基于代理模型的制导子弹气动外形优化设计

目的 针对传统气动外形优化设计依赖于高精度仿真耗时过长的问题,为有效提高气动优化设计的效率,提出一种基于代理模型的气动外形优化方法。方法 以12.7 mm制导子弹为研究对象,通过CFD仿真,分析尾翼收缩段长度、弹底半径和尾翼收缩扩张段交界处半径对制导子弹飞行过程中阻力系数的影响。基于代理模型技术,综合运用试验设计、参数化建模、CFD技术和四阶响应面模型,构建制导子弹气动外形优化设计代理模型,以制导子弹飞行过程中的最小阻力系数为优化目标,结合遗传算法对制导子弹外形参数进行优化。结果 对比四阶多项式响应面和Kriging模型建立的代理模型预测精度,与测试样本点CFD仿真计算结果相比,四阶响应面代理模型阻力系数预测值的平均误差为0.386%。表明四阶响应面代理模型能够有效替代CFD仿真,可用于预测不同外形参数下制导子弹的阻力系数。结论 相对于最初的制导子弹外形,制导子弹的阻力系数下降了14.59%,有效减少子弹飞行过程中的能量损失和缩短了优化时长。该方法在保证精度的前提下,减少了制导子弹的设计周期,为相关工程应用与研究提供了一定的参考。     

基于缩比模型的导管架平台外加电流阴极保护系统优化设计

目的研究远地式辅助阳极发生电流单元的改变和距离平台的相对位置对平台电位分布及保护程度的影响。方法以位于渤海湾JZ120-1在役导管架平台为原型,构建了一个1∶20的缩比模型。在平台底部一定距离处放置一座远地式辅助阳极,研究恒电流下辅助阳极与平台底部间距和辅助阳极发生电流单元的改变对平台电位分布及其保护程度的影响。结果单座远地阳极即可实现对整座平台的腐蚀控制。辅助阳极距离平台越远,平台表面电位差越小,电位分布越均匀;辅助阳极距离平台越近,单支阳极较四支阳极保护下的平台表面电位差越大,距离越远,电位差越小,距离相同时,4支阳极较单支阳极保护下的平台表面电位差小,电位分布更均匀。尽管海水稀释20倍,钙质沉积层的沉积与覆盖仍是影响平台表面电位分布的重要因素。结论辅助阳极发生电流单元的数量、距离平台的相对位置以及钙质沉积层的覆盖是影响平台表面电位分布和保护程度的重要因素。     

深水导管架平台外加电流阴极保护优化设计Ⅰ:单座辅助阳极

目的 以南海某200 m深水导管架平台为原型,研究外加电流单座辅助阳极在静态和动态海水条件下的导管架阴极保护电位分布及其变化规律。方法 采用一定比例缩小的导管架模型,对其施加外加电流阴极保护,研究不同条件下的阴极保护电位分布,以及电位分布的变化规律。结果 辅助阳极距离导管架模型越远,模型整体的阴极保护越均匀,反之,则越不均匀。导管架距离辅助阳极最近的区域,阴极保护电流密度最大,易出现过保护风险,而平台内部屏蔽严重区域和距离辅助阳极较远的水面附近导管架结构,阴极保护电位负移程度最小,易出现欠保护风险,这2个典型区域应当是阴极保护监测的重点位置。在相同保护电流密度和保护距离下,从静态到动态转换时,整座导管架表面的电位均呈现上升趋势,电位差值更大,分布更不均匀。随着阴极保护时间的延长,代表沉积层形成质量和覆盖程度的表观电阻率Rsr呈现初期快速增加、后期缓慢升高的趋势。海水流动会导致沉积层变薄,甚至脱落,使得动态海水环境中Rsr较同时期静态环境下的小。结论 在导管架模型的一侧放置一套辅助阳极,可实现整个模型的有效阴极保护。     

