基于改进BESO法连续体结构拓扑优化研究

拓扑优化与传统尺寸优化和形状优化相比,提供了更广泛的设计灵活性,其应用越来越广泛。伴随着结构拓扑优化的发展,其优化方法也在不断进步,因此,其方法的研究凸显出重要的理论及工程应用价值。由于双向渐进结构优化方法(bi-directional evolutionary structural optimization,BESO)有很强的通用性,理论和程序实现简单,优化效率高,能够得到一系列黑/白分布的拓扑构型,正日益广泛地应用于工程实际当中。但双向渐进结构优化方法和其改进的方法在对于解决应力约束下的拓扑优化问题上一直都存在着不可忽视的问题。针对连续体结构,采用ABAQUS软件和改进双向渐进结构优化方法相结合来实现结构的拓扑优化,从而能够解决应力约束拓扑优化问题,进而证明其优越性以及应用在工程实例的可行性,详细描述BESO方法及其在工程领域中的应用,分析双向渐进结构优化方法成功的根本原因,以及相较于其他拓扑优化方法的优点,然后基于约束条件优化问题,提出约束条件与拓扑变量的关系。以结构应变能最小化为目标,利用拉格朗日方法推导出以应力约束作为约束条件,对C形夹、工字钢梁结构进行拓扑优化,验证了改进双向渐进结构优化法的有效性,提高了材料利用率,从而验证了改进双向渐进结构优化法在实际工程中的可行性。

生态温室雨水综合利用自动化控制系统研究

将温室雨水利用的理念与自动化控制技术相结合,引入土壤温湿度传感器来监测土壤情况,根据作物土壤含水量数值的变化,以组态王为平台,设计了温室雨水自动化灌溉系统,根据作物的土壤含水量值变化范围,决定是否需要灌溉。同时,利用计算机C++语言设计了作物土壤相对含水量查询系统,可准确查询作物所需的生长适宜温度范围、适宜空气湿度、不同生长期的土壤相对含水量值等,同时也为温室雨水利用自动化控制系统提供参数依据。最后。针对系统进行了灌溉试验,试验验证了其可靠性。

环磷腺苷葡甲胺注射液治疗维持性血液透析患者合并左心功能不全疗效观察

为探讨环磷腺苷葡甲胺(MCA)注射液治疗维持性血液透析患者合并左心功能不全的疗效，笔者于2001年10月～2004年11月采用MCA注射液对18例维持性血液透析合并左心功能不全患者进行治疗，并设对照组15例进行比较，现结合文献报告如下。

基于CFD的两连跨日光温室热环境模拟

相比单跨日光温室,两连跨日光温室具有单位面积建造成本低,土地利用率高等优势,为深入了解两连跨日光温室热环境性能,该研究基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)构建了相同结构参数和构造材料的单跨和两连跨日光温室热环境模型。通过试验测试两连跨日光温室内的环境温度和各围护结构表面热流,并与CFD模拟的温度场进行对比,结果表明模拟数据与实测数据吻合度较高。在此基础上,基于该CFD模型分别对两连跨和单跨日光温室热环境进行模拟,并提取各围护结构表面热流和温度、土壤温度和空气温度进行对比分析。结果表明,在相同外界气候条件下,两连跨日光温室比单跨日光温室夜间气温高1.7~3.8℃,土壤温度高2.9~3.0℃,墙体内表面温度高2.9~7.9℃;两连跨日光温室的土壤和墙体在夜间,持续向南侧棚室放热,热流稳定,热流密度分别为7.11~8.59、12.65~15.19 W/m^(2),分别比单跨日光温室土壤、墙体表面热流密度高0.76~2.42、9.71~14.36 W/m^(2)。相比单跨日光温室,两连跨日光温室地表土壤温度和室内气温波动较小,热环境调节能力明显提升。该研究结果为两连跨日光温室的结构优化、耕种管理等提供参考。

基于CFD方法的温室散热系统结构优化模拟研究

为保证温室作物在北方寒冷季节正常生长,在温室中设置了太阳能墙体辅助加温系统,而散热系统是加温系统的重要组成部分。为研究影响散热系统性能主要结构参数的主要因素,简化模型并选取该散热系统的管径、管间距、流体温度为研究对象,各采用3个水平参数,采用正交法进行实验,基于CFD进行数值模拟,初始条件为：内部温度10℃,外界空气温度-15℃,2m深土壤温度13℃。结果表明,1土壤500mm深处温室地温变化不明显,气温和土壤表面温度变化比较大;2加温之后90min内温度急剧上升,随后的30min内温度呈缓慢上升趋势,温度场逐渐均匀,温度大约提高了6℃,与不加温温室相比空气温度提高了5～6℃,土壤温度提高了3℃左右;3在选用同样管数条件下,影响室内温度的主次顺序为：温度、管间距、管径,最佳结构参数确定为管径22mm、管间距200mm。

