摘要：选取石墨与石墨烯两种碳材料作为掺杂剂,采用机械球磨方法分别制备纯Mg H2、Mg H2-10%石墨(质量分数)及Mg H2-10%石墨烯3种储氢体系,并结合XRD、SEM、DSC-TG实验表征手段与具有原子尺度模拟能力的第一性原理计算方法,研究碳材料掺杂对Mg H2释氢性能的影响及其微观机理。结果表明:微量石墨与石墨烯的掺杂使得Mg H2释氢温度得到降低,相比之下,石墨烯掺杂效果较为明显,其掺杂致使Mg H2初始释氢温度降低近33℃。此外,石墨与石墨烯掺杂均有助于抑制球磨过程中颗粒的团聚,起到结构限域的作用,促进Mg H2快速释氢。第一性原理计算表明,碳材料掺杂改善Mg H2释氢性能的内在原因在于其掺杂削弱了Mg—H间的键强,降低了H原子从Mg H2基体中释放时的解离能。

摘要：通过力学分析,提出挡土墙倾覆破坏模式,给出挡土墙倾覆稳定系数新定义,导出挡土墙抗倾覆稳定系数计算公式,建立挡土墙抗倾覆稳定性设计新方法。研究结果表明,抗倾覆稳定系数与地基极限承载力有确定关系,随地基极限承载力的增大而增大。与现行规范法对比,采用新方法计算的抗倾覆稳定系数小于采用规范法所得计算值,采用规范法得出的抗倾覆稳定性设计达不到期望的安全值,这是导致大多数挡土墙破坏的主要原因。建议在工程实践中采用新方法对挡土墙的抗倾覆稳定性设计进行复核,并在必要时进行调整。

摘要：振荡水柱(OWC)波能转换装置因其结构简单、便于安装维护等特点,被公认为最具应用前景的波能转换技术.本研究以垂荡式双气室OWC波能转换装置为研究对象,借助开源代码平台OpenFOAM及基于interFoam求解器开发的造/消波工具箱waves2Foam,采用流体体积法(VOF)捕捉自由面和六自由度(6DOF)动网格求解器模拟垂荡运动响应,数值研究在不同入射规则波作用下,前后气室相对宽度、弹簧弹性系数对装置捕能宽度比及水动力特性的影响规律.通过与已有的固定情况下的双气室OWC装置结果对比,并通过对比自由衰减运动响应验证动网格技术,揭示了本研究中数值模型的合理性和有效性.计算结果表明,较宽的后气室结构布置有利于双气室振荡水柱装置在垂荡状态下的波能提取;前后气室宽度比为1/2时,垂荡式双气室OWC装置在测试波频段具有最优的捕能宽度比;相较于固定状态,垂荡装置的后气室在中高波频段有着更高的捕能宽度比;装置前后气室内水柱与OWC装置垂荡运动间存在的相位差使得气室内水面相对振幅和相对压强在测试波频段存在多峰值现象,进一步发现弹装置通过垂向弹簧进行相位控制,可显著拓宽高效频谱带,实现较大的捕能宽度比.

摘要：聚光太阳电池温度是影响电池转换效率、安全稳定性及使用寿命的重要因素。针对聚光光伏系统中因高热流密度带来的电池散热问题,设计一种新型平板式不锈钢材质热管散热器,并进行相关的实验研究。实验结果表明:热管散热器的最佳充液率范围为20%~30%;新型热管散热器基板的扩散热阻约为0.1 K/W,而普通铝型材为0.38 K/W,热管散热器均温性更佳;在自然对流条件下,当确保模拟电池温度不超100℃时,热管散热器可应用于最大聚光比为78.57的太阳电池散热;且研究发现工作范围内的太阳电池角度变化对热管散热器的影响不大,热管散热器能同时适应折射型和反射型聚光光伏系统。

摘要：现阶段多数规范推荐的半概率设计方法分项系数法与传统容许应力设计法具有相似的设计过程,易于被岩土工程师接受。然而,当实际岩土体参数统计量及分布类型等与分项系数设计法校准过程所采用的不一致时,分项系数法的设计结果往往会产生较大偏差。分位数设计法与分项系数法设计过程相似,且能够解决分项系数法设计偏差较大的问题。遗憾的是,该方法需要事先通过大量可靠度分析建立岩土结构物设计参数与有效随机维度间的回归函数,该过程不仅计算量较大而且十分繁琐,不利于工期紧迫条件下的快速可靠度设计。为此,提出了基于修正分位数法的岩土工程简化可靠度设计方法。首先介绍了原始有效随机维度–分位数设计法(ERD-QVM)和分位一阶二次矩可靠度分析方法,在此基础上提出了基于简单迭代算法的修正分位数法。最后以桩基础设计和方形基础设计为例阐明了所提方法的有效性。结果表明:修正分位数法为工期紧迫的岩土结构物可靠度设计提供了一种有效分析工具。修正分位数法不仅能够有效地避免原始ERD-QVM需要建立关于设计参数回归函数的问题,极大地降低原始ERD-QVM的计算量,而且能够得到合理的岩土结构物设计结果。修正分位数法设计结果更保守,原始ERD-QVM可能产生偏危险的设计,这对岩土结构物稳定性非常不利。两种设计方法具有相似的设计稳健性。

