基于替代模型的地下水DNAPLs污染源反演识别

应用基于核极限学习机替代模型的模拟-优化理论和方法研究解决了地下水DNAPLs污染源及含水层参数的同步反演识别问题.结果表明：1）核极限学习机替代模型对模拟模型有较高的逼近精度,能够识别并模仿模拟模型的输入-输出关系,绝大部分相对误差小于5%,平均相对误差仅有2.98%;2）以替代模型代替模拟模型,大幅度地减小了模拟-优化过程的计算负荷,将反演识别时间由传统方法的83天减少到3小时,并能够保持较高的计算精度;3）应用基于模拟退火的粒子群优化算法求解优化模型,能够以较快的速度搜寻到全局最优,同时避免搜索过程陷于局部极小解.     

旁路二极管对热斑效应的抑制效果仿真研究

在光伏电池产业迅速发展的背景下,光伏电池板在阴影遮蔽时产生的热板效应也逐渐受到关注。本文首先分析了热板效应产生的原理,基于PSCAD仿真平台建立了光伏发电系统的等效模型,并根据工程实际选取合适的参数。继而对无阴影遮挡电池板和有阴影遮挡时的光伏电池板进行仿真研究,对比后分析得出加装旁路二极管对热斑效应的抑制效果。     

一种AI芯片模组低温加热技术仿真设计研究

本文针对某商用等级AI芯片模组无法在-40℃低温环境下启动的问题,提出了一种使用电阻加热膜对芯片低温加热的技术方法,并通过FloTHERM仿真软件对不同功率的加热膜进行瞬态仿真分析,评估120s后AI模组壳体的温升情况,依据仿真结果确定加热膜功率,并在此基础上搭建试验平台进行验证。试验结果表明,当加热膜功率40W时,能够满足AI芯片模组的温升和120s内启动的技术要求,并且仿真结果和试验结果相吻合。本技术方案对军用环境下使用商用等级芯片的低成本方案具有一定指导意义。     

一种变流器功率模块维护用装置

功率模块作为变流器的核心组件,由于体积庞大,重量较重,同时受到变流器单元柜体空间的限制,导致其安装及维护较为困难。本文设计了一种功率模块维护用装置,可以满足在不将模块拆装下柜的情况下,对模块器件进行维护,并针对模块在维护状态时,对模块维护用装置结构进行了静强度仿真分析并结合屈服安全系数判定方法,验证了该装置在模块维护装态时满足静强度要求。     

基于温度应力试验的电子产品可靠性仿真分析

本文针对某伺服机构控制器电路板采用故障物理方法进行失效分析,然后在不同温度应力下开展该电子产品温升试验和热仿真,之后基于Coffin-Manson模型进行产品焊点疲劳寿命仿真并求解各元器件寿命分布,最后构建竞争失效模型进行电路板寿命预计。通过温度应力试验得到了关键元器件温升值在（23～31）℃范围内,基于CRAFE热仿真得到了产品各元器件温度,应用Coffin-Manson模型得到了元器件寿命分布,运用竞争失效方法计算了产品失效概率函数,评估了产品工作10年的可靠度为0.94,在可靠度指标为0.9时其工作寿命为12.11年。本文基于温度应力试验和热仿真,通过进行故障物理分析和元器件竞争失效分析有效评估了电子产品工作寿命,对其他类似电子产品可靠性分析提供了一定参考。     

太空跑台结构力学仿真分析

为保证宇航员在太空中的身体健康,太空跑台成为重要的设备之一;太空跑台通过安装支架固定安装在空间站核心舱小柱段上行。本文的目的是为验证太空跑台安装结构能够耐受上升段力学环境,对太空跑台进行有限元仿真分析。仿真结果表明：太空跑台结构设计合理,能够耐受空间站核心舱上升段力学环境。     

