基于微观结构的饱和红黏土孔隙比计算

广州红黏土在地铁建设中极易软化、崩解,对城市地铁工程的安全构成威胁.通过室内物理力学试验、X射线衍射试验、扫描电镜试验,得到了广州饱和红黏土的基本物理性质,以及该类红黏土体的矿物成分、微观结构特点.基于试验结果,提出了一种土体微观模型,分析了微观结构对该类红黏土物理性质的影响,并运用此模型求得了该类饱和红黏土的孔隙比.结果表明:该类红黏土的饱和含水量为62%,自由膨胀率达到40%,黏性矿物所占比率很大,片状和扁平状黏土颗粒相互聚集形成的层状微集聚体是组成红黏土微观结构的主要结构单元体,运用微观结构参数求得的孔隙比为1.62～1.80,与宏观试验结果相一致.     

基于ANSYS的四种典型施威德勒型球面网壳参数化建模

网壳结构造型美观受力合理,应用范围广阔.其参数化建模程序的编制是网壳结构受力分析和优化设计的前提和基础.文章采用ANSYS软件参数化设计语言APDL,研究了四种典型施威德勒型球面网壳节点生成和杆件单元生成的连接方法,并编制了相应的宏程序.结果表明:(1)用户仅需输入网壳跨度S、矢高F、环向对称区域份数kn、径向杆件圈数nx,即可方便地生成所需模型;(2)该方法和建模程序简单、高效、实用,为采用ANSYS软件进行不同类型、不同参数下网壳结构的快速生成提供了可能.     

路用改良红黏土CT-三轴压缩试验及损伤演化

为解决路用红黏土压实性不良、 水稳定差及反射裂缝破坏性强等工程问题, 以某路基的原状红黏土和固化剂处理成的改良红黏土为研究对象, 采用固结不排水方法进行三轴压缩及CT 实时扫描试验。结果表明: 改良红黏土的弹性模量比原状红黏土大, 同时峰值强度和残余强度也高; 对试样细-微观结构和CT 参数演化分析中发现, 改良红黏土内部微观结构变形比原状红黏土稳定。以CT 均值定义改良红黏土样的损伤变量, 通过曲线突变点找初始损伤点, 从而建立新的损伤变量方程和相关曲线可知, 损伤变量随围 压增大而减少, 即围压对改良红黏土样有“约束损伤”作用。     

三轴冲击荷载作用前后软黏土的微观结构变化研究

利用SPAX-2000改进型静动真三轴测试系统进行了软黏土冲击试验，借助扫描电子显微镜观测技术获取了软黏土微观结构图像；提取了孔隙个数、孔隙总面积、面积分级、孔隙总周长、平均孔径、圆度、形状系数和各向异性率共8个微观结构参数；对比了冲击荷载作用前后的微观结构参数变化。研究结果表明，冲击荷载作用下微观结构参数呈现一定的规律变化，该研究成果可为动力排水固结法处理软土地基提供微观理论依据。     

一种三维线弹性随机数值均化方法

对小变形下具有随机微观结构非均质材料的数值均化问题进行了研究.当考虑材料微观结构形态、各组分性质的随机性及相关性时,基于多尺度有限元方法和蒙特卡罗法,建立了非均质材料的随机均化模型.求出了不同边界条件下的随机有效量及其数字特征值以及有效量之间所具有的相关性.考察了随机微观结构参数对随机有效量以及表征体积单元中应力分布的影响.结果表明,在分析非均质材料的宏观有效力学性质时,考虑材料微观结构中客观存在的随机性和相关性非常重要.     

获得精细数值模拟流动参数的新方法--微观网络模拟

为了解决油藏精细数值模拟的网格流动参数难题,依据地质事件的层次性和结构性特征,将宏观问题的求解转化成对微观对象的研究,应用微观随机网络模拟方法获得了精细数值模拟的网络流动参数;并应用定向渗流理论建立了随机网络模型,方便、灵活地构造出岩石各种类型的孔隙结构特征和润湿性特征,较好地表征多孔介质的微观静态特性;快速、有效地模拟不同静态特征岩石的微观流动参数。通过实例证实微观网络模拟是精细数值模拟获得小规模流动参数的有效方法。     

基于神经网络的多叉系统进化树构造

力求解决困扰传统进化树构造中只能生成二叉树、精度低和Tie Tree的问题.采用自组织神经网络对序列进行分类,生成进化树过程中允许扩展当前非叶子节点,并通过设置适当的参数优化进化树的分层.使用此方法,获得了精度更高的多叉进化树,表明基于神经网络的方法对解决进化树构造中的问题是有效的.     

