高功率密度柴油机配气机构优化设计

针对原有高功率柴油机配气机构丰满系数较大,其他设计参数距离极限值存在较大裕度的状况,对其进行了优化设计.以配气机构的丰满系数与时面值为优化目标,采用分段函数法对配气凸轮型线进行了优化设计.针对配气凸轮各段不同的运行状态提出限制条件,以确定函数形式以及优化系数,最终得到配气凸轮的型线.对优化前后的配气机构进行了动力学以及进气性能分析,结果表明:在约束条件范围内,配气机构动力学性能与进气性能均有了较大的提高.     

浅析建筑工程中暖通通风管道施工技术

近年来,随着城市环境温度恶化水平加速,在现代的建筑建设过程当中普遍要求建筑物需要具备质量良好的通风管道,在建筑物投入使用以后通风管道可以实现送排风、防排烟、新风等功能.因此在建筑工程施工过程当中,需要重视暖通通风管道技术的应用,以保障建筑工程具备高质量通风功能.     

工业装置中旋压封头卧式和立式容器内液位-体积关系求解

以半球形封头卧式容器为例,运用二重积分理论为依据,介绍了工业装置中旋压封头卧式容器内不同液位及对应液体体积的函数关系式求解方法;以碟形封头立式容器为例,以定积分理论为依据,介绍了旋压封头立式容器内不同液位及对应液体体积的函数关系式求解方法.这些液位-体积函数关系式可以用来指导容器的设计、实际生产和操作.     

面向应急救援的多目标资源调度机制

突发公共事件发生后,应急资源调度作为应急管理的重要环节,是其实现救援价值的重要体现.首先从应急管理角度分析了资源调度策略的影响因素,然后以优化时间满意度、成本耗费和需求满意度为目标构建多目标应急资源调度模型,通过引入粒子群算法求解多目标函数,决策出效用满意度最大的资源调度方案.最后,以效用满意度作为应急资源调度的均衡性指标.仿真实验结果表明,该方法具有较好的效用满意度,提高了资源调度的有效性.     

实验变差函数分治算法

目的为优化实验变差函数算法,提高计算效率.方法采用布尔沙-沃尔夫模型对样品坐标进行坐标转换,利用网格分割的方法进行分区计算空间任意方向变差函数.结果比较分治算法与常规算法的计算次数,提出实验变差函数分治算法,得出常规算法与分治算法计算量的倍数关系式.结论实验结果表明:在大样本情况下分治算法计算效率高于普通的实验变差函数算法,计算结果可靠.     

逸度与气体标准态的选择

实际气体同理想气体性质之间存在着偏差,且偏差随气体压力升高而增大。为使理想气体的热力学函数关系式能用于实际气体,路易斯(G.N.Lewis)提出一个新函数,称为逸度f,用来代替理想气体关系式中的压力P。这就使理想气体的热力学函数关系式能用于实际气体。但是,在热力学函数计算中,因为许多热力学函数只能求其相对值,所以就必须选一     

航天"大神器":应急救援"一揽子"解决方案

移动医院是应对突发公共卫生事件和重大灾害的应急医疗系统,可作为应对偏远地区救援、巡诊的高效快捷医疗保障平台,在非灾难时期也可以广泛应用.移动医院一般由诊疗单元、急救防疫单元、病房收治单元、水电氧保障单元和生活保障单元组成,具备检伤分类、临床检验、X线诊断、急救、手术、病房收治、消毒灭菌、防疫、生活保障等功能,可根据不同的需求组成不同体系的移动医院.     

气动发动机活塞运动轨迹的优化设计

为解决高转速下动力与经济性能的下降，提出一种新的气动发动机曲轴连杆机构.通过建立气动发动机的进气模型和缸内工作过程模型，以压缩空气的比输出功最大为目标函数，给出优化的活塞运动轨迹曲线.分析了进气阀与活塞运动之间新的匹配关系.设计了复曲轴连杆结构，并得到调节进排气门的开关时刻与持续时间的方法.结果表明，在该机构实现的优化轨迹曲线中，在缸内压力达到进气压力之前，活塞的运动速度应该保持静止；缸内高压建立后，活塞的运动速度应与进气门的截面积保持线性关系；进气门关闭后，活塞速度应保持匀速运动.采用新机构后的压缩空气比输出功比原系统提高了一倍.     

