基于计算流体动力学的最小阻力船型自动优化

基于计算流体动力学(CFD)理论,利用i SIGHT优化设计平台构建一种船型自动优化方法。该方法集成船型变换及自动生成技术、CFD技术及优化算法。优化过程中,编制船型参数化融合模块实现船型变换与SHIPFLOW软件输入数据间的自动连接;采用遗传算法与二次序列规划法相结合的组合优化方法实现从全局探索再到局部空间寻优的整个流程。以某双艉集装箱船为例,优化后船体兴波阻力明显下降,总阻力也得到显著的改善,获得了设计航速下总阻力最小的船艏与船艉线型组合,表明了该方法的可行性与有效性。研究显示,所提出的方法可以获得阻力性能优良的船体型线供设计者参考,具有较强的工程适用性,在基于CFD的船型自动优化方面具有广阔的应用前景。     

基于疲劳性能的沥青混合料组成优化

分析了沥青混合料组成结构对其疲劳性能的影响,采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,以疲劳性能为目标进行了沥青混合料性能优化设计,获得了4.75mm筛孔通过率、0.075mm筛孔通过率、粉胶比、空隙率与疲劳性能之间的关系,为更好地以性能为中心进行沥青混合料设计提供了参考.     

基于柔性时间窗的地铁货物车厢配置与装载优化

为缓解城市道路拥堵,提高城市物流系统周转效率,提出了利用地铁线路在非高峰时段开展货物运输;基于客货共载运输模式,在满足乘客出行需求的前提下,推算了各列车最多可挂载的货物车厢数,在此基础上进行货物车厢配置与装载方案优化;以列车货物车厢配置计划与货物装载分配方案为决策变量,考虑货物送达柔性时间窗与容量限制的约束条件,以配送服务惩罚和货物车厢挂载成本最低为目标,构建了整数线性规划模型,并利用CPLEX优化软件进行模型求解。试验结果表明：为满足4类不同送达时限货物运输需求,方案共配置货运车厢42节,运营总成本为16 970元;随着延迟送达惩罚系数增大,货物延迟送达率呈快速降低趋势,当延迟送达惩罚系数由5元·h^-1增加到100元·h^-1时,延迟送达率由22.50%降至8.75%,随着提前送达惩罚系数增大,货物提前送达率同样呈现快速降低趋势,当提前送达惩罚系数由0增加到40元·h^-1时,提前送达率由37.50%降低至3.75%,说明构建的模型对货物服务时效反应较为灵敏,同时有效满足货物送达服务时限要求;当某类货物惩罚系数增加时,该货...     

考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址-分配优化研究

针对突发公共卫生事件下多个受灾地区之间跨区域应急资源配置的现实需求,研究考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址-分配优化问题,构建跨区域的患者转运与应急资源协同配置两阶段优化决策模型。模型第1阶段优化确定患者动态变化与相应医院数量及其选址,第2阶段优化确定应急物资配送中心选址与应急物资分配。该优化模型同时考虑应急物流总成本(包括设施固定成本与运营成本)与转运时间2个优化目标,且考虑多周期动态变化的实际需求。针对上述优化模型特征,设计嵌入模型预测控制(MPC)方法的改进遗传算法。该算法将每个决策周期分为3个环节：1)疾病扩散预测环节,即每个周期开始时对疾病发展趋势进行预测;2)应急决策规划及实施环节,根据规划窗口的预测数据制定并实施应急选址-分配方案;3)数据更新与动态调整环节,即每个执行周期结束时,根据实际执行数据制定下一个周期决策。3个环节交互进行,相互迭代直到完成整个规划时期。最后,以贵州省跨区域的应急资源协同配置优化为例,验证所提优化模型及其求解算法的有效性。研究发现：与各区域独自应急相比,跨区域动态协同应急方案在转运时间没有明显增加的情况下,能有效降低应急成本,能够高效率地利...     

