养殖工船高压增氧锥外形优选及配件开发

优质的海水是深远海集约化养殖成功的前提,提升养殖水体的溶解氧对于高密度养殖至关重要。增氧锥是养殖水体最高效的增氧设备之一。针对深远海养殖工船空间紧凑的现状,对增氧锥外形进行优选,并开发相关配件,以达到高效增氧和节约空间的目的。采用流体仿真技术,利用其文丘里结构产生的射流、偏流、回流现象获得增氧效果;通过设计开发微孔曝气射流装置,借助微气泡原理和二次射流效果,进一步提升了增氧锥中氧气溶于水的效率。流体仿真软件结果显示,在其他条件相同的情况下,增氧锥截面角度为28°时,液速峰值最高,产生的溶解氧效果最佳;有无曝气管射流的对比实验结果显示,加装曝气管的增氧锥增氧速度较快,该配件对于增氧锥的作业有良好的辅助功能,具有较好的应用价值。

林下山参外形性状和生长年限的相关性研究

目的 研究1~21年逐年生林下山参的生长趋势特点,探讨自然生长环境下多年生林下山参的“芦”“艼”“体”“纹”“须”的外形性状特征和生长年限的相关性。方法 参考传统的“五形”定义特点,观察、测量、分析1~21年参龄的林下山参外形和质量数据,确认各参数和年限的相关性关系;采用主成分分析法降维筛选与年限相关的变量。结果 在林下山参的芦长、芦径、主根长、主根径、总长和质量变量中,芦长有逐年增长的趋势,特别是第1~6年,和年限有较好的线性关系。分析结果显示变量和年限相关性关系为芦长>总长>芦径。通过降维分析发现芦长、总长在第1个主成分因子上分数较高,质量和芦径在第2、3个主成分因子上分数较高。结论 传统“辨状论质”评估人参质量的方法具有一定的科学依据,除“数芦碗判定年限”外,林下山参年限及等级评估还可以综合参考芦长、总长和芦径等量化参数进行辅助判断。

灵武长枣两种光泽度果实外形特征性状比较分析

【目的】探究灵武长枣两种光泽度果实,即高光泽度果实(S果)和低光泽度果实(R果)的光泽度及外形特征性状关系的差异,为灵武长枣优质高效栽培提供参考与指导。【方法】采集6、9和12 a生灵武长枣的两种光泽度果实(S/R果)作为试验材料,测定其光泽度、单果质量、果实横纵径、果实硬度、果皮厚、果肉厚、核纵横径、单核质量、可食率和含仁率等果实外形特征性状,并对其进行了比较和相关性分析。【结果】1)3个树龄的R果的单果质量、果实横纵径、果皮厚、核纵横径、含仁率均极显著大于S果的(P<0.01),其中6、9和12 a生灵武长枣R果的含仁率分别是S果的28.04、15.49、14.99倍,并且R果的光泽度极显著小于S果的(P<0.01),仅为S果的63.1%~67.1%,R果的果肉厚、单核质量均显著大于S果的(P<0.05);12 a生的R果的可食率最小,且9、12 a生的均显著小于同年份的S果的可食率;2)不同树龄灵武长枣,于高光泽度果实(S果)而言:在光泽度、单果质量、果实横纵径、果实硬度、果肉厚、核纵径、单核质量、可食率在树龄上存在显著差异(P<0.05);于低光泽度果实(R果)而言:其果实纵径、果实硬度、果皮厚、核纵横径、单核质量、可食率存在显著差异(P<0.05),且与S果表现均不相同;3)不同树龄植株灵武长枣S、R果实的光泽度均与单果质量、果实纵径呈极显著正相关;S果的树龄与单果质量、果实横纵径、果肉厚、枣核纵径、单核质量、可食率呈显著或极显著负相关;R果的树龄与果实纵径、可食率呈显著或极显著负相关,与果实硬度、果皮厚、核横径、单核质量呈显著或极显著正相关。【结论】不同树龄灵武长枣两种光泽度果实的光泽度及外形特征性状均存在极显著差异(P<0.01),并且在树龄、光泽度及其各项外形特征性状之间存在着显著相关性(P<0.05)。

