工程结构的拓扑优化设计研究

本文讨论了连续体结构拓扑优化的均匀化方法及其相关理论，分别针对静力问题和特征值问题建立了相应的结构拓扑优化模型。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，尤其在国内尚尾于起步阶段。本文将结构拓扑优化设计理论应用于实际工程结构的概念设计之中，并取得了较好的优化效果。通过对经典算例和某卫星构架子结构的拓扑优化计算，表明本文建立的结构拓扑优化模型能够有效地应用于工程结构的拓扑优化设计，从而为工程结构的结构型式选取提供了有价值的概念设计方案。     

城市轨道交通断面客流数据可视化分析及优化

断面客流是城市轨道交通制定运营计划的关键。传统的断面客流分析方法无法直观展现断面客流的多源性、空间不对称性和时变性,尤其是对于动态多维度客流与运行图能力适应性的可视化分析非常匮乏。基于点、边和线的可视化呈现方法,构建了直观、清晰、适于客流可视化分析的轨道交通网络拓扑图;根据实际运营需求,从多空间维度和时间维度两方面出发,研究了涵盖断面绝对量和断面满载率等综合信息的交互式实现方法,并以上海轨道交通网络为实例进行验证。     

基于CBTC的灯泡线线路拓扑结构分析与设计

分析灯泡线对既有CBTC系统线路拓扑结构下链接关系的影响,提供一种基于轨道交通灯泡线线路的系统设计方法,并给出描述线路拓扑的数据结构定义。系统设计方法核心思想是:在CBTC系统中,将灯泡线中的拐点作为一个链接对象。通过对拐点两侧的区段链接关系进行描述和确定,对于存在灯泡线的线路,根据列车运行方向,实现对含拐点线路的路径搜索,并对包络跨在拐点上的列车进行包络位置计算,对列车运行方向与信号机、车档等方向的一致性判断给出具体方法。通过使用这种方法,使得既有CBTC系统少量修改拓扑结构,就能支持灯泡线线路。     

轨道交通高架U型梁结构优化设计研究

由于建筑高度低、降噪性能好、空间利用率高等优点,U型梁在轨道交通高架桥中广泛应用,但对其结构性能的研究相对较少。基于Abaqus6.14-1的优化模块,依托某实际U型梁项目,首先采用拓扑优化的方法,在保证列车行驶空间等必要功能要求的前提下,以应变能最小为目标函数、体积限值等为约束条件,研究不同支承条件下轨道交通30 m标准跨径简支高架U型梁的最优结构形式。对拓扑优化结果进一步采用形状优化,以消除截面应力集中的影响。结果表明:对于上承式桥梁,当支座间距较小时,优化结果类似于小箱梁,当支座间距较大时,优化结果类似于T梁;对于下承式桥梁,其拓扑优化形态比较接近于实际项目的 U型梁设计方案。经形状优化后,局部应力降为原数值的71.39%,应力集中明显改善。结果还表明,连续体结构拓扑优化技术可有效地运用于桥梁结构的方案设计。     

无变压器光伏并网逆变器的拓扑结构

详细地分析了无变压器光伏并网系统的共模电流产生机理。用不同的控制方法分析了单相无变压器全桥拓扑结构的共模电流,并对一种新的拓扑结构进行了分析和仿真研究;同时介绍了几种不同的三相无变压器拓扑结构,并作了简单的分析和仿真。最后分别比较了单相和三相无变压器光伏并网逆变器拓扑结构的不同。     

桁架结构拓扑优化的微粒群算法

为了解决有应力和位移约束的桁架结构的拓扑优化问题,将微粒群算法用于桁架结构拓扑优化.用罚函数法将应力和位移约束下的结构优化问题转化为无约束优化问题,用微粒群算法迭代计算.为了证明此方法的可行性,给出了2个具有应力和位移约束的桁架结构拓扑优化的算例.计算结果表明,微粒群算法与现有算法获得的桁架结构拓扑优化结果一致.     

船舶电力推进电机驱动技术研究

船舶电力推进系统自20世纪80年代以来重新焕发生机。它在各类船舶上得到广泛的应用,主要得力于电力电子技术的飞速发展。本文对船舶电力推进电机驱动技术全面阐述,分析了各类变换器在船舶电力推进系统中的应用领域,对船舶电力推进电机驱动系统研究和设计具有重要的实用价值,为从事相关研究的工作人员提供设计参考。     

锚机机架结构优化设计

结合有限元法、拓扑优化理论以及尺寸优化理论,对某锚机机架进行了系统的创新设计。首先根据锚机设计参数确定该机架的基本尺寸和材料参数,以此建立机架有限元模型,并在此基础上建立拓扑优化模型,得出该机架的最佳传力路径;再根据优化结果建立了三种设计方案的壳单元数值模型和相应的包含离散变量的尺寸优化模型,进行机架的详细设计和比较分析,得出最优机架结构。     

Cycle Network Planning: Towards a Holistic Approach Using Temporal Topology

ABSTRACT

Current cycle-network planning (CNP) at the local level tends to be dominated by a subjective-pragmatic approach in which it is only possible to consider a limited number of route alignment possibilities and development-sequencing scenarios. Although this method may produce acceptable results, it may also be true that the final design could be improved – and the construction efficiency could be enhanced – by a more comprehensive review of the available options in relation to the objectives of the intervention. Such objectives may include accident reduction, modal shift in favour of cycling, health benefits or strategic expansion of a network. This article presents work undertaken to demonstrate a holistic approach to CNP, based on a logically defined spatio-temporal model and allowing some semi-automated multiobjective optimization of network designs in a GIS-based decision-support system. The model is introduced briefly before a case study applying this model to development of a cycle network in a small town in northeast England is described. The results obtained from this case study and the implications of this research for cycle network planners are discussed.     

舰船电力网络拓扑分析新方法

针对传统舰船电网拓扑分析方法存在的针对性不强,效率不高,运算量随网络规模增大而显著增加的缺点,本文提出基于面向对象技术的舰船电力系统拓扑跟踪新方法,实现了不同类型的支路状态变化后的局部电网结构的快速跟踪.算例分析证明了本算法的有效性,表明本算法较传统算法效率更高.