多元指数插值响应面方法分析复杂结构可靠度

引入多元指数型插值基函数,采用正交实验设计和有限元分析生成插值点,建立指数插值响应面函数,采用随机投点法和有限元分析生成校核样本点,以校核样本点原函数值与插值函数值距离最小为优化目标,求解多元指数插值函数的待定参数,并构造迭代求解格式控制求解精度,建立了复杂结构可靠度分析的多元指数插值响应面方法.算例分析结果表明,该方法对非线性程度较强的隐式功能函数具有较高的分析精度和效率.     

异质体材料三维微观组织结构的可视化仿真

介绍了一种可视化仿真三维异质体材料微观组织结构的有效方法。仿真的微观组织结构以从金相学分析获得的统计意义上的数据描述样本的形态学与晶体学结构。在仿真异质体材料多晶体基体微观组织结构的过程中,设计了构造三维Voronoi晶粒聚合体的增量式外存算法,在指定RVE区域内实现了海量多晶体基体微观组织结构的构造。随后,考虑实际异质体材料中第二相组成物可能的形态、空间取向、空间分布、界面相宽度等几何参数,设计了完全可控的仿真程序,可以根据实验分析需求,通过改变、控制、组合由计算机构筑的第二相组成物的几何实体,产生符合预定要求的微观组织结构。同时,开发了相应的可视化技术,展示了仿真得到的各种类型异质体材料微观组织结构模型。     

海洋珊瑚黏土岩土特性的室内研究

吹填珊瑚黏土是一种新型黏土,是珊瑚岛礁吹填过程中分选形成的特殊黏土.新的水力吹填工程珊瑚礁地基,包括珊瑚砂、淤泥和黏土.粒径小于75μm的且含量占50％以上这部分形成黏土.作为一种新型黏土,其岩土工程性质在以往的研究中鲜有报道.本文通过一系列室内试验,对其力学性能、微观结构和矿物组成进行了综合研究.结果表明:珊瑚黏土是...     

立式微铣床结构的优化设计与分析

在立式微铣床的设计期间,对机床常用结构进行拓扑优化分析,初步确定龙门结构基本形状。然后通过Ansys Workbench中的Design Exploration模块设计仿真实验,采用响应面法(RSM),以减小静力变形量和应力为目标,对立式微铣床龙门结构的跨度和高度参数进行了优化,利用权函数法得出该模型下的最优结果,加强了立式微铣床龙门结构稳定性。最后通过有限元分析软件对该立式微铣床整机结构进行了动静态特性分析,对微铣床结构设计上能否满足设计要求进行了校核。     

振动滚压加工的运动方程及计算机辅助分析

本文为振动滚压加工试验提供了一种新的手段。即采用微机对振动滚压的加工效果进行仿真。用计算机辅助分析产生不同结果的原因,找出得到最佳的仿真结果及其加工参数,并付之试验验证。该研究手段可以大大缩短试验次数,节省大量的材料、动力及试验时间。     

Rheological property of low-damage,ideal packing,film-forming amphoteric/sulfonation polymer drilling fluids

Low-permeability dense reservoirs,including micro-fractured reservoirs,are commonly characterized by high content of clay substances,high original water saturation,high sensitivity to invasive fluids,high capillary pressure,complicated structure and anisotropic,high flow-resistance and micro pore throats etc,.Generally they also have lots of natural micro fractures,probably leading to stress sensibility.Main damaging factors in such reservoirs are water-sensibility and water-blocking caused by invasive fluids during drilling and production operations.Once damaged,formation permeability can rarely recovered.Numerous studies have shown that damaging extent of water-blocking ranges from 70% to 90%.Main damaging mechanisms and influencing factors of water-blocking were systematically analyzed.Also some feasible precaution or treating approaches of water-blocking were put forward.In a laboratory setting,a new multi-functional drilling fluid composed mainly of amphion polymer,sulfonation polymer,high effectively preventive water-blocking surfactants,ideal packing temporary bridging agents(TBA) and film-forming agents,etc.,were developed.New low-damage drilling fluids has many advantages,such as good rheological properties,excellent effectiveness of water-blocking prevention,good temporary plugging effect,low filtration and ultra-low permeability(API filtration≤5 mL,HTHP filtration≤10 mL,mud cake frictional coefficient≤0.14,permeability recovery>81%),can efficiently prevent or minimize damage,preserve natural formation and enhance comprehensive development-investment effect in TUHA Jurassic dense sandstone reservoir formation with low-permeability,the only one developing integrated condense gas field.Some references can be provided to similar reservoir formations.     