膝关节统计学形状模型的几何外形有效性验证

目的获取中国男性健康膝关节的解剖参数范围,并验证健康膝关节统计学形状模型(statistical shape model,SSM)在几何外形上的有效性,为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。方法采集112例健康男性膝关节CT影像,建立三维膝关节模型,每例模型都单独作为目标模型,剩余模型作为训练集进行主成分分析(principal component analysis,PCA),将得到的SSM向着目标模型进行拟合预测,得到SSM拟合模型。在样本模型和SSM拟合模型上分别标记出相同的解剖测量点,并得出17个线性参数和3个角度参数。对解剖参数值采用独立样本t检验和Mann-Whitney U检验进行统计学检验,若得出的P值均大于0.05,则证明SSM在几何外形上的有效性。结果解剖参数的定性和定量对比分析的结果显示,线性参数值的平均偏差均小于6 mm,角度参数值均小于2.5°;统计学检验的结果显示所有解剖参数的P>0.05,证明膝关节SSM拟合模型与真实健康模型在几何外形上不具有统计学差异。结论获得了健康膝关节解剖参数的参考范围,并验证了膝关节SSM模型在外形上与真实健康模型具有一致性。研究结果为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。

基于实测数据的飞机复合材料构件外形调控

在飞机复合材料构件装配中,目前常通过卡板等刚性约束方法消除其成型误差,这种调控方法可能会造成复合材料损伤。本文通过数字化测量获得复合材料构件实物外形数据,并重构其外形模型,设计了具有柔性的多点施力压头对构件进行外形调控。提出了将有限元计算与遗传算法相结合的求解方案,目标是在保证复合材料构件不发生损伤的前提下,使其实际外形尽量贴合理论外形。通过某型飞机雷达罩复合材料罩体实例验证此方法,发现按照利用约束卡板的原方案对罩体进行外形约束,其实际外形与理论外形在给定位置处精确度仅有66.7%,而通过本方法利用多点施力压头对罩体进行外形调控,其实际外形与理论外形在给定位置处精确度达到91.7%,相比原方案提高了25%。

风阻制动板外形参数对高速列车气动特性影响分析

随着高速列车运营速度的不断提升,应对更高速列车安全制动及紧急停车问题日益凸显。针对这一问题,就流线型头部及等截面车身位置布置风阻制动板,采用基于SSTk-ω湍流模型的RANS方法研究了风阻制动板高度、开口设计及开口制动板位置、高度与开口协同等因素对列车气动特性的影响,并通过风阻制动列车风洞试验验证了数值模拟方法的正确性。结果表明风阻制动板影响了列车表面压力分布特性,诱发气流强分离现象。此外,风阻制动板增强了整车压差阻力,进而增强列车气动阻力。增高的风阻制动板会扩大压力分布范围,导致板后回流区分布范围增加,其所受气动阻力得到增加。风阻制动板的开口设计及开口制动板位置的变化带来的影响并不显著,但开口设计能够强化后方增高的风阻制动板所受气动阻力。合理增高制动板对于整车的气动增阻效果最为明显,最大增阻效果为原始高速列车所受气动阻力的422.91%。相比于单纯的开口设计及开口制动板位置的变化,采用开口设计与增高协同布置能够具有较好的气动增阻表现,增阻效果为420.67%。

变外形滑翔制导炮弹的气动外形多目标优化

为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能,实现大幅度增程的目的,基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计。采用Missile Datcom作为气动计算工具,以尾翼展长和后掠角作为变形参数,并调整舵翼的外形参数,基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对滑翔制导炮弹的爬升段(优化目标为弹丸的零升阻力系数和静稳定储备量)和滑翔段(优化目标为弹丸的升阻比和操纵比)分别进行了变外形多目标优化设计,最终获得各飞行段的最优外形方案。数值仿真结果表明:优化后的变外形方案可明显改善该滑翔制导炮弹各飞行段的气动弹道性能。在本文设定的飞行条件下,爬升段阻力系数降低了13.3%,滑翔段升阻比增大了36.1%,弹丸在整个飞行过程中稳定性适当,且稳定性和操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好;相较于基准固定外形方案,滑翔控制条件下采用变外形方案的滑翔制导炮弹射程增加了8.4%,增程效果显著。本文工作为滑翔制导炮弹的变外形方案设计提供了参考。

高超声速变外形飞行器建模与固定时间预设性能控制

以一种折叠式高超声速变外形飞行器(Hypersonic morphing vehicle, HMV)为研究对象,综合考虑变形引起的气动特性、动力学特性的动态变化和模型不确定性、外部干扰的影响,开展飞行器建模与固定时间预设性能控制方法研究.首先,建立高超声速变外形飞行器的运动模型和姿态控制模型;然后,采用固定时间干扰观测器实现对模型不确定性和外部干扰构成的复合总扰动的精确估计,并设计一种新型固定时间预设性能函数以定量描述期望性能约束,在此基础上,基于预设性能控制架构并结合动态面控制技术设计预设性能姿态控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的固定时间稳定性;最后,通过数值仿真验证所提出方法的有效性和鲁棒性.

