摘要：针对机械式真空切换开关斥力机构设计参数相互耦合、输出动态特性相互关联的多变量多目标优化问题,提出一种基于非支配排序粒子群的多目标优化方法。计及材料特性影响的快速切换开关机构物体模型(实模)与数值模拟模型(理模)建模与分析,是机构本体设计和过往载荷全生命周期性能评估的基础。理模参数设计难以真实反映实模在不确定性条件与不同工况下输出特性及可靠性。采用数字孪生方法,进行理模与实模特征量设计,将理模与实模耦合建模计算层、多目标优化计算层相结合,优化机构本体参数;并与物理实体层参数同步实现孪生,进而实现机构整机理模到实模的多目标优化设计。数字孪生处理后的电流误差下降5.69%,分闸时间误差下降5.49%,为新一代智能电器产品多目标优化设计提供了一种新的可行性方法。

摘要：航空发动机滑油系统的精细化设计依赖于对关键部件工作性能的掌握,这其中包括影响轴承腔压力和滑油消耗的通风器。为研究航空发动机气动增压式离心通风器的流动与分离特性,通过数值仿真获得了设计参数对压差、分离效率和最小分离直径的影响规律,并定量评估了设计参数的敏感性。结果表明,提高转速能够在实现气动增压的同时提升分离效率、降低最小分离直径;转速为25000 r/min、通风量为10 g/s时,进口压力比出口压力低2700 Pa,分离效率可达99.5%。增大通风量将削弱通风器的气动增压效果,且不利于油滴的有效分离。调整叶片数量可使气动增压效果达到最佳,压差的最大变化量均可超过30%,然而叶片数量对分离效率和最小分离直径的影响较小。转速对压差和分离效率的影响较大,最小分离直径受通风量的影响最显著。此外,通风器的工作特性还受设计参数之间的交互影响,根据敏感性系数对设计参数进行合理匹配可以进一步提升工作性能。

摘要：拓扑优化和增材制造技术的快速发展为高性能复杂装备提供了高效的产品设计和制造方法。目前高性能结构拓扑优化只考虑热-力耦合或者流-热耦合的设计,且大多局限于简单结构,未考虑流-热-力三场共同作用下的设计,限制了结构性能的提升。针对流-热-力多物理场工况下的高性能复杂结构设计这一挑战,提出了一种流-热-力耦合拓扑优化方法,以提高复杂结构的承温能力。首先引入流场、温度场和结构位移场的控制方程,对计算域的流固材料进行统一表征;然后以最小化平均温度为目标,以流动能量耗散和结构柔度为约束,建立了流-热-力耦合的拓扑优化模型,并结合变分法和拉格朗日函数开展了设计变量的灵敏度分析;最后将所建立的拓扑优化模型应用于涡轮的结构设计,得到了散热性能良好、流道分布合理的可增材制造结构。

摘要：为厘清联合成型设计空间各造型方法对涡轮叶栅性能提升的贡献,将基于总变差分析的全局敏感性分析方法与平行坐标系及直方图、散点图等可视化技术相结合,提出了将多源数据挖掘信息进行融合的设计空间知识挖掘框架,并利用该框架对某小展弦比叶栅端壁/叶身联合成型设计空间进行知识挖掘。结果表明:叶栅气动损失增减对基元型线微调十分敏感;非轴对称端壁所带来的损失减少量与型线微调接近,但设计空间内不同非轴对称端壁样本性能波动较小,导致其重要性被全局敏感性分析方法低估;虽然单独采用弯叶片难以整体降低小展弦比叶栅损失,但将弯、型线微调和非轴对称端壁造型相结合可获得“1+1+1>3”的性能增益;在端壁/叶身联合成型设计空间内,将基元型线朝着后加载方向微调,并采用喉部附近下凹较深的非轴对称端壁造型及反弯叶片设计,可获得气动损失较小的叶栅设计。研究结果明晰了端壁/叶身联合成型设计空间优化解特征,可为类似小展弦比叶栅设计优化提供借鉴。

