剖面风速下雨场分布特性及海洋平台雨载荷计算研究

海上浮式结构物不断向大型化发展,极端环境中大型海上浮式结构物的雨载荷已成为设计人员关注的焦点问题之一。本文基于离散粒子模型,开展风驱雨场运动预报,量化雨场空间特征参数分布规律;推导结构雨载荷的计算公式,完成海洋平台不同风速和降雨强度组合工况下雨载荷的预报。研究表明:采用DNV风剖面和Davenport风谱作用下的海洋平台雨载荷服从Gamma分布;相较于平均风载荷,当降雨强度R=800 mm/h时,雨载荷三一值占比为5.07%,最大值占比为8.87%;当降雨强度R=20 mm/h,雨载荷三一值占比为0.36%,最大值占比为0.6%。本文研究成果可为海上结构物及其系泊系统设计提供指导。

基于分布式滑模控制的微电网二级电压控制策略

微电网是由分布式电源(DG)、负荷、储能和控制装置等构成的可控系统,能够充分高效地利用分布式能源资源。提出了一种基于分布式滑模控制的微电网二级电压滑模控制方法,基于图论和多智能体系统原理设计了分布式滑模控制器,该滑模控制器通过通信网络获取与其相邻分布式电源的电压信息,并利用Pade近似方法对通信网络中所产生的时间延迟进行补偿。在MATLAB/Simulink平台中对该控制方法进行仿真,验证了所提出二级电压控制策略的有效性。

炭材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的研究进展

利用可再生能源(太阳能、风能)发电进行电解水制氢是获取“绿氢”的必经之路。然而,目前电解水制氢仍面临电解效率低和能耗高的巨大挑战。通过将电解水体系与热力学上更有利的有机氧化反应耦合是解决上述问题的重要途径,在有效提升阴极产氢效率的同时还可以在阳极获得高附加值化学品(用于进一步分摊并降低制氢成本)。这一新兴领域的发展关键在于制备具有高选择性和高稳定性的催化材料。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率高等优点,在高性能有机电氧化和电解水析氢催化剂方面引起了科研人员的广泛关注。本研究总结了碳基材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的最新研究进展,并讨论了该材料在这一新兴电催化领域的发展前景和面临挑战,以推进新型炭材料的发展。

基于B样条的螺旋桨桨叶参数化及曲面生成

为了提高螺旋桨优化过程中桨叶的参数化灵活性和建模效率,开展基于B样条方法的螺旋桨桨叶参数化及曲面生成研究。基于B样条曲线方法,采用最小二乘法对不同半径处的叶切面型值点进行拟合,并利用比例、偏移、坐标转换等方法,实现了桨叶叶切面和外形轮廓的参数化;基于B样条曲面方法,高效生成螺旋桨叶面、叶背、叶根和叶顶曲面;基于Python语言完成相关程序编写,并给出程序的UML类图。最终,通过对螺旋桨实例进行对比分析,证明螺旋桨桨叶参数化的灵活性和桨叶曲面生成的高效性。

兼顾电缆线路效率和可靠性的载流量动态阈值研究

针对当前配电网电缆为了运行可靠性,多采用较低载流量的固定阈值方法,电缆利用率低的问题,本文提出了一种载流量动态阈值的方法。该方法从理论上研究电缆线路载流量与导体温度的关系,通过实际运行的电缆工程的实测数据量化电缆载流量与导体温度的函数关系,并测定电缆线路的基准阈值,以此实现线路的阈值动态化计算。算法应用于智能电缆测控系统的动态阈值监测功能模块,线路所得实际运行数据验证了本方法的有效性。

调谐多液柱阻尼器对浮式风机基础的减摇特性研究

建立调谐多液柱阻尼器(TLMCD)与浮式基础的缩尺模型,在水池内开展试验,研究规则波激励下TLMCD对浮式基础纵摇运动响应的控制效果;同时利用OpenFOAM建立数值模型并进行验证,从流场、水动力载荷、浮体运动姿态和阻尼力做功等方面,分析TLMCD与浮式基础耦合的作用机理。结果表明:TLMCD在共振激励下的减摇效果最佳,2%质量比的液体可以降低浮体在共振激励下最大纵摇响应的10.84%~18.53%,在0.9<T/T0<1.1范围内TLMCD能实现至少7.32%以上的减摇效果;共振条件下液舱晃荡产生的水动力做正功的时间占比为89.52%,液柱内液体的晃荡周期性为浮体提供反向的阻尼力矩。

仿蟹滑翔机器人与螺旋桨耦合作用下自航性能研究

针对一种新型仿蟹滑翔机器人,以提高其机动性为目的进行研究。选用合适的螺旋桨,基于粘性流体理论,利用计算流体软件Fine/Marine开展螺旋桨敞水性能计算,将滑移网格法与多计算域法有效结合,研究仿蟹滑翔机器人与螺旋桨耦合作用下的自航性能进行研究,对其直航运动;预报加速到定常运动的整个过程。为仿蟹滑翔机器人设计提供理论依据。