摘要：基于溶洞顶板的冲切破坏模式,采用极限分析上限法建立冲切体的三维功能方程,推导泛函形式的溶洞顶板承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得冲切体的底部直径和三维溶洞顶板极限承载力显示计算公式。通过对比试验验证了理论方法的合理性,并重点分析岩体地质力学分类指标GSI对溶洞顶板极限承载力及冲切体底部直径的影响。结果表明:(1)顶板厚度h为1D^4D时,溶洞顶板极限承载力随着h的增加大致呈线性增长,h=5D时,极限承载力与基岩一致;(2)厚径比为定值时,顶板极限承载力随着GSI的增大呈非线性增长,当h=1D,GSI取44时溶洞顶板的承载力系数为0.73,GSI取100时其值为1.42,后者接近前者的2倍;(3)同一溶洞顶板厚度下,冲切体底部直径随着GSI的增大大致呈线性减小。当GSI取44,1D顶板厚度时冲切体底部直径为0.20 m,分别是GSI取65,85,100时的1.25,1.54,1.70倍,对于其他顶板厚度时也存在类似的关系。

摘要：针对传统经验式设计的电动轮自卸车车架结构存在刚度不足、焊缝开裂、重量冗余,以及自身固有频率与非簧载质量激励频率接近而可能发生共振等问题,开展车架结构性能多目标优化设计的研究。首先,基于变密度法和SIMP插值模型对原始车架结构进行了考虑疲劳寿命约束的多目标拓扑优化设计,得到了满足静态多工况下柔度最小和多阶低阶固有频率最大的拓扑优化结构。再次,基于Kriging近似模型的抗疲劳轻量化设计,利用非支配排序多目标遗传算法进行全局寻优,优化后的车架结构质量比原始车架结构质量减少4.24%,且车架结构在同样载荷作用下的应力分布更加均匀,车架强度、刚度、动态特性和疲劳寿命等性能均得到改善。

摘要：计算机辅助蛋白质分子理性设计在解决化学及生物学重要问题中被证实十分有效。在NOR本身三维结构未知的情况下通过计算机分子模拟,使用肌红蛋白(Mb)作为蛋白质分子模型,设计了结构功能型一氧化氮还原酶(NOR),所设计的NOR蛋白质模型——FeBMb一年后被天然NOR的晶体结构所证实。本文综述了设计FeBMb,I107E FeBMb以及FeBMb(-His)的研究过程及其设计合理性,评述了通过使用计算机分子模拟,获得Mb处于双组氨酸配位的非天然状态的原子层次结构信息,而这些信息很难通过实验方法来获得。计算机辅助蛋白质分子理性设计的广泛应用将会为生物体系提供更深刻的内涵。

摘要：为降低车身的气动阻力,文中应用CFD软件对某款集装箱半挂运输车简化模型进行数值仿真,以揭示车身周围空气流动的机理。首先分析了原车型的车身周围流场的流动特性,然后加装导流罩并研究改变其圆角半径和驾驶室与集装箱的间距对整车气动阻力系数的影响规律。

摘要：为提升城市公交准点率、减少延误,解决车辆串车问题,研究基于站点群体聚集性客流的公交调度优化方法。以乘客出行意愿、乘车属性、到站规律等标识公交客流变化特征,以车辆载客限制、站点延误、到达率、下车率等描述串车形成场景。考虑准时性、客流需求、调控策略等约束,采用实时混合控制策略,实现车头时距偏差与乘客总行程时间最小的多目标优化。提出的公交串车调度方法,考虑到乘客到达率的不确定性,并通过调控公交车辆站点驻站时间以及路段平均行驶速度,可满足站点时段性群体聚集公交客流出行需求,防范潜在的公交串车。在模型求解上,考虑到双目标优化视角的差异性,运用超车规则对串车场景下的出站车辆重新排序,设计基于NSGA-II的求解算法,以拥挤距离标定序度关系,以精英策略获取新种群,改进交叉算子,并基于TOPSIS法对获取的Pareto解集择优。最后,以实际公交线路为例进行案例分析,结果表明:基于站点群体聚集性客流的公交串车优化调度模型,系统考虑了乘客乘车属性与车辆载客限制,能够输出最优的车辆滞站与车速调整方案,并且能运算得出车辆离站时间、车头时距偏差、准点率、乘客等待时间以及乘客行程时间等多项运营指标。优化前后对比表明:总的车头时距偏差缩短了56%,乘客总出行时间下降了11.7%,乘客平均等待时间减少了12.5%,公交线路站点准点率提高了24.1%,串车次数减少36次。同时随机性验证试验中,两目标函数平均下降比例分别为50.4%与13.7%,下降幅度较大,优化效果较好。模型计算结果可较大程度提升公交运行效率,有效解决公交串车,解的鲁棒性与可靠性较强,方法的实用性与可行性较好。