摘要：针对利用两相流模型无法计算高浓度固—液两相流固相颗粒撞击壁面时颗粒速度的问题,提出一种边界层内颗粒运动轨迹计算模型,基于Mixture两相流模型和Realizable k-ε湍流模型仿真计算结果,通过分析提取颗粒入射前速度、计算边界层厚度、建立边界层内速度场和颗粒运动分析可以得到颗粒撞击壁面时的速度和入射角度。分析加工表面动压力分布和磨粒体积分数分布,结合两种结构约束流道验证仿真结果与加工效果的对应关系。通过对试验结果的分析,为约束模块的设计提供依据。研究结果表明:磨粒入射速度、磨粒体积分数和加工表面所受动压力大小直接影响工件加工效果,并与材料去除量成正相关关系;在本次试验中选择的工艺参数导致加工材料去除量小,适合初始粗糙度低的工件表面加工,对于此次试验的初始粗糙度应在0.2μm以下;约束模块的设计除了要考虑磨粒流流场特性之外,还要对加工表面的原始加工痕迹作详细了解,为约束模块的设计及加工工艺参数提供参考。

摘要：为了更高效地求解物流优化领域中的有容量车辆路径问题,减少陷入局部最优的情况,提出一种基于强化学习的超启发算法。设计了算法的高层启发式策略,包括选择策略和解的接受准则:基于学习机制,使用强化学习中的深度Q神经网络算法构造该算法的选择策略,对底层算子的性能进行奖惩评价;利用奖惩值以及模拟退火作为算法的接受准则,对优质解建立序列池,从而引导算法更有效地搜索解空间,并采用聚类思想提升初始解的质量。对有容量车辆问题的标准算例进行计算,并与其他算法对比,统计分析了最优值、误差率和平均值,实验结果表明了所提算法在该问题求解上的有效性和稳定性,总体求解效果优于对比算法。

摘要：针对传统的压电能量采集装置固有频率高、工作频率范围窄及能量转换率低的问题,基于Timoshenko梁理论提出耦合弯曲-剪切载荷的L型压电振子,研究基于L型压电振子的复合压电结构的能量采集特性.根据无线传感器的作业环境特点,研究L型悬臂梁的长度、宽度及延伸段长等因素对压电能量采集频率、输出电压峰值及能量转换效率的影响规律.组合不同尺寸L型压电悬臂梁,研究设计回字形布局的阵列式复合振子.经仿真分析与实验验证结果可知,在0~250 Hz低频环境下,能量采集频率为28~36 Hz、61~68 Hz、92~99 Hz以及103~111 Hz,较等尺寸传统阵列式压电复合振子覆盖频率平均提升了260%.

摘要：注塑工艺参数严重影响薄壳类塑件的翘曲变形。文中以汽车遮阳板为例,运用中心复合设计(CCD)和Moldflow分析获得大量的实验数据,然后利用响应曲面法建立工艺参数和优化目标之间的多元回归模型,通过方差分析表明预测模型的有效性,最后结合遗传算法对含有惩罚项的数学模型进行寻优,实现工艺参数的优化,从而降低塑件的翘曲变形。

摘要：针对现有设计重用较多偏重于产品几何和拓扑的重用,而无法完成真正意义上的局部需求变动型设计的现状,提出一种基于功能—效应—原理解映射的设计历史功能重用与变异方法,从根源上响应设计中的局部需求变动。基于该方法,采用功能—效应—原理解映射来建立设计历史的信息模型,并结合期望产品的设计需求,构建了设计历史功能重用与变异的过程模型,从功能重用与变异的角度实现了局部变需求的设计求解。以叉车驱动桥为例,验证了该方法的有效性。

摘要：针对现有采摘机械臂存在的问题,研制了四自由度的关节型果蔬采摘机械臂。为使机械臂能够灵活高效地收获目标空间果实,同时尽量减少机械臂的操作空间和结构尺寸,提出了一种应用于采摘空间为任意立方体,通用的关节型机械臂结构参数优化方法:以工作空间为约束条件,建立优化设计的数学模型,并利用Matlab优化工具箱来实现。为验证优化方法的合理性,以温室环境下黄瓜采摘作业为例,对研制的采摘机械臂进行了结构参数优化;并对优化后的机械臂进行了运动规划试验。结果表明:优化后的机械臂能包容黄瓜采摘所要求的全部目标空间,并能到达目标空间的极限点和其他采摘点,在x、y、z方向上的最大定位误差分别为:4.3、5.6、6.8 mm,基本能满足黄瓜采摘作业的要求。

摘要：有容量车辆路径问题是组合优化问题中比较热门的问题,它属于经典的NP-hard问题并且时间复杂度高.本文提出了一种基于策略梯度的超启发算法,将强化学习中的确定性策略梯度算法引入到超启发算法的高层策略中的底层算法选择策略,确定性策略梯度算法采用Actor-Critic框架,另外为了能够在后续计算和神经网络参数更新中引用历史经验数据,在确定性策略梯度算法中设计了经验池用于存储状态转移数据.在超启发算法解的接受准则方面,文中通过实验对比了3种接受准则的效果,最终选择了自适应接受准则作为高层策略中解的接受准则.通过对有容量车辆路径问题标准算例的计算,并将求解结果与其他算法对比,验证了所提算法在该问题求解上的有效性和稳定性.

摘要：为考察不同工艺参数对熔覆指标的影响,以正交试验规则设计大功率半导体激光器熔覆2Cr13材料试验。实验表明,激光功率对熔宽、熔深和熔覆层硬度的影响最大,粉末输送率的影响次之,激光扫描速度的影响较小。以实验数据为样本建立的人工神经网络预测模型对熔覆层深度和宽度的计算准确性较好,而对熔覆层硬度的计算误差较大。

摘要：为提高温室夏季降温环境性能,提出了一种基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的温室湿帘-风机系统的降温环境优化设计方法。采用太阳射线追踪法来模拟太阳辐射对夏季温室内流场环境的影响,并结合温室内作物的多孔介质模型,构建并求解温室三维非稳态模型,模拟了湿帘-风机降温下的温室内部温度场与速度场分布情况。模拟结果与试验测量的温度值和风速值进行了对比,其平均误差分别在4%和6%以内,验证了建立的温室CFD模型的准确性。结合正交试验方法,基于CFD模型对不同温室长度、湿帘面积和风机速度参数条件下的室内降温环境进行了优化设计。根据模拟优化获得的不同配置方案结果,建立了温室长度、湿帘面积和风机速度参数的拟合结果,为夏季华东沿海地区Venlo型温室湿帘-分机降温系统的设计提供了可靠的理论依据。

摘要：为降低高层数控裁床的支撑梁质量和运动惯量,提高其结构刚度,提出一种多种工程分析手段为一体的集成式优化设计方法,即结构建模、系统仿真、面向应模型与多目标优化相结合的优化策略。利用正交试验对支撑梁做面响应分析,从而获取近似模型。进一步采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标寻优搜索生成Pareto最优解集。计算结果表明,该方法不但可以有效地寻找到在支撑梁质量和结构刚度上都有很大改善的方案,并且对提高布料裁床动态性能、降低能耗也具有很好的工程应用价值。