摘要：大坝渗流量直接反映了大坝结构体内的安全状况,因此渗流量监测数据的准确性、长期稳定性及可靠性对大坝安全显得尤为重要。根据调研及前期研制出的大坝小流量渗流量计在实际工程应用中出现的问题,对其进行了优化设计。通过旋转测量容器的设计方式实现了测量与引流分离,不仅简化了仪器结构、降低了仪器成本,而且解决了水流侵蚀及渗水析出物影响下,很多容积法自动化监测设备可靠性不高和在不大量雍高排水沟水位的情况下,容积法自动化监测设备很难布置的难题;通过增加防浪管和溢流板等防浪设计和液位开关的优化设计,提高了仪器的测量精度,为大坝渗流量监测提供了更为准确的数据依据;增加了复位功能,攻克了仪器正在运行过程中,突然断电,复电后仪器无法继续进行测量的问题,增加了仪器的可靠性,具有更为广阔的适应性;仪器采用零阀门设计,解决了因泥沙进入阀门导致阀门被卡死或无法完全关闭,出现测量不正常或无法测量的问题,提高了仪器的长期稳定性及可靠性差,另外,增加了自清洁装置,降低了仪器的维护工作量,增加了仪器适应性。通过厂内性能测试和在四个水电站的实际应用,证明了优化后的仪器具有测量精度高,可靠性及长期稳定性好,结构简单,方便现场安装等优点,为大坝渗流量监测提供了可靠的保障。

摘要：历史建筑是城市政治、经济、文化发展的物质载体,但是在漫长的发展过程中,由于自然环境的变化、社会的城市化进程以及人为等多种因素的影响,其生存环境受到严重的破坏。为了对其进行数字化保护以及快速、真实地呈现建筑可视化的虚拟现实效果,采用3ds Max与Lumion相结合的方法实现建筑的三维虚拟仿真模型设计与虚拟现实效果表现。文章以梧州市授三公祠历史建筑作为实例,利用3ds Max软件构建宗祠建筑主体与建筑构件模型,导入Lumion软件中对其进行场景配置、材质调整与优化、摄像机视角校正、特效选择与处理、场景渲染设置与输出,完成宗祠建筑的可视化效果表现。

摘要：为实现复杂环境下62.8 m高砖结构烟囱的爆破拆除,充分考虑了烟囱的结构和周围环境,在东西北三面倒塌空间不足的情况下比较各种拆除方案。经分析初选单向折叠爆破和双向折叠爆破两种方案对烟囱进行爆破拆除,设计上下切口圆心角为220°,下切口设置在烟囱0.5 m高处,切口高度为2 m,上切口设置在烟囱30 m高处,对上切口参数进行模拟优化。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对初选方案进行倒塌效果对比,计算得出单向折叠爆破不满足拆除要求,遂选定双向折叠爆破。通过对1 m、1.5 m、2 m上切口高度和0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s上下切口爆破延期时差时间下的烟囱倒塌过程进行模拟,得到了不同工况条件下烟囱的倒塌过程和爆堆分布范围,分析比较后确定了上切口高度为1 m,上下切口爆破延期时差为1 s时,烟囱折叠效果最好,倒塌空间小。进行爆破振动和飞石防护相关安全防护措施设计后,爆破效果表明:在爆破过程中,烟囱按照设计方向顺利倒塌,周围建(构)筑物未出现损害,整体效果良好,到达预期目标。

摘要：本文在广泛梳理东周秦汉时期骆驼题材文物类别与时空分布的基础上,认为骆驼题材文物的出现年代、分布范围和造型风格具有显著的时代与地域特征。骆驼题材文物在内地的出现和发展,深受我国北方人群的影响,显示出较为活跃的农牧互动。秦始皇帝陵陵西大墓M1新发现的单体金、银骆驼塑像写实逼真的艺术形式,是我国骆驼题材文物中的特例,但在中亚、西亚艺术品中有迹可循,它可能是舶来品,也可能是在西方艺术影响之下本土创造的。

摘要：针对目前合金元素对铝水解制氢的活化机制尚不明晰,无法用来指导材料的配方设计与性能调控的问题,基于已有的实验经验结论和理论相图,进行了材料样本点的设计、合成、表征及产氢性能测试,并以合金速率峰值作为优化目标,分别探究了合金的物相组成和元素组成对产氢速率的耦合关系。结果显示:合金的元素组成与产氢峰值的耦合关系比物相组成的耦合关系具有更高的可信度,运用此耦合关系可以在一定程度上指导材料的定向设计,为未来此类材料的定向设计合成提供了一种新的思路。

摘要：随着科技的发展,红外相关的技术也日渐成熟,许多新技术新理论得到广泛的运用。现在单一F数的变焦红外光学系统已经往多F数方向发展。对定F数光学系统而言,因为改变焦距的同时需要改变通光口径,在大视场时候通光口径会减小,能量利用率较低。变F数光学设计可以解决这一问题,使光学系统在保持孔径的情况下可以进行大视场和小视场的切换,充分利用系统的最大通光孔径,提升能量利用率,本文介绍了当前变F数的相关设计,并进行了一些设计思路的拓展和对未来的展望。