基于Kriging模型的挡风墙优化设计

将基于Kriging模型的近似技术引入到挡风墙的优化设计,其关键步骤为:采用最优拉丁超立方试验设计,选取均匀、随机和正交的参数试验样本点,用初始样本点的目标值建立Kriging近似模型,结合优化算法,得到最优参数;在挡风墙的优化设计中,选取路堤和挡风墙为设计变量,倾覆力矩为目标值,建立Kriging模型,应用序列二次规划算法,得到不同路堤下的最优挡风墙高度.研究结果表明:本文方法在挡风墙的优化设计中是高效、可行的,并得到了不同路堤高度下,最合理的挡风墙高度;路堤高度越高,倾覆力矩对挡风墙高度变化的灵敏度越高,最优挡风墙的高度越小.     

地震作用下简支梁桥的碰撞反应分析

为了研究地震作用下简支梁桥的碰撞响应,本文通过建立全桥模型,在输入不同的地震激励、考虑不同桥墩高度下,进行了简支梁桥地震响应时程分析。结果表明:地震作用下碰撞在一定程度上显著地改变了桥梁结构的响应状态,增大了墩底的弯矩和剪力;桥墩的高度和地震激励的变化会对梁间碰撞产生影响。     

建筑物尺度对避雷针防雷性能影响的数值评估

为研究闪电先导与地面建筑物的相互作用,根据长间隙放电的物理过程建立了包含上行迎面正先导的三维负极性先导发展模型。利用模拟电荷法计算了电晕区的电位分布及电晕电荷量,作为上行正先导是否满足激发起始的判断条件,建立了上行正先导的起始传播模型,利用该模型评估了建筑物形状特征对于闪击距离的影响。研究表明:随着回击电流峰值、建筑物垂直高度或避雷针高度的增大,闪击距离也逐步增大;在建筑物垂直高度不变的条件下,随着避雷针高度的增加,闪击距离逐步增大,当避雷针高度大于30m后,闪击距离的变化不再明显。     

考虑河床泥沙淤积的滑坡涌浪数值模拟

采用RNG k-ε紊流模型与VOF方法对散粒体滑坡涌浪进行数值模拟。通过与已有试验结果对比分析,发现数值模拟得到的滑坡体水下初始堆积形态、首浪高度与试验结果吻合度较好。目前针对河床泥沙淤积下的滑坡涌浪研究较少,基于此,本文建立了不同淤泥厚度及颗粒直径下滑坡涌浪的三维数值模型,分析了滑坡入水后涌浪高度、水位空间分布及泥沙流态变化。结果表明：初始涌浪高度随淤泥厚度增加先减小后增大,随颗粒直径增大而增大。     

植株形态对单植株前后风速变化影响的风洞实验

为了评估不同植株形态对单植株防风能力的差异，本文在风洞中测量了5种不同形态的单植株模型（细长柔性植株、上大下小状柔性植株、2种树状刚性植株和刚性圆木棒）在3种来流风速下，植株前后风速的变化. 结果表明:来流风速对柔性植株下风向相对风速恢复曲线有显著影响，而对刚性植株模型的影响很小； 植株的1/2高度处树状刚性植株的平均防风效应和防护距离一般大于柔性植株；植株迎风面宽度随高度的变化是影响不同高度处风速衰减程度的一个重要因素.      

电离层附加时延修正算法的数值模拟

基于国际电离层参考模型IRI，对我国国土范围内同步卫星高度下电离层带来的随时间空间的变化进行了数值模拟，在给定的修正模型的基础上，模拟了修正效果。     

利用GNSS信号地表穿透特性反演土壤湿度的思考

利用全球导航卫星系统干涉信号（GNSS-interferometric reflectometry, GNSS-IR）进行土壤地表湿度反演具有无需信号源、探测区域宽广等特点，受到了国内外研究机构的广泛关注. 为解决传统GNSS穿透模型结构复杂的问题，根据几何构型给出了GNSS-IR计算天线相位中心与地表实际反射面垂直距离的方法，通过仿真不同土壤湿度下的高度测量偏差，建立了与GNSS信号理论穿透土壤深度的线性关系，以及与土壤湿度的反比例关系. 考虑到卫星高度角的变化对高度反演的影响，采用修正的测高模型，并利用Lomb-Scargle谱分析的方法计算了高度测量偏差. 为减少地表植被对反演天线相位中心距离地表实际反射面垂直距离的影响，利用归一化植被指数对高度测量偏差进行了修正，同时建立了GNSS信号高度测量偏差与土壤湿度的一阶反比例模型，最后对该模型进行了验证. 结果表明，对于长时间大尺度变化土壤湿度的场景，利用GNSS信号地表穿透特性进行土壤湿度反演有着很好的效果.      

