浅海中静态电偶极子电场分布的镜像法研究

利用镜像法,依据电磁场惟一性原理,在空气-海水-海床3层模型下,推导了位于海水中的任意方向静态电偶极子在海水区域中产生的标量电位及静态电场分布的解析表达式,并对其分布特征进行了数值计算和分析.在实验室中模拟海洋环境和电偶极子,对水下标量电位分布进行了测量.测量结果和理论计算结果一致,表明推导过程和所得解析表达式的正确性.     

基于模拟首部的FlexRay车载适配器设计

FlexRay总线以其高带宽、时间触发机制、高可靠性和灵活性的优势,在汽车控制总线中应用越来越广泛,FlexRay总线与车上传统总线CAN及LIN总线之间的信息交互成为迫切需要解决的问题.本文针对此提出一种基于模拟首部添加的适配器,用于FlexRay总线与其他总线之间信息传递,根据FlexRay总线及其他车用总线的特点,设计了专门的模拟首部格式,将模拟首部和有效数据封装在FlexRay数据帧中,以车用混合动力系统为目标,搭建了实验平台,验证了适配器的功能与传输效果.本文所述的方法降低了中间网络适配器软件处理的复杂度,同时减少了系统时延.     

南京白果桥主缆长度计算

根据自锚式悬索桥的实际受力特点,介绍了主缆长度的计算方法——分段悬链线法。该方法根据力学平衡条件和变形相容条件,采用解析表达式和数值迭代计算方法解决主缆长度计算问题,自动计入索曲线的非线性,并结合工程实例阐述该方法在主缆下料时的应用,证明该方法是可靠有效的。     

铁路隧道洞口合理抗震设防长度

为确定隧道洞口段衬砌的合理设防长度,使隧道结构抗减震性能达到最优,以单线140 km/h、跨度6.4 m的铁路隧道为例,采用数值模拟方法,建立了隧道洞口段的动力分析模型;分析了围岩条件、衬砌物理力学参数等因素对地震作用下隧道洞口段衬砌内力响应的影响,讨论了围岩加速度响应和衬砌结构内力响应规律.数值模拟结果表明:距离超过洞口段3倍隧道跨度后,衬砌结构内力响应明显减小;振动台试验结果表明:洞口段抗震设防长度为3倍隧道跨度时,减震效果显著,验证了抗震设防长度的合理性.      

悬索桥线性液体黏滞阻尼器阻尼系数优化

将悬索桥加劲梁纵向运动简化为若干相互独立的单自由度振动系统,采用随机振动理论,利用将地震激励简化为平稳白噪声激励的方法推导了加劲梁纵向运动绝对加速度均方的解析表达式.利用导数求极值的原理,求出了加劲梁纵向运动绝对加速度均方的最小值及其对应的系统最优阻尼比,得到了悬索桥线性液体黏滞阻尼器最优阻尼系数的解析表达式,并以某悬索桥为例,采用动力时程法进行了参数敏感性分析,验证了解析表达式的有效性.分析结果表明:悬索桥线性液体黏滞阻尼器存在理论上的最优阻尼比0.5,其对应的最优阻尼系数使阻尼器的减震效率达到最大值;当阻尼比为0.3时,阻尼器的减震效率达到最优阻尼比的90％;当阻尼比在0.4～0.6之间时,阻尼器的减震效率基本保持在最优阻尼比的99％.综合考虑地震动强度、阻尼器冲程及造价等因素,线性液体黏滞阻尼器的最优阻尼系数可在阻尼比为0.4～0.6对应的范围内适当调整.     

轴对称条件下圆形洞室支护结构体系的弹性解答误区

基于弹性力学基本理论,分别从两种途径推导出轴对称条件下圆形洞室支护结构体系中围岩与衬砌的应力及位移的解析表达式,分析了两种解析表达式的差异原因,给出了正确的解析表达式.     

广州特征值反问题AX＝BXA的中心对称解及其最佳逼近

证明了广义特征值反问题AX＝BXA的中心对称解恒存在，给出了其解的一般表达式，给出了解集合中与给定矩阵的最佳逼近解的表达式以及求解最佳逼近解的一个数值算法和一个数值例子。     

状态维修系统的故障检测诊断策略

系统有2种工作状态(正常状态、异常状态)和一种故障状态。当系统开始正常状态后,每隔一段随机时间对它检测诊断一次,直到系统故障或检测诊断出系统处于异常状态为止,诊断结果可能有误。在系统的寿命为连续型随机变量,检测间隔时间服从指数分布等假设下,利用概率分析和补充变量方法求出了系统的运行指标和稳态收益率的明显表达式。比较最优检测诊断策略下的稳态收益率和不检测诊断时的稳态收益率得到最优检测诊断策略的可行性判别准则。数值实例研究表明,研究结果可提高系统经济效益。     

多周期后补偿DM系统中补偿长度优化

为获得一种较优的色散管理(DM)方案，通过数值模拟研究了40Gb／s长距离多周期后补偿DM系统中补偿长度优化问题．结果表明：脉冲宽度随传输距离呈一定规律性变化；长距离多周期系统中的最优补偿长度小于单周期系统中的最大压缩补偿长度；最优补偿长度随脉冲峰值功率的提高而提高．     

广义特征值反问题AX=BXΛ的中心对称解及其最佳逼近

证明了广义特征值反问题AX=BXΛ的中心对称解恒存在,给出了其解的一般表达式,给出了解集合中与给定矩阵的最佳逼近解的表达式以及求解最佳逼近解的一个数值算法和一个数值例子.     

