摘要：针对高维试验数据的稳健参数设计问题,在高斯过程(Gaussian process,GP)的建模框架下,采用部分平行的GP(parallel partial GP,PPGP)模型来构建试验因子与多质量特性之间的响应曲面,在此基础上运用多元质量损失函数作为优化指标来获得可控因子的最佳参数设计值。并且以一个经典仿真算例和两个实际案例验证了所提方法的有效性和优劣性。研究结果表明,与独立建模的单变量GP模型或Kriging模型比较而言,所提方法不仅能够有效地处理高维试验数据的建模与参数优化问题,而且能够获得更为稳健的优化结果,运行效率更高。

摘要：研究一类存在扰动的一维人群疏散系统的边界控制问题.以走廊中的人群动态为例,基于数量守恒定律建立人群动态模型;由非线性偏微分方程描述系统模型,并直接在分布参数的范畴内,设计Robin、 Neumann、Dirichlet三种边界控制律,用于控制行人在疏散过程中的移动方式,避免拥堵的产生;利用李雅普诺夫方法对边界控制律作用下的人群疏散系统稳定性给出详细证明,并通过一个仿真实例验证边界控制律的有效性.研究成果可以应用到生活中单入口单出口场所的人群动态管理.

摘要：针对饱和南沙岛礁珊瑚砂,开展了一系列不排水循环加载试验,研究了相对密度D_r和初始围压■对饱和珊瑚砂的超孔隙水压力、应变发展、有效应力路径及动强度特性的影响,并比较了珊瑚砂与福建砂的液化特性差异。试验表明,珊瑚砂的超静孔压Δu的发展模式与石英砂的有较大区别,可用修正后的Seed模型进行表征。珊瑚砂液化时的累积能量耗散远比福建砂的大。珊瑚砂的轴向应变ε_(DA)随着循环振次增加而逐渐变大,不会发生急剧增大的现象。在有效应力路径接触相转换线后,珊瑚砂会发生剪胀和剪缩交替出现的现象,仍然会存在有效应力。较之福建砂Δu的波动特征,珊瑚砂Δu的波动更大,且当Δu接近■时波动明显增大,产生"瞬时液化"现象。珊瑚砂的动强度随着D_r以及■的增大而增大。珊瑚砂的动强度大于石英砂的动强度。

摘要：为探究凹凸点阵双面针织物连接点数量、结构与分布对织物单向导湿能力的影响,以差动毛细效应为原理,选用了55.5 dtex(24 f)普通涤纶与93.3 dtex(384 f)超细涤纶为原料,设计了4种不同工艺的凹凸点阵双面织物,其中在工艺1和工艺2的成圈连接点处将55.5 dtex(24 f)涤纶替换为33.3 dtex(12 f)涤纶,共得到6款具有湿热管理功能的织物。对织物透湿性、透气率、液态水分管理能力、滴水扩散面积、蒸发速率、保温率等进行测试与分析。结果表明:当双面织物组织结构中的连接点较少且分布均匀时,织物滴水扩散面积变化较大,其单向导湿性能较好;当以连续集圈作为连接点时,圈柱纱段长、纱线堆积会导致织物透湿性、透气性下降;33.3 dtex(12 f)涤纶使织物网眼明显,有利于提高织物的透湿性、透气性及速干性;较薄的织物保温率较低,有利于散热。最后利用灰色关联度分析法对织物进行综合评价,在单位循环下,当织物轻薄且组织以集圈为主要连接点较少时,具有较好的湿热管理能力。

摘要：为了解决固体废弃物循环利用问题,提出将废旧轮胎橡胶颗粒掺入废弃钢渣中形成新型土工填料。为了了解该新型填料的动力特性,采用共振柱试验对基于钢渣+橡胶颗粒的新型土工填料的动剪切模量和阻尼比特性开展研究。首先分析围压与橡胶颗粒含量对新型填料动剪切模量和阻尼比的影响,试验结果表明:动剪切模量和阻尼比与剪应变的关系类似传统土类,动剪切模量随着剪应变的增大而减小,阻尼比则随着剪应变的增加而增大,变化曲线趋势基本一致;新型填料的动剪切模量随着钢渣含量的减少和橡胶颗粒含量的增加而逐渐减小,橡胶颗粒含量达到20%时,动剪切模量与剪应变的关系曲线低缓显著,新型填料中橡胶颗粒不宜掺入太多。然后,基于Hardin-drnevich双曲线模型建立新型填料的动力特性理论模型,Hardin-drnevich双曲线模型能够较好地模拟新型填料动剪切模量归一化的数据,并对新型填料参考剪应变随橡胶含量的变化趋势进行了预测。最后,将新型填料的最大动剪切模量与纯钢渣、南京砂和福建标准砂的最大动剪切模量进行比较。分析结果表明:新型填料的橡胶颗粒含量不宜超出15%,这种新型填料动剪切模量适中,阻尼比较大,具有较好的抗震减震能力,能够替代砂土成为一种回填材料。