An Efficient Optimization Design Framework for Low-Resistance Shape of Bionic Amphibious Robot

To realize the low-resistance shape optimization design of amphibious robots,an efficient optimization design framework is proposed to improve the geometric deformation flexibility and optimization efficiency.In the proposed framework,the free-form deformation parametric model of the flat slender body is established and an analytical calculation method for the height constraints is derived.CFD method is introduced to carry out the high-precision resistance calculation and a constrained Kriging-based optimization method is built to improve the optimization efficiency by circularly infilling the new sample points which satisfying the constraints.Finally,the shape of an amphibious robot example is optimized to get the low-resistance shape and the results demonstrate that the presented optimization design framework has the advantages of simplicity,flexibility and high efficiency.

基于RoBERTa和位置特征的多注意力方面级情感分析

面向方面的情感分析是一种细粒度的情感分析,目的是识别句子中特定方面的情感极性。现有模型中存在句子和方面语义丢失以及语义提取不充分的问题,并且忽略句子中的上下文信息和方面术语的位置关系,导致情感极性识别准确率下降。因此,提出了基于RoBERTa和位置特征的多注意力方面级情感分析模型用于面向方面级别的情感分类。为验证模型的有效性,在SemEval2014餐厅14、SemEval2014笔记本电脑14、SemEval2015餐厅15、SemEval2016餐厅16数据集中进行了大量的实验,结果表明所提出模型的准确率和F 1高于比较的基准模型。

改进面向对象的Ka波段SAR影像分类研究

Ka波段波长为9 mm,由于其波长较短,因此成像过程中能够获取长波段无法获取的丰富的纹理信息。然而由于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像只有单一波段,因此一般的分类方法不适用于SAR影像。本文采用改进面向对象的分类方法对Ka波段SAR影像进行分类实验。实验过程中,首先利用Lee滤波对影像进行降噪处理。然后分别利用多尺度分割算法和Fullλ-Schedule算法对影像进行分割和合并处理。基于上述分割和合并的结果,结合可见光数据和实际踏勘数据训练像素样本。最后,论文采用改进分类器动态选择法进行了决策级融合,获取得到最终分类结果。论文利用陕西阎良地区的机载Ka波段数据进行了分类实验,并且结合“资源三号”多光谱数据以及野外调研数据对分类结果进行精度评价。实验表明,使用内符合精度进行评判时,采用改进面向对象分类方法的Ka波段SAR影像分类精度可以达到94.81%,光学影像的分类精度可以达到94.89%。使用外符合精度进行评判时,Ka波段SAR影像的分类精度可以达到97.52%,光学影像的分类精度可以达到97.03%。综上所述,改进面向对象的分类方法可用于Ka波段SAR影像分类,并具有良好的应用前景。

优质水稻骨干品种五山丝苗的选育及应用

五山丝苗是广东省农业科学院水稻研究所育成的优质水稻品种,分别通过了广东、陕西、四川、安徽4省品种审定和广西、江西、湖北、湖南、河南5省(区)引种备案,至2020年全国已累计推广53.13万hm2。五山丝苗(R534)还是一个优异的恢复系,至2022年全国多个单位利用五山丝苗共配组杂交稻58个组合,108个(次)通过省级以上品种审定,其中国家审定57个(次),晶两优534、隆两优534、荃优丝苗、荃两优丝苗等在全国大面积推广种植。

精轧螺纹钢混凝土柱抗震性能理论与数值模拟

为了提出一种混凝土柱的抗震性能计算方法并研究精轧螺纹钢(prestressing-screw bars,PSB)混凝土柱的抗震性能,基于截面分割法理论,采用MATLAB软件开发了PSB筋材混凝土柱抗震性能计算程序。之后对9个PSB筋材混凝土方柱进行了低周反复荷载作用下的数值模拟。研究PSB筋材混凝土柱抗震性能随着PSB筋材配筋率、混凝土强度和轴压比改变时的变化规律。结果表明:提高PSB配筋率或混凝土强度时,承载力和耗能能力会随之提高;模型S1-1.29相较于S1-0.64承载力提高了37.6%,在5.0%位移角下的累积耗能提高了45.7%;模型S2-60相较于S2-40承载力提高了18.2%,在5.0%位移角下的累积耗能提高了13.8%;增大轴压比时,耗能能力提高,峰值荷载变化不大,峰值荷载对应的位移角减小;轴压比较大时,模型在达到峰值荷载后的水平承载力退化速度加快。