多变量解耦双自由度PID控制系统设计

为了解决多变量时滞过程解耦器结构复杂且不能解析设计、控制器不易兼顾控制性能和鲁棒性的问题,提出一种新的解耦双自由度PID控制系统设计方法.针对时滞过程改进了Cai所提出的正则化解耦方法:从能量功率谱的角度重新解释并构造结构简单的解耦矩阵;将系统解耦成单回路后,采用双自由度PID结构设计各回路控制器.典型工业过程实例验证了设计的简单性和性能的有效性.采用该方法,解耦传递函数矩阵可以解析求解,双自由度PID控制器能够有效改善各回路高频段的解耦性能,获得良好的设定值跟踪性能和扰动抑制能力,并且可以方便地应用于控制现场.     

基于随机旋转局部保持哈希的图像检索技术

针对基于局部保持投影（locality preserving projection,LPP）的哈希用于图像检索造成图像表征力不强、检索效率低下的问题,融合LPP及主成分分析（principal component analysis,PCA）技术,提出一种随机旋转局部保持哈希的图像检索算法。首先对样本进行PCA降维,对PCA变换矩阵进行随机旋转形成PCA降维矩阵,将原始样本在降维矩阵上进行投影,得到PCA降维样本。为充分利用样本间的相似性结构,对PCA降维样本进行LPP映射,并引入随机矩阵对特征向量进行偏移构造最终编码投影矩阵。再将原始样本投影到编码投影矩阵,得到最终的降维样本;最后对其进行哈希编码,得到有效的二进制编码用于图像检索。算法充分考虑样本间的全局和局部相似性结构,体现了样本间所蕴含的局部和全局信息,把随机旋转应用于PCA降维矩阵,减少了编码之间的量化误差,提高了图像特征的识别能力。分别在3个人脸数据集上进行性能测试实验,并与相关方法进行比较,得到了较好的效果。实验结果表明该方法是有效的。     

液态金属磁流体发电机空载电压

为了探究影响液态金属磁流体发电机空载电压的因素,建立发电通道三维流动模型. 采用计算流体力学（CFD）技术,研究发电通道入口速度、磁感应强度、通道宽度、通道高度、液态金属类别对空载电压的影响. 考虑哈特曼层电流回流现象,通过添加绝缘块,对发电通道装置进行结构改进. 从改进后的磁流体速度分布和电流密度变化两方面,分析空载电压优化机理. 结果表明：空载电压与入口速度、磁感应强度、通道宽度成正比,与通道高度无明显关系,但是通道宽度越大,空载电压相对误差越高;高密度、低电导率的液态金属会降低空载电压. 发电通道改进前,空载电压的相对误差为12.3%;改进后的发电通道,空载电压比改进前提高13.3%,相对误差降至0.6%.     

基于线性整数规划的主动配电网故障区段定位

针对分布式电源渗透率不断升高以及配电网规模日益庞大造成的主动配电网故障定位困难的问题，提出了一种新的故障定位方法。考虑到分布式电源渗透率不断升高的特点，将分布式电源以微电网形式接入到配电网中，建立了考虑微电网运行状态的开关函数，并在此基础上构建了适合故障区段定位的线性整数规划模型。提出了T型分级方法来解决故障定位耗时长的问题，其原理是选择主变电站和T型节点下游的若干首节点作为分界点，使配电网被分成多个区域，最后通过线性整数规划方法依次定位出故障所在区域及故障区段位置。仿真结果表明，所提方法能够快速准确地定位出故障区段，并具有很强的容错性。     

分形插值方法对混凝土损伤裂纹的预测

混凝土在损伤演化期间所形成的微裂纹具有明显的自相似特征,即分形特征。研究表明,用分形理论方法可以定量描述和区分混凝土在损伤演化期间形成的极其不规则的微裂纹。通过分形理论中分形插值运算来构造迭代函数系统,并对其损伤裂纹进行了预测。结果表明,该方法对混凝土损伤裂纹的预测取得了较好的效果。     

基于Matlab和VxWorks的无人机飞控系统半物理仿真平台研究

介绍了一种新的基于Matlab／RTW(Real-Time Workshop)和VxWorks实时操作系统的仿真方法，构建了基于Simulink的某型无人机飞控系统仿真模型，可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比，加速了半物理仿真平台的研制。通过使用该平台对某型无人机飞控系统进行了大量的实时半物理仿真，优化了控制律。     

Research of CBR, DM and smart algorithms based design methods for high-rise building structure form-selection

Theoptimizationofhigh risearchitecturalstruc turesystemincludesthreesteps,namely,structureformoptimization,topologicaloptimizationandcompo nentoptimization.Amongthesestructureformoptimi zationisthefirststep,whoseconclusionusuallyinflu encesordecidestheopt…