广州地铁1号线曲线钢轨轨底坡的调整

介绍了广州地铁1号线曲线内轨轨底坡的设置情况,简述了由于钢轨轨底坡设置不合理而引起的危害,并结合地铁的实际情况,提出了调整轨下垫板坡度的解决办法,取得了良好的实际效果。     

基于数值模拟的两种隧道开挖工法对比研究

根据某隧道的地质资料与施工条件,建立了包含开挖步骤的隧道三维有限元数值模型,开展了相应的施工参数优化分析。施工工法方面,对比了三台阶法与CD法,两种工法的最终沉降与应力差异不大,但三台阶法的沉降增长速率与应力释放速度明显较高,对开挖后的支护工序有更严格的时间要求;开挖进度方面,对比了1.6m、2. 4m、3. 2m开挖进尺下的围岩沉降变化,发现开挖进度对最终沉降影响不大,但对沉降速率影响明显,建议断面开挖进度不宜超过3. 2m/次。     

基于模糊聚类分析的高速公路全寿命周期成本预测研究

推行全生命周期成本管理与建管养一体化有利于提升高速公路投资效益和社会效益,成本预测是设计与养护方案优化的基础。在大中修样本数量有限的情形下,应用模糊聚类分析法,结合高速公路专项项目特征指标预测高速公路路基、路面及结构物大中修费用;建立寿命周期成本模型,根据建设成本、养护成本、用户成本、环境成本等寿命周期成本对设计方案进行比选,并进行实例分析,避免根据单纯建设成本最低和定性分析进行方案选择带来的后期维护及运营成本偏高的缺陷,研究成果对设计方案优化和建管养一体化有指导作用。     

基于改进NSGA-Ⅱ和IGA-BP神经网络的索梁锚固区结构优化研究

为实现大跨度斜拉桥索梁锚固区钢锚箱的结构优化,依托某大跨度斜拉桥索梁锚固区结构实际工程,提出了一种基于NSGA-Ⅱ算法与IGA-BP神经网络模型的结构参数优化方法。首先基于BP神经网络确定了钢锚箱响应数据预测的拓扑结构,采用自适应交叉变异改进的遗传算法对钢锚箱结构响应神经网络预测模型的权值阈值调参,得到满足拟合精度要求的IGA-BP神经网络预测模型。然后建立考虑结构平均应力和主要板件上峰值应力的数学优化模型,采用改进交叉、变异算子的NSGA-Ⅱ算法设计了钢锚箱结构参数优化流程。最后联合改进NSGA-Ⅱ算法和IGA-BP模型实现了钢锚箱结构参数的优化求解。结果表明：自适应遗传算法对BP神经网络权值与阈值调参的效果良好,相较于标准BP神经网络,IGA-BP神经网络的拟合精度和训练效率均更高;改进NSGA-Ⅱ算法可以实现对钢锚箱结构参数的寻优求解,根据Pareto协调最优解的结果,钢锚箱支撑板与承压板厚度有一定增加,加劲板和锚垫板厚度略微降低;优化后的结构上平均应力降幅约为2.7%,其中承压板应力峰值由200.9 MPa降低至178.1 MPa,降幅约为11.3%,支撑板应力峰值由199.6...     

共享汽车区域网点选址优化研究

随着互联网和共享经济的快速发展,共享汽车在中国城市内得到快速推广使用.本文首先分析了共享新能源汽车网点选址、车辆调度等问题的影响因素.其次介绍了选址及调度模型的相关变量、目标函数、模型的相关约束及遗传算法.最后以武汉市汉阳区为例阐述了共享汽车备选网点的选择要求,并结合实际共享汽车公司的现有网点进行分析和备选网点优化,最...     

基于粒子群算法的异形斜拉桥成桥索力优化

异形斜拉桥的结构比较复杂,受力特点与常规斜拉桥不同,传统的索力优化方法存在不适用或优化过程烦琐的问题。粒子群算法可高效、便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化操作。为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为依托,利用Midas Civil软件建立三维有限元模型,以最小势能为目标函数,结合粒子群算法自主编写MATLAB程序,对桥梁成桥阶段状态的索力进行优化,并将该方法与传统索力优化方法进行对比。结果表明：传统的索力优化方法不适用于异形斜拉桥,传统的最小弯曲能量法只减小主梁和桥塔的刚度,无法得到可行性结果,虽然添加约束条件后可得到斜拉桥的合理成桥状态,但操作过程烦琐;基于粒子群算法的索力优化方法可更大程度利用斜拉索,获得合理的成桥状态,同时优化过程也更加简便、高效。