分形理论在絮凝形态学中的应用与展望

介绍了絮体结构模型的发展与分形,分析了我国仿真模拟研究的现状,对我国未来分形理论在混凝应用中的研究做出展望。     

多学科优化中的近似模型及其在艇体结构优化中的应用

近似技术是多学科设计优化关键技术之一。系统介绍多学科设计优化中常用的3种近似模型:响应面模型(Response Surface Methodology,RSM)、Kriging模型、径向基函数(Radical Basis Function,RBF)模型。对比分析3类近似模型在典型数学函数不同维度下的拟合性能。结果表明,Kriging模型的综合拟合性能最优,RBF模型次之,RSM拟合性能不佳。在此基础上,通过拉丁超立方试验设计选取样本点,基于Kriging模型构造潜艇平行舯体某舱段耐压壳体结构响应的近似模型,应用粒子群优化算法完成了耐压壳体结构轻量化设计。最优化设计方案质量较初始方案减少了11.99%。     

五体船侧体布局及兴波阻力优化

采用线性兴波阻力计算方法,结合CFD通用软件模拟,对比分析前后片体横向间距不等五体船、五片体简单叠加及前后片体横向等间距五体船阻力特性,研究侧体布局对兴波阻力影响的规律及其减阻优化效果。研究结果表明,五体船前后片体分别纵向靠近首尾布置,可以扩大有利兴波干扰速度范围,高速段侧体横向偏内可以获得较佳阻力值,并且片体纵向位置的改变相比横向位置的变化,对阻力值影响更大。     

基于CFD的三体船侧体布局优化

三体船构型复杂,侧体布局对其阻力性能有很大的影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)理论,利用SHIPMDO-WUT软件平台构建一种侧体布局自动优化方法。以某高速三体船为例,进行侧体布局的优化,结果表明:在4个不同弗劳德数下,优化船较母型船的兴波阻力均有所下降,总阻力也相应减小。得出在4个不同弗劳德数下总阻力最小的侧体布局方案,表明该方法的可行性与有效性。研究内容可为三体船减阻优化设计提供参考依据。     

三体船与刚性体碰撞性能及结构优化研究

以经典小型高速三体船为研究对象,对碰撞非线性有限元分析方法及理论进行研究。借助动态非线性有限元软件MSC.Dytran,模拟三体船整船结构模型,通过三体船主体与刚性墙之间正面碰撞,研究其在结构损伤变形、位移、速度、碰撞力和船体结构能量吸收等方面上的性能,并对三体船结构提出优化方案。通过仿真计算和比较,得出在碰撞过程中的碰撞力、速度、撞深以及能量吸收等耐撞性指标,为三体船结构优化和船舶正常航行提供参考依据。     

基于遗传算法的五体船片体布局多目标优化研究

尝试并实现了iSIGHT优化软件与水动力计算软件HydroSTAR的集成优化,以五体船在波浪中的运动响应及增阻为目标函数,对片体布局作了多目标优化研究.运动计算采用三维频域面元法,增阻计算应用了近场压力积分方程,优化算法采用NSGA-II遗传算法,结果给出了Pareto解,还进行了DOE试验设计分析,为五体船片体布局设计提供参考.     

基于兴波阻力的三体船片体位置快速优化方法

三体船片体位置优化的工作量很大,不仅要考虑片体间的横向距离,也要考虑片体间纵向距离.为快速优化三体船的片体位置,基于Noblesse细长体理论,按照一阶Kochin函数的表达式,在指数函数展开分离变量方法的基础上,本文推导了三体船兴波阻力的计算公式,并根据这些公式实现了三体船兴波阻力的快速计算.数值计算与模型试验相吻合.数值计算结果和模型试验结果均显示,三体船的片体位置对兴波阻力有很大影响.     

用OpenFlight API开发分形地形

分形是近年来流行的地形生成方法。用分形方法生成的地形具有速度快，逼真度高等特点。OpenFlight是视景仿真的标准三维模型格式，已经被大多数视景仿真软件接受。论述了如何用OpenFlight API和分形算法生成三维地形模型。     

分形理论及在混凝土材料中的应用浅析

分形理论为欧几里德几何学无能为力的领域提供了解决方案,本文首先介绍了分形理论的发展过程,阐述了分形理论的基本特征和基本概念.提出了应用分形理论解决混凝土内部不规则裂缝问题的定量描述和混凝土骨料分级问题的新思路.对分形理论在混凝土材料中的应用进行了展望.     

