某拦河闸底流消能工消能防冲试验研究

通过物理模型试验,对某拦河闸底流消能工进行消能防冲试验,测试和分析不同开度下的水闸运行流态、流速分布及上下游水流衔接状况,研究成果可供工程设计参考。     

巢湖兆河分洪闸泄流特性试验研究

受周边地形条件及环境限制,巢湖兆河分洪闸与河道呈垂直布置,进流条件不利。针对分洪闸与河道垂直布置这一特征,分别对开敞式和涵洞式分洪闸进行了水工模型进口流态试验分析,结果表明涵洞式分洪闸进流流态优于开敞式分洪闸,能更好地保证各闸孔的均匀进流。针对涵洞式分洪闸方案,研究了分洪闸敞泄和控泄的泄流能力,指出敞泄状态下进口行近流速对流量计算影响明显,在水闸规划设计中,应计入行近流速影响。为改善消能效果及出口水流与下游的衔接,进行了多方案消能防冲改进试验,结果表明尾坎作为一种冲击式消能工布置在挖深式消力池末端,可使出口水流流速分布更加均匀并与下游水流衔接更为平顺,明显增强消能防冲效果。     

斜拉桥肋板式主梁剪力滞效应研究

大跨度斜拉桥剪力滞效应十分突出,在设计和施工过程中应考虑剪力滞效应的影响。根据能量变分原理,推导出肋板式主梁截面的剪力滞系数简易计算公式。以某460米主跨预应力混凝土斜拉桥为研究对象,采用大型空间有限元分析程序MIDAS FEA 3.3进行三维实体有限元数值分析,并与通过能量变分法计算得到的剪力滞系数比较发现,宽度较大的肋板式主梁剪力滞效应突出,且跨中处截面剪力滞系数小,而塔根处的截面剪力滞系数大,在设计和施工过程中应采取必要的措施保证结构安全。     

折板跌落式竖井设计约束条件研究

结合国内深层隧道排水工程-广州市东濠涌深层排水隧道,通过物理模型试验探讨了不同折板间距情况下折板竖井消能规律,并根据竖井中水流在折板间需满足的过流能力及充分消能的约束条件,研究了折板竖井消能的最大过流流量及稳定消能边界,提出了折板竖井设计应同时满足的约束条件以及折板通气孔的推荐位置。研究表明,在折板间距与折板宽度的比值小于0.408时,约束条件只有最大过流能力;当比值大于0.408时,只需考虑充分消能的约束条件。     

基于半马尔科夫链的无线网络能耗模型的研究

在分析无线传感网络能量消耗特征的基础上,根据无线通信环境和节点的状态转换关系,建立了基于半马尔科夫链的无线传感网络的能耗模型,并通过仿真实验验证得出传感节点实际能耗剩余值与所建模型能耗预估值基本相同,从而说明所建立的能耗模型准确有效,为改变传感节点工作状态、延长传感网络使用寿命提供了可靠的节点能量数据.     

Flight control of tethered kites in autonomous pumping cycles for airborne wind energy

Energy harvesting based on tethered kites benefits from exploiting higher wind speeds at higher altitudes. The setup considered in this paper is based on a pumping cycle. It generates energy by winching out at high tether forces, driving an electrical generator while flying crosswind. Then it winches in at a stationary neutral position, thus leaving a net amount of generated energy.The focus of this paper is put on the flight control design, which implements an accurate direction control towards target points and allows for a flight with an eight-down pattern. An extended overview on the control system approach, as well as details of each element of the flight controller, is presented. The control architecture is motivated by a simple, yet comprehensive model for the kite dynamics.In addition, winch strategies based on an optimization scheme are presented. In order to demonstrate the real world functionality of the presented algorithms, flight data from a fully automated pumping-cycle operation of a small-scale prototype are given. The setup is based on a 30 m² kite linked to a ground-based 50 kW electrical motor/generator by a single line.     

Real-time nonlinear MPC and MHE for a large-scale mechatronic application

Progress in optimization algorithms and in computational hardware made deployment of Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) and Moving Horizon Estimation (MHE) possible to mechatronic applications. This paper aims to assess the computational performance of NMPC and MHE for rotational start-up of Airborne Wind Energy systems. The capabilities offered by an automatic code generation tool are experimentally verified on a real physical system, using a model comprising 27 states and 4 inputs at a sampling frequency of 25 Hz. The results show the feedback times less than 5 ms for the NMPC with more than 1500 variables.     

面向嵌入式系统绿色需求的数据分配方法

能耗和资源等绿色需求是嵌入式系统发展不容忽视的因素.数据分配作为编译后端的重要优化手段,对能耗以及资源的利用率有着重要影响.为提高资源和能源的有效利用率,构建了数据分配过程的绿色评估模型,并以此为指导,提出了一种迭代式多目标分配优化方法,从能源消耗和资源的均衡使用度2个方面出发,利用可交换类指令重排优化和寄存器重分配优化,对总线和存储系统的绿色指标进行改进.模拟实验表明,该方法相对于GCC编译器,能够获得23％左右的绿色指标提升值,为满足更高的绿色需求提供了保障.     

基于数据融合的无线传感器网络延迟感知研究

网络数据融合与聚类是减少无线传感器网络能量消耗的有效技术,但聚类在数据聚集过程中会产生额外的时间延迟。为此,提出一种基于网络数据融合的延迟感知网络结构,该结构组建传感器节点形成不同大小的簇,每个簇可以与融合中心节点进行交错通信。仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层型协议、延迟感知数据收集网络结构相比,该网络结构可以减少在数据融合过程中的延迟,并能保持较低的能量消耗。     

无线传感器网络中改进的多目标定位和跟踪算法

基于无线传感器网络的目标定位与跟踪技术是目前研究的热点,传统的目标跟踪算法均需要明确的目标定位系统观测模型,如无法获得该模型,则算法失效。为此,利用移动机器人客户端,提出一种分布式移动多目标定位和跟踪算法。该算法将所有机器人分为负责目标跟踪的领袖机器人与负责网络阵型和连接性维护的从属机器人,对收敛误差和系统参数间的关系进行分析,并通过仿真实验验证了该算法的有效性。