间的热传递过程加以研究。本文采用国际上通用的有限元分析软件ANSYS5.7进行计算，计算所得的结果较为乐观。     

超导储能系统的研究现状及应用前景

 超导磁储能系统将电磁能存储在超导储能线圈中,具有反应速度快、转换效率高、快速进行功率补偿等优点,在提高电能品质、改善供电可靠性及提高大电网的动态稳定性方面具有重要价值。概述了超导储能系统的工作原理、研究现状及优缺点,并展望了其未来应用可能性及发展方向。     

配电房温度场分布模型与优化设计研究

构建了配电房室内装置的温度场模拟计算模型,根据传热学原理建立其温度场控制方程,以重庆某小区配电房为例,采用有限元法计算了配电房室内现有通风设施下配电房内温度场分布;在此基础上研究了配电房室内干式变压器和高压开关柜的最佳摆放位置,提出消除噪声的措施。