半圆体堤身结构设计优化

结合长江口深水航道治理工程整治建筑物一期工程实践及有关模型试验,对半圆体结构进行优化、比选,提出了充砂半圆体混合堤新型结构型式,使之适用于长江口深水航道治理二期工程中,同时使工程造价大幅降低。     

基于分形理论的遥感图像判别技术综述

遥感图像判别是遥感领域研究的重要部分,民用和军事应用价值巨大。通过对遥感卫星图像特征和分形物理模型的研究角度对地物判别技术进行综述,综合了近年来提出的典型的遥感图像判别方法的基本原理和最新研究进展。从相应的研究得知,利用图像分形维数特征,对遥感图像进行分类是可行的。最后展望了遥感图像判别技术的未来研究方向,并给出了一些建议。     

高速三体船兴波阻力与片体布局优化研究

本文据线性兴波阻力理论推导了辅船体与主船体水下体积不相等情况下的兴波阻力计算公式,据此以数学船型作为片体对高速三体船片体兴波干扰规律、兴波阻力曲线规律进行了研究,并采用简单枚举与等值线图谱相结合的方法对片体布局优化问题进行了探讨.     

近似技术在船型阻力性能优化中的应用研究

船体型线优化过程中,通常要利用高精度的CFD软件对船舶的相关性能进行数值求解。这将耗费大量的时间,导致船型优化效率降低。为有效提高船型优化的效率,提出将近似技术应用于船型自动优化中,以代替CFD数值求解。探讨了样本点选取、样本集形成及近似模型实现途径等问题。以一艘1300TEU集装箱船的线型优化为例,构建船体兴波阻力的Kriging近似模型,并将其应用于球鼻首的优化中。计算结果表明,基于Kriging模型的船型优化是一种实用而且有效的方法。     

优化土石方调配模型在某工程中的应用

如何根据实际情况得出经济、有效的最优调配方案,是土石方工程的一个重要课题.舟山某工程主要包含开山工程、围堤工程及陆域形成工程,其中程石料用量全部取自开山工程.依据线性规划理论,提出适用于该工程的土石方调配计算的基本思路,建立土石方调配优化模型并最终得出优化结果,最后分析各重要参数对调配结果的影响,以期对今后土石方调配工程有一定的借鉴作用.     

可靠性验证试验费用优化模型研究

分析了可靠性验证试验的费用优化问题，并以指数寿命型序贯试验方案为例，给出了费用优化的建模及计算方法。给出了模型计算关键参数的取值表，使得计算过程简单实用。所举算例表明了这一点。     

泥浆絮凝试验中Zeta电位与絮凝现象、脱水能力的相关性探讨

文章基于课题组已有研究成果,通过分析整理文中连云港区絮凝脱水试验数据,进一步分析Zeta电位与絮凝效果和絮凝后脱水能力之间的相关性,验证Zeta电位能否作为评价泥浆絮凝脱水能力的指标。通过对絮凝试验的测定参数Zeta电位、泥饼含水率及絮凝效果作相关性分析,结果表明:(1)Zeta电位值的大小与泥浆絮凝效果之间存在着一定的相关性,泥浆絮凝效果最优点往往出现在Zeta电位值接近零点时,Zeta电位值基本可以评价絮凝效果的优良;(2)Zeta电位值的大小对泥浆脱水能力也有着很强的影响,在泥饼含水率最低最稳定的添加量、添加区间,往往Zeta电位值趋近于等电点且相对较稳定,二者表现出一定的相关性。通过分析Zeta电位值的大小及变化过程的稳定性,基本可以评价絮凝后泥浆脱水能力的好坏。     

基于结构强度的超细长三体船片体布局优化的研究

以一艘超细长三体船为例,计算了其在不规则波下的波浪载荷响应。考虑速度的影响,研究了基于波浪载荷响应的片体布局优化。计算结果表明,超细长三体船的总纵弯矩分布规律符合船体梁假定。由于三体船较常规单体船宽,沿着船宽方向亦可假设成两端简支的单跨梁;片体的相对位置不影响产生载荷响应峰值的波浪遭遇频率,但会影响响应的幅值。在优化片体相对位置,需考虑高航速的影响。     

分形理论在公路网中的应用

介绍了分形的概念,重点讨论了分维数在公路网中的意义和实用价值,然后以江苏省公路网为例进行分维数的计算,为江苏省省道主干线公路网的发展,特别是高速公路网的发展提供了网络总体特征依据。     

基于CFD数值模拟和模型试验的三体船片体位置优化

论文采用低精度CFD数值计算和高精度模型试验相结合的方法,以总阻力为目标,对Fr=0.27速度工况下的某型三体船的片体位置进行优化。利用拖曳水池对不同片体位置的三体船进行模型试验,获得三体船在不同片体位置下的总阻力性能。使用自主开发的CFD黏流数值求解器naoe-FOAM-SJTU对一定范围内的其他片体位置进行水动力数值计算。根据模型试验和数值计算结果,使用自主开发的船型优化软件OPTShip-SJTU对三体船的片体位置进行优化。通过模型试验与数值方法相结合的方式构建Co-Kriging近似模型,并使所构建的模型融合模型试验的信息,以保证优化结果的可靠性。结果显示,沿船长方向不同的片体位置对三体船总阻力的影响有着明显的变化规律。