不同截面抗滑桩的土拱效应对比研究∗

土拱效应是桩土作用理论研究的重要依据,但由于对不同截面形式抗滑桩的土拱效应作用机理研究较少,在抗滑桩设计中大多采用传统截面形式,考虑到传统矩形抗滑桩在形成土拱效应方面的不足,提出梯形截面优化抗滑桩截面形式。基于材料力学理论,利用轴向受压杆件的斜截面应力计算模型推导出梯形桩桩侧土拱拱脚受压区应力状态,并结合摩尔—库伦强度准则得出梯形桩桩侧极限承载力,通过算例对比分析梯形与矩形桩桩侧土拱极限承载力,结合数值模拟分析验证理论与计算结果。研究结果表明：梯形截面桩桩侧极限承载力相较于矩形截面有较为明显的提升,最大约为矩形桩的 2.5 倍;相同条件下梯形截面桩桩间土位移与剪应变增量更小,应力集中现象更明显,梯形截面桩对土拱效应的形成与发展更有利。     

跨海桥梁大尺度基础波浪荷载计算方法对比研究∗

波浪荷载是跨海桥梁基础的主要环境荷载之一。为了探究大尺度桥梁基础上各类波浪荷载计算方法的差异,分别采用了当前研究中较常用的Morison方程、规范、基于边界元法的三维绕射理论和基于Navier‐Stokes方程的CFD方法计算了某跨海桥梁大尺度圆端型沉井基础在规则波作用下的波浪荷载,研究了不同结构相对尺度对各方法计算结果的影响,并重点比较分析了后两种数值方法的三维流场分布,三维压力场分布,以及非线性二阶力效应的影响。结果表明,在结构相对尺度为0.2左右时,上述方法的计算结果接近,随着结构相对尺度的增加,边界元与CFD方法依然吻合较好,规范方法给出了较为保守的波浪荷载,Morison方程可能高估了波浪拖曳力的贡献。边界元与CFD方法计算得到的速度场与压力场结果整体趋势一致,但在沉井前端自由液面与物面,沉井侧面的波谷等局部区域会产生明显差异,这可能是由于二者考虑绕射效应与黏性效应的理论不同。在边界元方法中考虑非线性二阶力效应会使其波浪荷载结果小幅度增大,并在频谱中增加差频二阶力及和频二阶力成分,考虑非线性二阶力效应后,边界元与CFD方法的频谱曲线更加吻合,边界元方法能更精确地计算波浪荷载。边界元与CFD方法均能合理地给出大尺度结构物波浪荷载结果,研究结论可为跨海桥梁工程波浪荷载的准确计算提供了依据。     

复杂山区地形滑雪场区域风环境数值模拟

以黑龙江省亚布力滑雪场为工程背景,根据地形高程数据对复杂地形进行数字化建模,选取12个不同来流风向,采用基于地形过渡段及粗糙度壁面函数法的CFD(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟对滑雪场的赛道与索道区域进行了风环境分析。结果表明：数值模拟结果与现场实测的偏差基本在20%以内,CFD数值模拟方法具有一定的准确性;来流风向为30°、60°、270°和330°时,滑雪场邻近山体对来流风的阻挡效应较大,赛道处的风速较小;各工况索道观测位置的平均风速放大系数基本大于1(来流风向270°除外);风攻角和风偏角整体受地形地势的影响,风攻角较大的位置出现在索道上站到5#观测点之间,风偏角变化较大的位置出现在索道上站到3#观测点之间。研究结论可以为滑雪项目赛训和索道安全运行提出建议。     

湖相沉积软土中盾构端头关键控制措施研究∗

湖相沉积软土在昆明地区分布广泛,工程性质极其特殊,在该场地中盾构施工风险性极高,易引发端头失稳, 涌水涌砂灾害,探究软土场地盾构端头施工关键控制措施成为亟待解决的问题。采用经验分析法并引入正交试验对端头加固工艺及加固范围进行分析,得出适用性最优工艺与最优加固范围计算模型,给出各工艺应用建议、端头稳定敏感性排序及加固范围理论解。针对现有洞门密封止水系统涌水涌砂风险较大的问题,提出了一种由三道密封构件与两道主动措施组成的新型永久密封止水系统。将所得结论与创新型止水系统应用于昆明轨道交通 5 号线会宝区间端头,采用 MidasGts 与对数螺旋滑动计算模型对端头土体进行数值模拟与稳定性计算,所得位移云图及安全系数与实际施工情况相吻合,由此实现端头加固范围理论解与工程解的统一。从施工现场来看,新型止水系统应用效果非常理想,有效保证了盾构进出洞安全,可为相似盾构工程设计与施工提供借鉴。