摘要：设计了一种部分嵌入在浅水河岸侧壁上的新型阻力型垂直轴水轮机.这种水轮机在河流中层运行,可以有效适应流量、泥沙等多种环境因素的变化,且对鱼类等水生生物友好.为研究水轮机的性能及尾流特性,对其在明渠中的流动过程进行了大涡模拟(LES).采用基于水平集函数的浸入边界法(LSIBM)分别描述了规则半圆柱形空腔及复杂水轮机的几何结构,并基于耦合水平集流体体积(CLSVOF)法捕捉不断变化的自由液面.将计算得到的不同叶尖速比下的水轮机功率系数与模型试验结果进行对比,验证了数值仿真结果的准确性.基于计算结果对雷诺应力进行了三重分解,结果显示水轮机近尾流区域的不稳定性与叶片通过频率密切相关.

摘要：针对基于导波的结构健康监测(structural health monitoring,简称SHM)中急需解决的环境载荷影响问题,开展碳纤维复合材料板结构与加筋结构载荷影响实验,研究了载荷对导波的影响规律。在此基础上,提出了一种基于深度学习神经网络的载荷补偿方法,该方法通过建立补偿标准,对网络结构及网络参数进行设计,有效减少了参考信号存储,实现了大范围载荷补偿。通过实验数据验证了该方法的有效性,结果表明,在补偿范围0~90 MPa内,补偿精度达到-20 dB。将补偿方法结合损伤成像方法应用在碳纤维复合材料板结构的损伤监测,结果表明,补偿前无法实现损伤定位,补偿后损伤定位误差≤0.9 cm,有效提高了载荷影响下的损伤诊断可靠性。

摘要：针对难变形材料等通道转角挤压(ECAP)变形不均匀、表面易损伤开裂和模具内角磨损严重等问题,设计了一种新型等通道双转角挤压(ECDAP)工艺。采用Deform-3D软件对工业纯钛单道次ECDAP变形行为进行了三维有限元模拟,研究了坯料内部金属流动、挤压载荷、等效应变、平均应力、变形损伤以及模具应力的分布及变化规律,并将其与传统ECAP工艺进行对比。在此基础上,开展工业纯钛ECDAP工艺实验验证,对变形试样微观组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,与传统ECAP相比,新型单道次ECDAP工艺实现了“一次挤压,两次剪切”的连续变形目的,可在保证坯料获得良好应变累积的前提下,降低工业纯钛挤压载荷,提高材料内部静水压力和变形均匀性,减小坯料变形损伤和模具内角磨损。单道次变形后,工业纯钛内部累积等效应变约为0.879,原始粗大晶粒受剧烈剪切发生明显细化,微观组织中存在大量的细小亚晶和一定数量的形变孪晶。同时,材料得到了显著强化,工业纯钛抗拉强度和显微硬度分别提升至433.7 MPa和174.1 HV,并表现出良好的塑韧性。

摘要：针对车辆装配制造应用环境中的辅料配送多载量自动导引车系统(AGVS)任务调度问题,建立了以最小化任务配送路程和最大化待料停产剩余时间为综合优化目标的任务调度数学模型,提出于基于改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的防死锁任务调度方法。首先,构建了多个用于产生优质个体的启发式规则,以提升NSGA-Ⅱ初始种群的质量;设计了结合前瞻性预测机制和防死锁策略的个体解码决策流程,以决策出满足所有约束条件的防死锁任务调度方案;然后,为了加速非支配前沿向更优方向收敛,设计了带精英保留策略与邻域搜索的种群进化机制;最后,通过仿真实验对所提方法进行了验证。仿真结果表明:与其他方法相比,所提出的防死锁任务调度方法,能够以较低的任务执行时间获得更高的内饰装配线产能。

摘要：针对无可靠陆基/舰基回收平台情况下小型固定翼无人机(UAV)远程作战空基回收难题,提出一种伸缩套臂抓取式空基回收建模与对接控制方法。首先,受硬式空中加油技术启发,提出一种伸缩套臂式抓取无人机空基回收方法,并采用转动惯量质量投影法及拉格朗日方程法构建伸缩套臂仿射非线性模型;继而,分析了母机尾涡及常值风扰动综合作用下伸缩套臂的气动特性;其次,针对伸缩套臂三通道中扰流关联项和不可测瞬变模型扰动构成的系统集总扰动,分别设计了可在有限时间内收敛的非奇异快速终端滑模干扰观测器对其进行准确估计,并在控制器设计中予以前馈补偿;然后,为实现多重扰流下伸缩套臂快速精准空中对接,提出一种基于干扰观测的非奇异快速终端滑模对接控制方法,并分析了闭环系统稳定性。最后,通过仿真验证表明,所提出的方法能够在多重气流扰动下实现伸缩套臂的快速、精准空中对接控制,同时兼备较好的抗干扰性能。