眼动追踪下产品外形特征提取算法设计与仿真

不同产品的外形非常复杂且多样化,在产品外形特征提取过程中,由于受噪声、杂乱背景或其它干扰元素的影响,导致特征提取的准确性降低。为了精准提取产品外形特征,提出一种眼动追踪下产品外形特征提取算法。通过塔型方向滤波器分解带有噪声的产品外形图像,利用多尺度阈值对高频子带去噪,在有效保留信号系数的同时达到抑制噪声系数的目的,根据Contourlet反变换获取去噪后的图像。通过眼动追踪技术确定产品外形图像中人眼感兴趣的区域,在感兴趣区域内提取多个底层特征。使用改进的量子遗传算法对底层特征展开选择,最终实现产品外形特征提取。实验结果表明,所提算法可以有效提升产品外形特征提取结果的准确性和特征提取效率。

加固机动发射车外形结构对其稳定性影响研究

爆炸场中发射车受冲击作用存在倾覆可能,从而丧失战斗能力,在针对发射车抗爆加固设计中,对车体外形结构的考虑是必要的。为分析发射车不同外形结构在冲击波作用下的稳定性差异,使用激波管分别对矩形箱体、半圆形箱体、等腰梯形箱体进行冲击试验,并利用高速摄影观测箱体受冲击后的运动响应。为在激波管口获得预想的冲击波超压,使用AUTODYN对爆炸驱动激波管内流场进行仿真计算并与试验结果对比验证,通过仿真数据拟合了爆炸驱动激波管超压的经验公式。冲击试验表明,爆炸场中半圆形箱体比矩形箱体在质量更小的条件下具有更强的抗平动位移优势;等腰梯形箱体比矩形箱体在质量更小的条件下具有更强的抗倾覆能力。在发射车的加固设计中,采用等腰梯形截面结构比传统矩形截面结构在质量更小的条件下会有更好的抗倾覆稳定性。

基于多精度深度神经网络的汽车气动外形优化设计方法

在汽车气动外形优化设计中,往往需要大量的高精度CFD数据作为支撑。然而,高精度CFD数据获取难度大、成本高。为了缓解汽车气动优化设计中气动特性评估精度和效率之间的矛盾,根据迁移学习与数据融合的思想,提出了一种基于多精度深度神经网络(multi-fidelity deep neural network, MFDNN)的汽车外形优化设计方法,以减少优化设计中所需的高精度数据个数,从而有效提升优化速度、降低优化成本。将所发展的优化方法应用于快背式MIRA标准模型减阻优化设计中,优化结果表明,该方法能够充分融合不同精度数据所蕴含的知识,加速气动外形优化进程,提升优化效率。以收敛用时作为评价指标,在取得相近或更优优化结果的前提下,基于多精度神经网络的优化框架的收敛速度是基于单精度神经网络的离线优化框架的5.85倍,是基于单精度神经网络的在线优化框架的2.81倍。

基于深度强化学习的变外形飞行器姿态控制

针对外界干扰和模型不确定性影响下的高超声速变外形飞行器,提出了一种基于深度强化学习的多通道端到端姿态控制方法。首先,建立了高超声速变外形飞行器姿态控制模型;其次,将飞行器姿态控制问题转化为马尔科夫决策过程;再者,基于双延迟深度确定性策略梯度算法开展了智能体训练,并将端到端生成的飞行控制指令进行了在线部署;最后,通过基本性能仿真和适应性仿真验证了所提出方法的有效性和泛化能力。

关于批准发布《滚动轴承角接触球轴承外形尺寸》等423项推荐性国家标准和2项国家标准修改单的公告

国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)批准《滚动轴承角接触球轴承外形尺寸》等423项推荐性国家标准和2项国家标准修改单,现予以公告。

高速水下无人航行器仿生外形设计与阻力数值预报研究

为了研究水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)的外形因素对阻力性能的影响,利用计算流体力学方法对不同航行器外形展开阻力预报及分析。对于水下高速UUV而言,优异的阻力性能对UUV的航速和续航能力的提升都是至关重要的。针对某高速UUV的减阻需求,首先结合SUBOFF标准模型进行了阻力特性数值预报,与试验数据对比验证了预报方法的适用性;在此基础上,模仿鲨鱼和海豚的外形特征设计了2种UUV水动力外形构型,针对2种外形构型分别预报了带有不同附体构型的阻力特性,得到了一种相比SUBOFF艇形具有明显减阻效果的UUV水动力外形。研究对低阻型高速UUV的外形设计具有一定的参考价值。