杂草种子空间扩散模型的建立

为通过模型分析和模拟来制定控制杂草的优化策略,我们设计并完成了一个杂草种子风扩散的室内实验。本文根据实验获得的数据建立了杂草种子扩散的空间模型。结果表明:杂草种子在任意方向上的扩散服从近似的高斯分布;在实验条件下,杂草种子扩散的空间分布型随风速的变化而变化。著名的Howard等〔5〕的杂草扩散模型是本文所建模型的特例。据此,我们推断Howard等〔5〕的模型所表示的分布型与一定高度的杂草种子在中等风速条件下扩散的分布型相似。     

Josephson结与谐振腔耦合的数值研究

根据谐振腔与Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结耦合结构的等效电路模型,用数值计算方法研究了结与谐振腔互作用时的Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ效应,得出腔感应电流台阶主度与谐振电路的品质因素Ｑ值之间的关系;在外加微波辐照下,发现Ｓｈａｐｉｒｏ台阶高度随微波功率地的变化也有变化,并计算了损耗电阻ＲＬ对耦合结构Ｓｈａｐｉｒｏ台阶高度随海峡 波功能变化关系的影响。     

基于泥层高度的耙架扭矩力学模型及机理分析

通过进行不同泥层高度下的连续动态浓密实验,得到压密区尾砂浆的质量分数和屈服应力的变化规律;借助屈服应力与泥层高度的回归关系,并对浓密机耙架进行力学分析,建立不同泥层高度下的耙架扭矩力学模型。研究结果表明:耙架扭矩随泥层高度的变化规律可以分为缓慢—强化—线性3个阶段。结合压密区砂浆存在形式的变化,发现随着泥层高度的增加,压密区尾砂颗粒受到的压力增大,砂浆密度提高并逐渐致密化,导致耙架扭矩在不同阶段内增长规律不同。通过采用扫描电镜观测压密区尾砂浆的微观结构,发现3个阶段内,絮团发生沉积—致密—稳定3种不同形式的变化,并伴随着絮团尺寸的改变,从而最终提高了浓密机耙架扭矩,进一步验证了耙架扭矩力学模型。     

板式塔气液固三相逆流的水力学性能

对冷模装置上气、液、固三相逆流进行了流体力学实验,得到了三种不同开孔率下穿流塔板的负荷性能图。在三相逆流情况下,均可找到适宜的操作范围,塔板压降和泡沫层高度与三相逆流流体力学性能有一定的关系。塔板压降主要取决于气相速度,泡沫层高度随气速和液、气流动参数及液相流量而变化。建立了塔板压降及泡沫层高度计算模型,回归结果表明,计算模型拟合性较好。由于固相的存在,应该加大蒸馏过程中所需的回流比。     

红外诱饵辐射特性仿真技术研究

在红外制导导弹对抗红外诱饵的过程中,由于在不同条件下红外诱饵的红外辐射特性变化较大,而目标飞机的红外辐射特性变化较小,导致导弹抗干扰概率较大的波动。这就要求在利用数字仿真或半实物仿真方法评估导弹抗干扰性能时,必需建立准确的红外诱饵辐射模型。根据能量守恒定律、黑体辐射定律及波尔兹曼定律推导了红外诱饵辐射计算模型,分析了高度和速度特性对其辐射特性的影响,并据此对诱饵辐射计算模型进行了修正。还给出了长方体和圆柱体两种典型形状诱饵质量燃烧率的计算公式。根据红外诱饵的辐射模型和运动模型编制了仿真软件。辐射模型所需的诱饵高度和速度来自运动模型,而运动模型所需的质量燃烧率来自辐射模型。通过合理地设置参数,该仿真软件可以对各种型号的红外诱饵,在各种对抗条件下的辐射特性进行仿真。最后给出了几组典型的仿真结果并对其进行了分析。     

潮流能发电平台的水动力特性的参数影响研究

文章采用水动力分析软件AQWA对潮流能发电平台进行了研究,对平台有限元模型进行了简化,通过对比水动力参数的变化,确定了简化模型的可靠性;基于简化模型分别计算了发电平台在0°浪向作用时,不同水深及不同重心高度下的一阶波浪力、附加质量、辐射阻尼等水动力参数。结果表明:水深显著影响一阶波浪力的峰值大小,对附加质量和辐射阻尼影响较小;水深越浅,海底对波浪的反射作用越明显,平台受波浪冲击越大;重心高度的变化主要影响平台横摇和纵摇2个方向上的水动力参数,对其他方向影响很小。     

植被条件对近地表风速垂线分布的影响

本文对有无植被时近地表风速垂线分布进行了对比,定量地研究了植被条件对近地表风速垂线分布的影响,确定了不同植被条件与风速减小率之间的关系.通过研究发现:不同高度上的风速减小率随着植被模型行距或株距的增加均呈减小的趋势,高度为10cm和5cm的植被模型,其4cm高度的风速减小率均随行距和株距的变化均服从相似的指数函数形式,通过对比拟合曲线方程系数可知,株距的变化对风速的改变影响更大.不同高度上的风速减小率随植被侧影盖度均呈指数递增的趋势,通过两种高度的植被模型之间的对比可知,植株高度较高,密度较小植被的防风蚀效果可由植株高度较矮、种植密度大的植被达到.     