高浊度水干扰沉降浑液面沉速的计算

以契尔诺娃(Чернова)关于干扰沉降的试验结论为基础,通过对黄河高浊度浑水大量的静止沉降试验.建立了浑液面沉速与泥沙含量,颗粒质量比表面积和水温三因素的函数关系式。     

二元函数表成某种特定形式的充要条件

在多元函数微分学中,给定二元函数来验证其满足的偏导数关系式的问题较多,但未涉及由偏导数的关系式确定二元函数形式的问题.这里给出了几个二元函数表示成某种特定形式的充要条件.     

自来水管网的可靠性分析与优化设计

以某科技园区自来水管网为例,分析研究了城市供水管网的可靠性和优化设计,提出了供水管网可靠性优化设计的数学模型．在确保供水管网系统可靠性的基础上建立优化模型,寻求最经济管径,从而建立最经济、最可靠的供水管网系统．对现有供水管网系统进行了优化,给出了优化设计方案．     

质子交换膜燃料电池封装结构安全性研究

针对电堆的封装对质子交换膜燃料电池结构安全性影响的问题进行有限元分析。用Catia建立5种不同螺栓封装位置的10层单体组成的质子交换膜燃料电池电堆的三维模型,用Hypermesh进行网格划分,以最佳封装力和螺栓封装位置为研究目标,在ANSYS Workbench软件中对不同螺栓封装的电堆端板进行应力分布和变形量的分析,选择其中变形量最均匀的电堆端板进行拓扑优化设计。结果表明,电堆模型的最佳螺栓封装力为2500 N,最佳螺栓封装位置在端板的中部位置,拓扑优化后的端板质量减轻14.82%,并对应力分布均匀性有一定提升。     

气-气热管换热器的优化选型设计

热管是一种传热效率极高的新型传热元件 ,由热管组成的热管换热器具有结构紧凑、有利于控制酸露点腐蚀、工作可靠等优点。这种换热器在热能利用、废热回收等方面应用广泛。热管换热器形式多样、结构复杂 ,因而如何选择其形式是工程应用中的一个重要环节。以气 -气热管换热器中的典型代表———热管空气预热器为例 ,详细阐述了热管换热器整体优化设计及优化选型方法。以年净收益最大为目标函数 ,建立了优化设计的数学模型 ,并采用穷举法和复形调优法对热管换热器的热管基管直径、冷热流体侧翅片间距、翅片厚度、管束横向管间距及冷热流体的迎风流速进行优化。开发了热管换热器优化选型程序 ,同时通过对实例进行计算和分析 ,并与常规设计计算结果进行比较 ,最后得出结论 :通过优化设计既可节省大量的初始投资 ,又可降低运行成本 ,从而获得可靠的经济效益 ,为工程设计提供了设计思路。     

Multi-objective optimization of crimping of large-diameter welding pipe

Crimping is widely adopted in the production of large-diameter submerged-arc welding pipes. Traditionally, designers obtain the technical parameters for crimping from experience or by trial and error through experiments and the finite element(FE) method. However, it is difficult to achieve ideal crimping quality by these approaches. To resolve this issue, crimping parameter design was investigated by multi-objective optimization. Crimping was simulated using the FE code ABAQUS and the FE model was validated experimentally. A welding pipe made of X80 high-strength pipeline steel was considered as a target object and the optimization problem for its crimping was formulated as a mathematical model and crimping was optimized. A response surface method based on the radial basis function was used to construct a surrogate model; the genetic algorithm NSGA-II was adopted to search for Pareto solutions; grey relational analysis was used to determine the most satisfactory solution from the Pareto solutions. The obtained optimal design of parameters shows good agreement with the initial design and remarkably improves the crimping quality. Thus, the results provide an effective approach for improving crimping quality and reducing design times.     