基于C++语言的温室集雨池经济容积研究

以根据水量平衡原理计算得到温室集雨池的经济容积,以温室集雨面积、需水面积作为参数,利用计算机语言C++编制特定条件下集雨池的经济容积。由于条件限制,软件中暂编制东北三省省会城市哈尔滨市、长春市、沈阳市3地不同类型辽沈系列日光温室,种植果菜、叶菜等作物时的集雨池经济容积的设计值,结果表明,本软件能够准确快速计算出集雨池的经济容积,操作方便。

生态建筑的研究现状、问题与对策

对国内外生态建筑的研究进行了回顾 ,指出我国生态建筑存在的问题 ,提出了我国生态建筑的思路与对策 。

辽宁地区经济型日光温室设计研究

通过对温室基本结构的分析,在借鉴辽沈I型日光温室的基础上,设计出经济型日光温室。该温室首次采用混凝土柱和垛土墙共同承担骨架的荷载,使垛土墙受力明显减小,避免了垛土墙遇水易坍塌现象,增加温室的耐久性。设计出的经济型日光温室造价为2.8666万元/667m2(不包括工作间) ,比相同跨度的辽沈I型日光温室节省造价2万余元。通过对经济型日光温室、辽沈I型日光温室、竹木型日光温室年产值与年投入(运行费用)进行分析 ,结果表明年产值与年投入之差分别为11077元、9865元。

日光温室集雨设施研究

以辽沈Ⅰ型日光温室作为研究对象,结合辽沈地区近10年最大降雨强度并运用经验公式计算出温室集雨槽排水管径为18 cm。运用Penman-Monteith公式以及联合国粮农组织推荐的番茄作物系数,计算从6月开始种植,生长期约为4个月的1年生番茄各月需水量,结合辽沈地区近10年各月平均降水量,并计算得前1年12月至当年5月集雨池收集到的雨水量作为初始值。生长期每月收集的降水量与上月集雨池雨水量之和减去当月消耗的水量为各月雨水量剩余值。8月集雨池水量剩余最多,为72.3 m3,即为集雨池理论经济容积,实际容积取80 m3。

生态温室太阳能辅助加温系统试验

以太阳能集热器为辅助加温方式,采用了对比试验的方法,研究了太阳能辅助加温系统对生态温室内气温和地温的影响。经连续试验,应用该系统加温区域平均气温较非加温区域高1℃,平均地温高4.2℃。结果表明:生态温室太阳能辅助加温系统具有明显增加地温的效果,且散热管埋深越深抵抗不良天气因素能力越强,具有长期蓄热的能力。

基于资源循环利用的东北地区农村住宅设计研究

东北属于严寒地区,其农宅物质、能耗巨大。该文通过对东北地区发放问卷、入户调研、现场测试得到大量的能源消费数据,深入剖析东北地区农村住宅建设中存在的问题,并基于资源循环设计理念,对农村住宅的能源和物质进行全寿命分析,阐述了住宅从策划立项到拆除阶段所采取的设计策略及相应的适宜技术。最后以法库生态农宅为例,分析了这些策略及技术实施的可能性。

太阳能辅助加温系统对日光温室内温度的影响

生态日光温室是1种集太阳能辅助加温、燃池辅助加温、雨水回收利用、沼气综合利用等多位一体的新型现代化温室。研究的生态日光温室以合理的日光温室结构为主体,利用太阳能集热器加热水,并在地下散热水管中循环散热直接对温室内土壤进行加热,以达到降低耗能量、提高温室内温度的目的。根据日光温室的结构和传热特点,利用稳态传热理论和室内热量收支平衡原理,对温室的热量平衡进行建模计算,通过计算机编程解算平衡方程,分析太阳能辅助加温系统对日光温室内温度的影响;经连续试验,应用面积为20m2集热器可提高室内温度1.68℃。试验结果表明,太阳能辅助加温系统具有明显增加室温的效果。

日光温室集雨系统研究进展

介绍了温室集雨灌溉农业的发展,阐述了温室集雨系统在温室集雨灌溉方面的重要作用,并对日光温室集雨系统中集雨槽和集雨池的研究进展进行了综述,探讨其中存在的问题和发展前景。