摘要：为了研究对旋式轴流泵后置叶轮对其水力性能的影响,采用CFD软件对该对旋式轴流泵装置进行数值模拟计算,将前置叶轮与后置叶轮水力特性进行对比分析,研究后置叶轮的进口安放角对整个装置水力特性的影响,最后通过模型试验验证数据的可靠性.结果表明:在设计工况下,对旋式轴流泵扬程为11.32 m,效率为87.57%.在小流量工况下,流量为300 L/s左右泵提前进入马鞍区,此时泵扬程为14.06 m,效率为79.48%;在大流量工况下,流量为440 L/s时,泵装置扬程为2.24 m,效率为54.16%.对旋泵后置叶轮的水流进口冲角要大于前置叶轮的水流进口冲角,导致后置叶轮叶片做功能力增强,后置叶轮扬程增大.改变后置叶轮安放角,特别在小流量工况下,后置叶轮的马鞍区同样提前,后置叶轮的进口液流角几乎相同.研究结果对于对旋式轴流泵后置叶轮的设计和优化提供参考依据.

摘要：为抑制位移激励下主结构的振动,提出了三种含有负刚度的惯容减振系统(N‑ISD),推导了各系统分别在H∞和H_(2)优化准则下设计参数的解析解,探究了不同形式N‑ISD系统振动控制的特点。建立位移激励下减振系统的动力学方程,得到结构的传递函数。针对简谐位移激励下的振动幅值,采用固定点理论推导了以H∞范数为优化准则的设计参数解析解;针对随机激励下位移均方值,采用极值理论推导了以H2范数为优化准则的设计参数解析解。通过与基于遗传算法的数值优化解对比,验证了上述最优设计参数解析解的有效性及优越性。对最优状态下的减振系统进行减振效果分析,结果表明:负刚度的引入能有效降低主结构的振幅放大因子和均方值,简谐激励下N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统反共振峰值更低,共振峰值间距更大,减振效果及稳定性更好;随机激励下N‑SPIS‑Ⅰ和N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统位移均方值均小于N‑SIS型惯容系统,表现出更好的减振性能。

摘要：目的采用混料设计的方法,对当归补血汤(Danggui Buxue Decoction,DBD)水提液进行喷雾干燥工艺研究,重点考察阿魏酸、藁本内酯等热不稳定性成分的保留率,优化喷雾干燥工艺。方法以DBD喷干粉得率、吸湿性、流动性及指标性成分藁本内酯的含量为评价指标,对辅料进行筛选,同时基于混料设计对筛选辅料配比进行优化;在此基础上以喷干粉得率、阿魏酸、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、藁本内酯含量及保留率,为指标进一步优化喷雾干燥工艺参数。结果筛选辅料为羟丙基-β-环糊精、微粉硅胶和微晶纤维素,分别建立喷干粉得率、吸湿率、休止角与筛选辅料配比的回归方程,并优选辅料配比为干膏-羟丙基-β-环糊精-微粉硅胶-微晶纤维素0.500∶0.226∶0.222∶0.052;优选DBD喷干工艺参数为进风温度170℃,空气流速37 m3/h,雾化压力0.061 MPa,此条件下喷干粉得率为58.92%,阿魏酸保留率为50.26%,毛蕊异黄酮葡萄糖苷保留率为54.98%,藁本内酯保留率为27.74%。结论优选的辅料及其配比能较好提高喷雾干燥产率,改善喷干粉性质,优选的工艺条件较好保留阿魏酸、藁本内酯等热不稳定性成分,可为后续DBD制剂研究打下基础,同时为其他中药复方提取液喷雾干燥研究提供参考。

摘要：工作组完成工作任务时团队成员间存在交互学习效应,考虑工作组规模、人员结构等因素可以更好地配置资源实现优化调度。基于标准加工时间和单人学习效应定义了团队交互学习效应,给出了基于团队交互学习效应和人员加工可中断约束的工时表征公式,构建了以最大完工时间最小为目标的单工作组可中断任务调度模型,设计了基于精英保留遗传算法(e-GA)的模型求解策略,并设计了不同规模、不同人员结构的测试算例验证所构建模型和算法的有效性。实验结果表明,所构建的模型和算法能够实现优化调度。

摘要：为充分了解贯流泵运行工况下的内部流动特性,通过基于浸没边界法的大涡模拟(IBM-LES)方法,研究了圆柱坐标系下某贯流泵在设计工况的三维非定常湍流流场.模拟基于三维笛卡尔网格坐标系,空间离散采用有限差分格式,时间推进采用二阶龙格库塔法,大涡模拟采用动态亚格子应力模型.采用水平集法描述流体中流道、叶轮、导叶等固体区域边界.结果表明:靠近叶轮叶片根部圆周截面的整体湍动能较弱,而在中等跨度圆周截面区域湍动能最大的位置位于叶轮叶片尾流区域,两处湍动能均主要由流向方向分量提供.叶轮叶顶间隙涡区域湍动能强度较大,且3个方向分量贡献相当.而在后置导叶尾流中,随着流向距离的增大和湍流的耗散与发展,尾流会逐渐发展而表现出均匀的圆管流动特性.研究结果可为改善贯流泵运行稳定性提供理论参考和工程应用支撑.