基于Kriging模型的载人航天某装置结构优化设计研究

对于处在振动环境中的载人航天某装置复杂结构,设计过程中存在最小化质量、同时最大化一阶整体振动频率的多目标优化问题,可以利用多目标遗传算法(NSGA-II)求解得到Pareto最优解集,但利用NSGA-II进行求解计算量大,对于复杂结构更甚。为了节省计算时间,提出基于Kriging代理模型的复杂结构多目标优化设计方法,首先通过拉丁超立方采样获得样本点,然后通过样本点创建Kriging模型,最后利用多目标遗传算法求解代理模型得到Pareto最优解集,方便设计师从中选择最优解,优化结果表明本文所述方法合理有效。     

基于可靠性的索穹顶结构优化设计

针对索穹顶结构缺乏有效的基于结构性能的优化设计理论现状,文中从可靠性角度出发,首先提出基于索穹顶结构非线性特性的结构可靠度量化评价方法,并结合Geiger型索穹顶结构模型,分析构件截面对结构可靠度的影响规律;在此基础上,采用遗传算法,在不增加结构质量的前提下探索基于结构可靠性的截面优化设计方法;然后基于提高结构冗余度的优化理念,提出一种布索优化方案;最后进一步对新布索方案下的索穹顶结构进行截面优化设计,寻求可靠性能最优的结构形式和质量布置。研究发现,不同类型杆件截面变化对结构可靠度呈不同的影响规律;在控制结构质量不增加前提下,截面优化使结构可靠度由0.728 123提高到0.891 355,优化率为22.4%;布索优化方案使结构可靠度由0.728 123提高至0.862 487,优化率为18.5%,在此基础上进一步优化截面,则结构整体可靠度由0.862 487进一步提高至0.997 676,优化率为15.7%。因此文中基于可靠性的索穹顶结构非线性可靠度评价方法及截面优化和布索优化设计具有良好的理论研究和工程应用价值。     

深基坑拉锚式围护结构的优化设计及工程应用

深基坑拉锚式围护结构由于其经济可靠而且施工快速简便。已经在许多深基坑工程得到了迅速推广应用。本文结合北京站扩能改造深基坑工程实例。通过分析工程场地周边环境与工程地质条件。经方案比较后。采用拉锚式围护方案,着重阐述了拉锚式支护方案设计与施工要点。工程实施效果及技术经济评价表明,该方案有效地保证了基坑施工期间的安全与稳定。且经济效益十分明显,拉锚式围护体系在该工程中显示了其独特的优势。     

改进的遗传算法在城市污水处理厂区间数优化设计模型中的应用

对于高度非线性的城市污水处理厂区间数优化设计模型(IPODM),若采用传统的方法求解,不仅计算繁琐,且难以有效地寻找全局最优解.本文通过引入遗传算法(GA),与传统的步长搜索法相结合,大大提高了问题的求解效率.本文给出了这种改进算法在某一城市污水处理厂优化设计中的应用实例.结果表明,不仅解的搜索效率有明显的提高,而且目标函数值在原有的基础上改进了20%,有着显著的经济效益;但是由于遗传算法自身的局限性,所求得的解只是一定条件下的最优区间解.     

无旁路湿法烟气脱硫技术分析与探讨

随着国家对火电厂环保要求的提高,火电厂湿法脱硫装置取消旁路烟道已成为发展趋势。以大唐南京下关电厂搬迁扩建2×660 MW机组烟气脱硫工程实践为例,提出了提高无旁路湿法烟气脱硫装置可靠性的各项措施及建议,为大型燃煤火电机组无烟气旁路FGD设计提供借鉴。     

工作环境对身心的影响及优化设计

<正>工作环境是指人在生产活动中所处的自然环境和社会环境。自然环境主要包括微气候、光、色彩、噪声、振动等物理因素。社会环境主要包括群体协作、人际关系、安全文化、风俗传统等文化因素。自然环境和社会环境都会对人的身心和安全产生影响。例如,不良的工作环境,会对人的身心产生不良影响,引发作