滑落式救生艇入水砰击数值预报研究

为突破滑落式救生艇及其相关系统设计的关键瓶颈技术,本文基于RANS方程的粘流场求解和重叠网格技术建立滑落式救生艇抛落入水运动数值计算模型;定量地分析入水速度、入水角度对救生艇入水砰击载荷峰值的影响特性,探究艇体表面所受最大砰击压力载荷分布规律;同时,基于入水砰击理论,求解不同入水速度、入水角度下最大砰击力系数,揭示最大砰击力系数沿船长分布特性。研究结果可为艇体结构设计提供指导,并为救生艇操纵模拟训练系统提供可靠的理论和技术支撑。

基于双核AM2732芯片的分布式小水电控制器设计

在构建新型电力系统背景下,传统的分散式小水电控制器难以满足分布式小水电的建设需求。本文设计了一款基于ARM+DSP双核异构芯片AM2732的分布式小水电控制器,利用ARM实现小水电控制管理、快速的网络传输和传输信息的完整性认证,利用DSP实现小水电数据采集和分析处理。阐述了分布式小水电控制器总体设计以及软硬件结构,并重点描述了双核信息交互、基于国密算法的远程通信完整性认证两项关键技术。现场应用表明,所设计的控制器不仅具有良好的小水电调控和通信功能,而且还可以支撑分布式小水电微电网的发展需求。

一种求解一般性多学科优化问题的分布式分解方法

为了求解大规模多学科优化设计问题,目前已有多种分布式多学科优化方法被提出,但这些优化方法数值收敛困难,或局限于拟可分多学科设计优化问题,不适用于具有全局约束和全局目标的一般性多学科优化问题。为此本文提出一种分布式分解优化方法,其主要思想是通过两层分解策略,将一般性多学科优化问题分解为一个系统级问题和多个并行子优化问题,并证明该方法的最优解收敛于一般性多学科优化问题的Karush-Kuhn-Tucker点。最后,通过两个典型多学科优化算例对所提方法进行测试验证。结果表明该方法是一种具有良好收敛性能、竞争力强的分布式多学科优化方法。

基于CFD的水下滑翔机水动力导数计算

水动力导数求解是进行水下滑翔机操纵性能分析的基础,为了快速预报水下滑翔机的操纵性能,开展基于CFD方法的水下滑翔机水动力导数计算研究。选用约束模型试验作为水动力导数求解方法,并给出其CFD数值模拟方法;以SUBOFF潜艇模型为例,进行约束模型试验的CFD数值仿真和水动力导数计算。计算结果表明,CFD数值模拟方法可用于水下潜器的水动力导数计算。采用CFD方法对水下滑翔机的斜航试验、纯横荡和纯首摇运动进行数值模拟,并利用最小二乘法拟合仿真数据得到水下滑翔机的水动力导数,为操纵性能分析提供支撑。

浅水环境下超大型油轮斜航水动力性能研究

针对超大型油轮在浅水环境下斜航运动问题进行研究,以提高船舶靠泊操纵性与性能优化。在验证数值方法的基础上,模拟超大型油轮在不同水深环境下以不同漂角低速靠泊航行的运动,对比分析无限水深和浅水水深环境中船体受到的阻力、横向力和转首力矩系数的变化,以及不同船速不同漂角下的船舶操纵水动力系数的特性,得到水动力系数随着水深和漂角的变化规律。研究结果表明,船舶水动力系数随着水深的减少而增大,且在低速情况下,漂角会使得浅水现象更加显著。

基于YOLOv3的扶梯缺陷图像识别研究与应用

针对自动扶梯缺陷检测目前主要依靠人工目测,无法及时准确地发现缺陷问题,提出一种基于深度学习的图像识别方法来进行自动扶梯梯级缺陷识别。首先建立梯级缺陷样本库,使用YOLOv3算法进行模型搭建,并经过训练、调参后获得最优模型,模型在验证集上的精度达到99%以上,并在手机端进行部署,最后经过验证,模型可以准确识别缺陷。

精细时程积分法及其数值衍生格式应用评估

旋翼气动弹性耦合动力学方程本质上是一组刚性比较大的非线性偏微分方程。在有限元结构离散后,可改写为非齐次微分方程组,其中非齐次项是桨叶运动量(位移与速度)和气动载荷的函数。针对这类方程,本文尝试引入精细积分法及其衍生格式,借助数值方法计算Duhamel积分项。从积分精度与数值稳定性方面比较研究具有代表性的精细库塔法和高精度直接积分法。结合隐式积分算法,评估精细积分法应用于旋翼动力学方程的可行性。算例表明,精细积分法对矩形直桨叶动力学方程具有足够的求解精度。

适应新工科发展的产业实验教学方法研究

实验教学作为沟通大学理论知识与动手实践、生产应用的桥梁,在促进新工科发展中起着关键作用,但面临着教学实践场所、设备匮乏等一系列问题。本文首先分析了新工科背景下实验教学面临的挑战,提出了产业实验教学的新思路。并以我校电气学科为例,阐述了产业实验教学特点。最后以电力系统综合实验为例,具体构建了符合新工科要求的电力系统产业实验教学方法。