摘要：土体热导率是能源地下工程、高压电线埋设、冻土路基等工程设计中的重要参数,是评估土体换热性能及地下温度场计算的关键,但目前缺乏有效的原位测试手段。基于瞬时线热源温度消散理论,研发了可测试原位土体热导率的静力触探(CPT)探头。根据理论假设与现有CPT系统尺寸,确定了探头具体长度、直径、内部构造、温度采集点位,并提出相应测试步骤与热导率计算方法。利用COMSOL有限元分析软件对测试过程进行模拟验证,结果表明探头实际传热符合线热源假定,且计算方法适用于一般热导率土体。对于热导率较小(小于0.6 W/(m·K))土体,需适当延长测试时间。现场应用表明,土体原位热导率略高于取样土室内测试结果,表明取样扰动可能降低土体导热性能,最后对取样测试及工程设计提出改进建议。

摘要：为了提高车辆在全制动(非紧急制动/紧急制动)工况下的适应性,提出了一种用于液压制动系统的双环预测控制策略。该控制系统由第一预测控制环、前/后轴制动力分配单元和第二预测控制环3个部分组成。第一预测控制环将部分状态变量进行满足最小相位系统的微分变形,并在性能评价指标中引入包含控制项的无穷小量以满足最优控制的设计条件,解决了现有制动力求取方法在考虑时变车辆空气阻力和滚动阻力的情况下,无法准确预测基于驾驶员制动意图的理想地面制动力的难题。前/后轴制动力分配单元兼顾考虑识别路面附着条件和前、后轮垂向载荷转移的影响,进行了前/后轴理想制动力分配。第二预测控制环以获取理想滑移率为控制目标,采用全信息最优滑模控制算法求取全制动工况下各车轴的理想制动力矩。基于Matlab/Simulink软件通过数值动态仿真验证了双环预测控制策略在不同制动工况下的工作效果。结果表明:本文液压制动双环预测控制策略在非紧急制动时能够准确跟踪目标制动减速度,在紧急制动时可以实现防抱死控制以获得最大减速度,因而具有良好的全制动工况适应性。

摘要：针对模型预测偏差和波动的稳健参数设计问题,在多变量高斯过程(multivariate Gaussian process,MGP)建模的框架下,结合质量损失函数和非线性优化约束方法构建一个新的多响应优化模型.首先,利用成对估计方法获得超参数近似值,构建多变量高斯模型;其次,结合MGP模型特征,构造充分考虑响应波动因素的质量损失函数.利用蒙特卡罗模拟方法,获得响应落入指定区间的期望概率;然后,以期望概率为约束,结合本文所提质量损失函数建立优化模型;最后,利用全局优化算法进行寻优,获得考虑响应期望概率的优化结果.实际案例和软件仿真表明,该方法综合权衡了预测偏差和预测波动引起的不确定性对优化结果的影响.获得了兼顾质量损失和期望概率最优均衡解,从而实现稳健参数设计.

摘要：针对复杂工程系统中的稳健参数优化问题,提出了一种新的基于Kriging代理模型的序贯优化设计方法。首先,用Kriging模型预测均值的最小值,代替真实观测的最小响应值来考虑噪声;然后,对该加点准则的预测方差进行修正,使其在足够的样本量下能够收敛;最后,通过经典的低维、高维非线性数值算例和工程算例来验证所提方法的有效性。验证结果表明,与已有的传统加点准则相比,所提方法能以更少的加点次数获得更好的全局解,具有更强的全局寻优能力和稳健性。

摘要：基于开尔文-亥姆霍兹和瑞利-泰勒不稳定性,设计了一种新型旋转圆盘雾化装置,并通过ANSYS workbench软件对装置进行了有限元强度校核;基于高速阴影成像技术以及MATLAB图像处理技术对装置进行了雾化试验研究.结果表明:装置的最大变形处位于圆盘上,而装置的应力主要集中在装置的连接处,最大应力为13.6 MPa,远小于材料的屈服强度;给定泵流量为640 L/h,圆盘转速在200~800 r/min的试验条件下,圆盘的液柱效应和液膜厚度明显减小,同时各转速下的液滴平均粒径从1 240μm减小为688μm,这表明装置雾化的效果随着转速的提升而显著提升.研究结果为雾化装置的进一步优化设计提供了参考依据.