城市地下综合管廊通风传热模型

为了优化地下管廊的通风设计,降低运行费用,建立苏州某地下管廊（UUT）一典型段的通风传热的解析模型. 考虑舱间传热、空气和廊壁的耦合传热以及土壤边界厚度的影响. 通过与计算流体动力学（CFD）模型的比较,验证解析模型的可靠性. 结果表明,廊内热源、通风换热和向土壤传热是影响舱内温度的主要因素,舱间传热的影响相对较小. 考虑降温需求的各舱室最低通风量受热源强度、进风温度（大气温度）和土壤温度影响较大,实际管廊最低通风量的计算须结合当地气象条件和管廊热源强度. 对于苏州地区地下综合管廊试验段,满负荷运行的电力舱和热力舱的最低通风换气次数分别为10、5次/h,而无热源的水信舱和燃气舱均可以按现行规范要求的最低换气次数设计通风量. 对于其他布置形式的管廊,可以采用类似的解析模型进行分析.     

基于ANSYS优化模块的大体积混凝土热学参数识别

确定大体积混凝土水化热温度场分析中的混凝土材料热学参数是准确模拟混凝土温度场的关键因素．本文提出了一种识别混凝土材料热学参数的新思路,通过测定混凝土结构内几个点的温度时程变化数据,以实测温度与有限元理论计算温度间的误差极小为目标,以待识别的混凝土材料热学参数为设计变量,建立数学优化模型,并应用ANSYS的优化模块进行建模并求解,得到的最优设计变量即为识别出的混凝土热学参数．工程实例表明此方法可行．     

极小降压空间下城市供水管网的DMA分区方法

在实施独立计量区域（DMA）分区时关闭边界阀门会造成管网中局部压力不满足管网规定最小服务水压. 针对上述问题,以谱聚类算法分区后边界管段(BPs)的数量及其平均体积流量、管径和长度作为目标函数,通过MATLAB中的函数gamultiobj得到最优分区BPs.设置一系列不同的最小服务水压并将它们作为约束条件,以分区后节点平均水龄和分区成本为目标函数,经gamultiobj优化计算得到Pareto最优解,根据解的情况确定BPs上设备的最优布置方案.采用模拟退火算法找出最佳管段更换方案,使得管网水压满足要求.以仅有0.09 m降压空间的Modena管网为例,采用本研究方法,在顺利完成分区的基础上还使分区后大体积流量用户和管网末梢用户的水质得到改善.该方法可以实现极小降压空间下管网的DMA分区,且在分区后仍能保证管网正常运行.     

加氢反应器模糊可靠性优化设计

模糊可靠性优化设计理论应用到加氢反应器设计中, 以反应器壳体金属消耗量最低为设计目标, 既能发挥常规优化设计的特点, 又能充分考虑设计参数的随机性和设计边界的模糊性。对一台加氢反应器进行模糊可靠性优化设计, 优化前后的两种结果相对比, 可以看出优化后的壁厚比原设计壁厚有一定的减少, 优化后的质量比原设计质量可以减轻9 .4 %左右, 优化结果充分显示这样的设计更符合实际、更合理、更科学。这种设计理论也可应用于其它压力容器设计当中。     

基于空间动力学优化的机床结构件质量匹配设计

提出基于整机空间动力学预测模型、以移动结构件质量为设计变量的多目标匹配设计方法. 基于机床移动件的工作行程构建整机工作空间,运用正交试验法进行空间位姿试验设计,建立整机空间固有频率预测模型;在工作空间内对机床进行动力学性能的灵敏度分析,识别动力学的最优位姿和最差位姿;以最差位姿机床固有频率为优化目标,采用多目标质量匹配法对移动部件的质量进行最佳分布设计;重新计算优化后机床的固有频率,通过频率响应分析,比较优化前、后机床在最差和最优位姿下的动力学性能. 结果表明,经过多目标质量匹配优化后,机床的固有频率得到了提高,刀尖节点的最大频响振幅明显降低,机床的整机动力学性能有了较大程度的改善.     

AGENT based structural static and dynamic collaborative optimization

A static and dynamic collaborative optimization mode for complex machine system and its ontology project relationship are put forward, on which an agent-based structural static and dynamic collaborative optimization system is constructed as two agent colonies: optimization agent colony and finite element analysis colony. And a two-level solving strategy as well as the necessity and possibility for handing with finite element analysis model in multi-level mode is discussed. Furthermore, the cooperation of all FEA agents for optimal design of complicated structural is studied in detail. Structural static and dynamic collaborative optimization of hydraulic excavator working equimpent is taken as an example to show that the system is reliable.