日光温室燃池形状和深度的模拟研究

根据目前现有燃池加温系统的结构、材料性质和运作条件,利用ANSYS软件对日光温室燃池辅助加温系统进行有限元分析,模拟T型、圆形、方形的燃池结构,比较3种形状对土壤加温效果,选出最优形状。同时以T型燃池为例,模拟1.2、1.3、1.4m池深,确定燃池的适宜深度。结果表明:在外界条件相同的环境下,具有相同深度、相同池顶面积的圆型燃池对土壤加温效果最好;T型燃池深度1.3m对土壤加温效果最好。通过对燃池深度和形状的分析,可为今后燃池加温系统的设计提供理论依据。

可再生能源在农村建筑中的应用研究

开发利用可再生能源技术,对改善农民居住条件,提高农村建筑的可持续性具有非常重要的理论意义和实践价值。文中阐述了农村建筑具体利用太阳能和生物质能的设计策略和技术措施。

太阳能辅助加温系统对日光温室中茄子生长的影响

针对我国北方地区日光温室冬季农业生产需要辅助加温的问题,设计了太阳能温室辅助加温系统以保证冬季进温室作物的正常生长,并阐述了其工作原理。通过温室内茄子地块分区种植试验,利用PVC水管不同埋深对比,测出地温及茄子生长数据,提出加温系统的设计参数,为研究太阳能辅助加温系统对温室作物生长的影响效果提供依据。

太阳能辅助加温系统在日光温室中的应用

太阳能资源具有其他能源所无法比拟的优点,关于太阳能,有科学家做过估算,其寿命还有大约34亿年的寿命,因此,可以说太阳能是取之不尽、用之不竭的资源。而我国又具有丰富的太阳能资源,具有很好的开发条件和应用价值。文章结合笔者多年工作经验,对太阳能辅助加温系统在日光温室的应用现状进行了整理和总结,希望在今后的应用过程中能够对出现的问题进行相应的改进和完善。

缀铝箔聚苯板空心墙体保温性能理论研究

缀铝箔聚苯板空心墙体是一种新型的保温墙体 ,其采用的铝箔绝热与容积绝热相比具有较好的保温绝热性能。当空气夹层在 2 0～ 10 0 m m时 ,空气夹层内表面温度在 10～ 3 0℃ ,空气夹层两侧温差在 2～ 10℃时 ,空气夹层的平均热绝缘系数在 0 .6～ 0 .7m2 ·℃ /W之间 ,相当于 490 m m砖墙 (热绝缘系数 0 .60 5 m2 ·℃ /W)。厚度为 610 m m的缀铝箔聚苯板空心墙体与相同厚度的砖墙相比 ,传热系数由 1.0 98W/( m2 ·℃ )降到 0 .2 18W/( m2 ·℃ ) ,降低了约 80 % ;缀铝箔聚苯板空心墙体与相同厚度的夹心墙相比 ,传热系数降低了约 13 %。铝箔绝热与容积绝热比较 ,还具有质量小 ;隔汽防潮性能好 ;造价低 ,施工方便等优点。

辽沈Ⅰ型日光温室环境及保温性能试验研究(英文)

东北型节能日光温室——辽沈 I型日光温室在采光设计、保温设计、结构设计等方面性能优越 ,具有较齐备的配套设施。该文通过试验对沈阳农业大学工厂化中心 9#日光温室的温、光、湿等环境及保温性能进行了综合分析。测试分析表明 ,测试期间 ,室内最低温度 8.2℃、最高温度 32 .3℃ ,室内平均温度 15 .0℃ ,室外平均温度 -17.3℃ ,室内外平均温差 32 .3℃ ;土壤 1、3.5、5 0 cm的平均温度基本相同 ,分别为 14 .2、14 .2、14 .8℃。墙体的平均蓄热为 8.35 MJ/(m2· d) ,夜间向室内放热 1.6 9MJ/(m2· d) ,通过墙体向外散失的热量 2 .6 1MJ/(m2· d) ;后坡平均蓄热 3.45 MJ/m2· d,夜间向室内释放的热量较小 ,仅为 0 .0 7MJ/(m2 · d) ,后坡的热损失较大 ,平均 2 .0 4MJ/(m2 · d) ;通过地下 5 cm处土壤热流量分析 ,土壤的平均蓄热 0 .75 MJ/(m2 · d) ,夜间平均释放热量 0 .48MJ/(m2 · d) ;前坡的平均散热量为 7.5 5 MJ/(m2 · d) ,散热量较大。