Network lifetime global optimization for multi-source and single-sink topology in wireless sensor networks

The multi-source and single-sink (MSSS) topology in wireless sensor networks (WSNs) is defined as a network topology, where all of nodes can gather, receive and transmit data to the sink. In energy-constrained WSNs with such a topology, the joint optimal design in the physical, medium access control (MAC) and network layers is considered for network lifetime maximization (NLM). The problem of integrating multi-layer information to compute NLM, which involves routing flow, link schedule and transmission power, is formulated as a non-linear optimization problem. Specially under time division multiple access (TDMA) scheme, this problem can be transformed into a convex optimization problem. To solve it analytically we make use of the property that local optimization is global optimization in convex problem. This allows us to exploit the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) optimality conditions to solve it and obtain analytical solution expression, i.e., the globally optimal network lifetime (NL). NL is derived as a function of number of nodes, their initial energy and data rate arrived at them.Based on the analysis of analytical approach, it takes the influence of data rates, link access and routing method over NLM into account. Moreover, the globally optimal transmission schemes are achieved by solution set during analytical approach and applied to algorithms in TDMA-based WSNs aiming at NLM on OMNeT<++> to compare with other suboptimal schemes.     

交通信息系统在高峰期事故瓶颈中影响作用分析

根据驾驶者的行为模式建立了一个路径选择模型及排队模型.在高峰时期发生交通事故的情形下,通过对比行驶车辆在配备车载信息系统和未配备交通信息系统两种情况,分析事故瓶颈引起车辆阻塞占用道路长度与事故处理时间的关系的影响,论证交通信息系统对交通瓶颈的改善作用.通过案例分析予以验证.     

考虑二阶效应的空间刚架结构布局优化

针对三维空间刚架布局优化问题,以七自由度节点梁柱单元二阶弹性理论推导考虑构件几何非线性和截面翘曲变形的非线性刚度矩阵,通过整合梁柱单元非线性刚度矩阵对刚架结构进行整体的二阶弹性分析,建立满足刚架结构强度、刚度和稳定性要求的布局优化数值模型;并针对复杂刚架结构布局优化数值求解问题,改进遗传搜索算法（GA）,提出可靠拓扑和引导型遗传算法双向控制方法（KLGA）. 该方法一方面将拓扑变量从布局设计变量中分离,以构件重要度评定结构可靠拓扑变量组合,再与设计变量整合;另一方面将结构特有的引导信息加入算法中,为GA提供全局最优解的指引路径. 通过两种典型的刚架算例表明二阶效应模型和KLGA算法的可行性和有效性,例如算例2中基于二阶效应模型的KLGA得到的最优结构质量比GA减轻了24.5%,波动幅度从9.61%提升到1.39%,算法更加稳定.      

再制造物流网络优化设计的扩展模型

针对再制造物流网络与传统生产分销物流网络的集成优化设计问题,综合考虑网络中正向和逆向物流的设施集成与运输整合,以及设施建设成本的规模经济效应,基于混合整数非线性规划方法,建立了一种再制造物流网络优化设计的扩展模型,用来确定网络中各种设施的数量、位置及规模,并在由此构成的各条物流路径上合理分配物流量,使运营周期内的净收益最大.最后,通过一个算例对模型进行了数值演算和验证.计算结果表明:该模型能根据物流网络的实际调查数据,得到网络的最优目标函数与决策变量值,能有效辅助再制造物流网络优化设计.     

Robust Optimization of Hub-and-Spoke Airline Network Design Based on Multi-Objective Genetic Algorithm

In the process of designing hub network, the selection of hub airports is influenced by the change of the demand and cost. Under the condition of changing in demand, this may lead to large minimum cost deviation between the designed optimal network and real optimal network, respectively. To reduce the risk caused by the uncertainty in network optimization and get the optimal robust solution of hub network under the multi-possible conditions of demand and cost, a method based on multi-objective optimization genetic algorithm is proposed in this paper. The convergence of the algorithm has been proved, and the experimental results demonstrate the availability of the algorithm. First, multiple objective functions needing to be optimized simultaneously are formulated from different conditions of needs and cost, then a genetic algorithm is used to provide all possible routes of the network hub structure, and robust optimal network solution for multi-objective optimization is searched. The convergence of the search algorithms is proved to be effective by the numerical results.     

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枢纽航线网络在设计的过程中,容易受到需求和成本数据发生变化带来的影响。往往造成构建出来的最优网络,在需求发生变化的条件下,与实际对应的最优解存在较大的最低成本优化偏差。为了降低这种网络优化中的不确定性带来的风险,得到在多种可能的需求和成本条件下均可获得较好效果的鲁棒最优解,文中采用了一个多目标优化的遗传算法进行研究。首先将各种不同的需求和成本条件作为需要同时优化的多个目标函数,然后采用一个遗传算法来表示所有可能的枢纽航线网路结构,并搜索多目标优化的鲁棒最优网络解。最后本文对该搜索算法的收敛性进行了证明,数值实验结果表明了算法的有效性。     

铁路局请求车审批优化

建立了求解铁路局范围内请求车审批优化的数学模型和与此模型对应的网络图，将铁路请求车审批优化问题转换为求解最小费用最大流问题．给出了求解此模型的数值算法，并对实际应用中的一些问题提出了解决方案．根据该模型和算法开发的软件已在广州铁路局成功应用。     

A STEP-BY-STEP INTEGRAL METHOD FOR ACTIVELY CONTROLLED STRUCTURES

Introduction　　 Since 1 970 s,the researches in active controlofcivil engineering structures have been developedfor30 years[1] .It is now at the stage where full-scale active systems are installed in actual struc-tures and perform well for the purposes intend-ed[2 ,3 ] .Although a significant progress has beenmade,the true potential of active vibration controlremains non- exploited fully[4] .For example,manyof the current operating systems are designed pri-marily on the basis of the classical…