基于外形控制的舱体结构装配工艺研究

基于外形控制的舱体结构装配工艺,结合现有工艺技术及工艺装备水平,分析产品装配工艺流程,阐述以框、梁为主体的舱体结构装配工艺方案及关键过程控制工艺方法。通过工艺容差分析,得出影响产品外形精度的关键要素,结合测量结果及结构装配精度控制方法,在如何提高舱体外形结构精度控制及产品质量的问题上进行工艺研究。

一种双块式轨枕外形外观质量自动化检测系统

双块式轨枕是我国高速铁路建设采用最多的预制构件,传统人工检测方法效率低、精度差,无法完全满足检测需求。为解决该问题,基于高精度三维激光扫描仪和高分辨率工业相机,研发一种双块式轨枕外形外观质量自动化检测系统,该系统将检测系统与生产线进行集成,使检测系统具备自动化在线检测功能。另外,研究轨枕三维点云和高清图像自动化采集技术、三维点云数据分析处理技术、轨枕图像分析处理技术,通过点云分割、模型重建算法以获得轨枕关键部件的模型数据,实现轨枕外形尺寸自动检测;通过图像模板匹配和图像深度学习算法,实现轨枕编号与轨枕裂纹智能识别。研究结果表明,系统的检测精度可达到0.1 mm,检测效率优于3 min/组,裂纹识别准确率优于95%,检测项目和检测精度满足相关规范要求,并具有自动化、实时性、高精度、高效率的优点。

基于SA二次开发的大部件外形自动化测量

针对飞机大部件外形的快速测量要求,利用激光雷达检测技术,进行了相关检测系统的研究。在基于Polyworks软件的基础上,利用宏脚本编辑器实现快速对部件外表面自动取点功能,开发了一套专用曲面自动采点软件,为后续自动化测量提供理论点数据库的调用;在基于测量软件SA的基础上,运用Measure-Plan完成二次开发,建立了适用于大部件的单站位数字化测量程序。以某型飞机大部件为例,利用所构建的测量系统对其外形进行了测量,测量结果表明:该程序高效可靠,运行稳定,克服了SA自身的非参数化、操作复杂等缺点,同时大幅度提高了飞机大部件检测的自动化程度和检测效率。

外形装饰设计在当代建筑设计中的应用探讨

建筑外形装饰设计是建筑设计中极为重要的组成部分。将建筑外形装饰设计与绿色环保装饰材料有效结合,不但可以提升建筑外形装饰设计的整体效果,还能有效降低资源浪费。本文对建筑设计中外形装饰设计的材料选择、阳台设计、屋顶设计、檐口设计、门窗设计等设计要点进行深入探讨,希望能够给予从事建筑外形装饰设计的技术人员一些借鉴。

基于激光雷达的飞机外形测量方法

飞机装配部件具有尺寸较大且形状复杂的特点,装配后的尺寸与理论模型存在偏差,且飞机型面的测量数据量庞大,因此设计一种高效且准确的飞机外形测量方法对保证飞机装配精度至关重要。建立了激光跟踪仪与激光雷达组合的测量系统,用于完成对整机外形的测量任务。该系统包含空间系统定位、坐标系建立、站位划分以及点云密度分布方面的详细方案设计。通过对测量数据与理论模型进行对比和误差分析,验证了综合测量精度符合系统标称场控精度,进而验证了所提方法的可行性和正确性。

风嘴外形对钝体钢箱梁铁路斜拉桥涡振性能的影响

钝体钢箱梁在大跨度铁路桥梁建设中具有广阔的应用前景,以某大跨度钝体钢箱梁铁路斜拉桥为背景,采用1∶50节段模型风洞试验对该类箱梁的涡振响应进行测试,试验结果表明梁体在各测试风攻角(0°、±3°、±5°)下均存在涡激振动。为抑制涡激振动,通过风洞试验并结合计算流体动力学研究风嘴外形对钝体钢箱梁涡振性能的影响规律。研究表明,采用下行风嘴形式与减小风嘴角度均能提高三角形风嘴的制振能力。在传统三角形风嘴上部设置平台可显著提高风嘴制振性能,增加平台长度与减小风嘴角度均可有效提高该类风嘴的制振效果,但其中平台长度是主导影响因素。进而提出一种带平台的三角形下行风嘴制振措施,并通过1∶25节段模型风洞试验对该措施有效性进行验证。数值模拟结果表明,改变风嘴外形可有效降低主梁表面的旋涡尺寸,从而起到抑振主梁涡振的作用。研究成果可为大跨度钝体钢箱梁铁路桥的涡振制振设计提供参考。