方腔内耦合传热传质非对称流动数值模拟

对带有质热源的方腔内流体传热传质进行数值研究。针对不同Ra、Nc、Sr和Df，探究对称方腔内流体传热传质的分岔特性。结果表明：存在临界Ra_c使流体流动形态发生转变，当Ra<Ra_c时，流体流线、温度场和浓度场对称分布；当Ra>Ra_c时，流体发生偏斜。增大浮升力，流体更易发生分岔现象。增强Soret和Dufour效应可增强传热对称性并增大流体发生分岔的临界Rayleigh数。     

分级加载电压下考虑有效电势变化的软黏土电渗固结理论

分级加载电压技术能够有效延长电渗处理的时间,改善地基的处理效果并能有效降低能耗。在利用分级加载电压技术开展电渗试验时,随着土体的排水固结,土体各点的电势会发生明显的变化,这与现有的电渗固结理论假设土体各点电势保持不变有所差异。利用自主设计的电渗试验仪器开展了分级加载电压下的电渗室内试验,分析了电渗过程中土体有效电势变化的规律。基于该规律并结合Esrig固结理论建立了在阳极处不排水、阴极处排水条件下考虑土体有效电势变化的电渗固结理论,得到了分级加载电压条件下考虑土体有效电势变化的超静孔隙水压力和平均固结度的解析表达式。研究表明,在电压分级加载过程中,土体有效电势变化规律表现为随时间先基本保持不变,后呈抛物线状先增后减。通过试验案例验证了考虑土体有效电势变化所求得解析解的合理性,且该数值计算结果相较于Esrig数值计算结果,前者更加接近实测值,该固结方程的建立为后续分级加载电压技术的推广应用提供了理论依据,也为实际工程提供了参考。     

利用正交极差分析功能组分对水泥 基修补砂浆的性能

采用正交极差分析方法,在考虑水泥基修复材料的抗压强度及抗折强度各影响因素间的交互作用前提下,克服了传统计算方法大量试算的繁琐,定量的给出了各因素对水泥基修复材料的抗压强度及抗折强度影响程度的主次关系,并绘制出各影响因素与水泥基修复材料的抗压强度及抗折强度的关系曲线,根据水泥基修复材料的抗压强度及抗折强度随各影响因素的变化趋势,可为水泥基修复材料的性能的优化设计提供参考依据,并能指导生产。     

三维圆弧型井眼轨道设计模型的拟解析解

为了研究三维圆弧型井眼轨道设计方程组是否存在解析解以及如何有效求解，使用消去法从多元非线性方程组中推导出其中的某个未知数满足一个特征多项式方程，并且证明了该方程组的拟解析解可以由特征多项式方程的实数根和已知设计参数构成的解析公式计算得到；如果极点多项式非恒等于0，则当特征多项式次数不超过5时，如果有解则为解析解，否则为数值解。通过使用C++类实现多项式加减法、乘法的计算方法，提出了多项式实数根的分隔算法、并用二分法快速求解出多项式全部实数根的计算方案。该方法在数学上经严格推导，计算方案简洁、稳健，在三维井眼轨道设计、智能钻井定向控制中具有应用价值。     

电潜泵堵塞复合解堵技术在渤海油田的应用

目前渤海油田许多稠油井电潜泵在运转一段时间后,即发生电流异常波动、泵效明显下降的问题,而同时井底流压上升,说明电潜泵发生堵塞。研究发现,电潜泵堵塞主要是吸入口堵塞,其堵塞物主要为聚合物胶团、重烃垢、碳酸钙(镁)垢、粘土、腐蚀产物、细粉砂等组成的混合垢。由于常规酸液和氧化解堵体系具有强烈的腐蚀性,对电潜泵和电缆损害较大,不适用于电潜泵解堵,因此项目组针对电潜泵堵塞物特征,优选出一种低伤害高效电潜泵复合解堵技术,并成功应用于渤海油田,取得良好的解堵增产效果。     

四旋翼飞行器互补滤波姿态求解器的设计

精确的姿态角在四旋翼飞行器稳定飞行中起着非常重要的作用,为了实现小型低成本四旋翼飞行器高精度姿态数据的输出,搭建了STM32F103、MPU6050和气压计组成的姿态检测系统。并基于四元数微分方程,提出了一种PI改善型互补滤波姿态求解器的设计算法。该算法对陀螺仪测量数据进行了高通滤波、对加速度计和磁力计测量数据进行了低通滤波,提高了姿态解算精度。最后,通过实验平台将测量的PI改善型互补滤波算法与普通互补滤波算法四旋翼姿态角进行了比较分析,实验结果表明,PI改善型互补滤波算法求解器的姿态角动态误差较小,性能更稳定,能够满足小型低成本四旋翼飞行要求。     

基于自适应粒子群算法的FS20N机器人时间最优轨迹规划

针对通用型机器人,以运行时间最短为目标,提出一种基于自适应粒子群(APSO)时间最优轨迹规划算法。在关节空间轨迹规划中,逆解得到关节变量与时间的关系,以此建立五次多项式关节变量与时间的插值轨迹。然后,利用罚函数对其关节角度、关节速度、关节加速度进行处理,同时以插值关节各点间的时间间隔之和为优化目标,采用自适应粒子群算法进行优化求解,得到时间最优的轨迹。最后,利用MATLAB仿真软件,建立川崎FS20 N仿真模型进行验证,得到运行平稳且时间最优的运行轨迹图,仿真结果验证了该算法在轨迹规划中的可行性。     

基于改进的差异演化算法求解SVM反问题的研究

针对求解支持向量机反问题的效率较低,算法复杂度高以及运用传统方法求解该问题容易陷入局部最优出现早熟收敛的问题,提出一种基于改进差异的差异演化算法。该算法在标准差异演化算法的基础上利用种群分类机制对算法进行改进,对改进后的算法与标准差异演化算法和K-means聚类算法进行实验设计,并对算法最终实验结果进行分析,改进的差异演化算法除在运行时间外,结果对比以及最大间隔次数比都有明显的提升,有效地保护处于最优解区域但是适应值低的个体,能够提高算法局部搜索能力,有助于算法实现全局收敛。实验结果表明,改进的差异演化算法在求解SVM反问题上能有明显的提升。