基于电弧传感的管道焊接高低跟踪技术

摘要： 针对管道焊接过程中焊接规范变化的特点,建立了不同区位焊接电流与焊枪高度的数学模型,提出了可变增益的PID(Proportion Integration Differentiation)多模型控制算法,设计了基于模糊切换规则的多模型控制器.试验结果表明,高低跟踪系统的稳态和动态性能良好,可实现不同焊接规范下焊矩高度的实时跟踪控制,保证了焊接过程的稳定性,改善了焊接质量.     

台风“梅花”近地风剖面变化研究

基于10、20、30和40m高度处台风"梅花"影响下的上海浦东地区近地风现场实测数据,主要研究了平均风速、湍流度和阵风因子随高度的变化规律.结果表明,通过公式计算得到的边界层高度随平均风速的增大而增大,平均值为2 063m,远远大于我国规范(GB50009—2001,2002)规定的B类地貌下的边界层高度(350m).当平均风速较大时,大气稳定度参数z/L随平均风速变化较小,基本在区间[-0.1,0.1]内波动,此时大气近似趋于中性.指数率、对数率和Deaves-Harris模型与平均风速实测剖面均吻合较好.参考ASCE7-10中湍流度剖面的表达形式,通过拟合得到了纵向、横向和竖向湍流度随高度变化的经验表达式.另外,对实测阵风因子随高度的变化进行了拟合,拟合结果可以为今后工程设计提供参考.     

落地式钢筒仓卸料的模型试验研究

进行了落地式钢筒仓模型的卸料试验,通过改变卸料口的直径和位置研究了8种不同卸料状况下仓壁应变随时间的变化情况.采用全站仪较精确地测定了钢筒仓模型的几何形状,确定了钢筒仓模型的初始缺陷,证明了初始缺陷对钢筒仓模型应变具有较大的影响.通过对各种卸料状况下仓壁应变随时间变化的比较分析表明,卸料口的大小以及卸料口的偏心位置对于不同位置处仓壁的应变具有不同的影响,在0.8倍筒仓直径至1.6倍筒仓直径的高度范围内仓壁应变随时间变化比较剧烈,在偏心卸料时靠近卸料口位置的仓壁应变变化比较剧烈,仓壁动态应变的最大变化量约为静态应变的3-4倍.试验研究表明在实际工程中应充分考虑偏心卸料对仓壁受力性能带来的巨大影响.     

高速公路防眩板高度计算模型

眩光是影响高速公路夜间行车交通安全的重要因素。为了对不同线形路段上的防眩板高度进行合理的设置,本文分析了不同线形条件与防眩板高度的关系,考虑路线线形、车道组合、中央分隔带宽度等参数,建立了平面线形和凹形竖曲线的防眩板高度计算模型,得出了不同竖曲线半经及坡度差条件下的防眩板高度变化范围。最后结合理论及数据,对实际工程进行了分析,计算出了不同线形路段上防眩板高度的实际需求。     

不同线形条件下高速公路防眩板高度计算方法

眩光是影响高速公路夜间行车交通安全的重要因素。为了对不同线形路段上的防眩板高度进行合理的设置,分析了不同线形条件与防眩板高度的关系。考虑路线线形、车道组合、中央分隔带宽度等参数,建立了平面线形和凹形竖曲线的防眩板高度计算模型,得出了不同竖曲线半经及坡度差条件下的防眩板高度变化范围。最后结合理论及数据,对实际工程进行了分析,计算出了不同线形路段上防眩板高度的实际需求。     

气力喷头雾化特性的实验测定与神经网络数值模拟

在改变气力喷头的空气过流面积、吸液面与喷口之间的高度差和压力的条件下 ,测量了雾滴的直径 (体积中径DVMD) 用改进的BP算法人工神经网络对测试数据进行建模 ,通过建立好的模型进行仿真 从仿真结果发现 :在其余参数不变的情况下吸液高度对雾滴直径的影响呈线性递增关系 ;吸液高度不变时 ,对于不同的空气过流面积都存在使雾滴直径最小的压力值 ,并且都存在在低压区雾滴直径变化较小 ,在高压区雾滴直径变化较大的趋势 ;在吸液高度不变时 ,不同的空气过流面积都存在空气压力越高雾滴直径越细的现象