基于CFD的池式快堆多物理耦合分析方法研究

基于临界/次临界点堆中子动力学模型、燃料棒传热模型、热交换器和多孔介质等辅助热工水力模型，采用显式迭代和动态链接库技术（DLL），利用商用计算流体力学（CFD）程序FLUENT的用户自定义函数（UDF）实现中子动力学、燃料棒热传导等和快堆堆池冷却剂流动换热的耦合计算，开发池式快堆多物理耦合计算程序CFD/PF。采用CFD/PF开展小型自然循环铅铋快堆SNCLFR-10无保护超功率事故（UTOP）模拟，并与国际知名快堆多物理耦合分析程序SIMMR-III的计算结果开展Code-to-Code对比分析。研究结果表明:CFD/PF与SIMMER-III的分析结果吻合良好，耦合程序的开发取得了初步成功，可用于分析池式快堆堆池内的复杂三维流动和换热现象。      

考虑员工合作关系的单元装配系统构建方法

针对流水线装配向单元装配转换的基本问题,考虑员工之间的合作关系,以最小化总装配周期和最小化员工总工作时间为目标,建立流水装配线向单元装配系统转换的多目标优化模型.针对模型的特征,采用基于NSGA-II的多目标优化算法进行求解.通过数值实验证明考虑员工合作关系的必要性,并分析员工合作系数的均值和方差的变化对单元系统构建的组成和性能的影响.结果表明,整体合作程度较高及合作关系差异较大时,单元系统的性能提升程度较为明显.     

可选交付方式及时间窗下城市配送服务选项多目标联合定价

为解决末端交付方式和时间窗等可选配送服务选项的联合定价问题,考虑送货上门和自提柜两种交付方式,首先构建了考虑服务选项联合定价的嵌套Logit选择模型,描述了服务选项定价对顾客选择行为的影响;然后,考虑配送成本最小化和期望收益最大化,基于混合整数规划建立了城市配送服务选项多目标联合定价模型,着重分析了交付方式尺度因子对末端交付方式和时间窗联合定价的影响。仿真分析发现,RC201和RC206算例均存在明确的帕累托前沿;随着送货上门尺度因子的增加,顾客在选择不同服务选项时替代性降低,定价调整对优化目标影响较小,送货上门交付定价和时间窗定价的变化趋势不明显;由于自提柜交付时间窗约束弱于送货上门交付,随着自提柜交付尺度因子增大,提高时间窗定价有利于实现优化多目标帕累托改进。     

变载荷铣削力影响下的加工中心床身结构优化设计

针对加工中心工作过程中变载荷铣削力对床身结构性能的影响问题,对加工中心床身的材料密度分布以及构成床身的基本结构单元尺寸进行了研究。提出了以床身低阶固有频率和最小柔度为目标,体积分数为约束条件的多目标拓扑优化设计方法;采用折中规划法结合平均频率法,构建了变载荷铣削力影响下的多目标拓扑优化数学模型;依据变密度法拓扑优化指导的材料去除方案,获得了加工中心床身的最佳结构布局;同时结合经过优化的拉丁超立方采样,构造了单元标准二阶响应面,使用多目标遗传算法对床身进行了多目标尺寸优化。研究结果表明:优化后床身固有频率增加16.9%,床身质量减少17.4%,最大变形量降低14.4%,最大应力降低18.8%;该优化方案使加工中心床身的结构布局更加合理,实现了轻量化设计。     

多信息融合技术驱动的电加工控制优化研究

针对电火花微孔加工放电过程出现畸变,导致检测电路难于获取放电间隙状态的现象,提出了一种采用放电电流和放电电压双特征信息多重检测的方法,基于计算机信息融合技术,完成Matlab模糊神经网络训练模型的构建,提取放电状态特征,得到进行电火花加工电极的伺服控制策略,实验测试结果表明,采用该控制策略方法比某传统单一电路检测控制策略加工效果明显好转,获得相同微小孔深加工时间明显缩短,电极的损耗明显降低。     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。