断点回归方法及应用实现

目的完整、系统介绍断点回归设计(RDD)原理及统计方法,为其在公共卫生领域应用提供参考。方法在介绍断点回归设计原理基础上,用室内甲醛干预的实例演示了利用Stata软件实现断点回归统计方法的过程,介绍和比较属于参数法的多项式回归和属于非参数法的局部线性回归的分析方法和结果。结果RDD是一种准实验设计,对研究对象没有随机分组,而是选择一个与干预措施有关的变量,根据该变量的取值选择切点划分干预组和对照组。RDD在内部有效性方面优于其他准实验设计,但外部有效性受到一定限制。基于观察性资料的RDD不仅可控制可观测的混杂因素,还可控制无法观测的混杂因素,也更符合伦理道德。在本文实例中,多项式回归和局部线性回归两种分析方法的结果基本一致。结论RDD在公共卫生领域的真实世界研究中有广阔的应用前景,为科学评估干预政策和提供高质量决策依据提供新的思路和方法。

基于准静态法的船体梁极限强度试验设计方法

为了应对采用传统试验法求解船体梁极限强度问题时存在的成本较高的情况,有必要在开展试验之前进行预设计。针对船体梁极限强度试验预设计问题,采用四点弯曲理论对船体梁极限强度开展试验设计,给出具体的试验工装设计方案和加载方案,并采用准静态法分析该方案在中拱状态下的极限强度。将采用该方法所得计算结果与理想状态下的数值计算结果相对比对比,结果发现误差仅为0.08%,表明该试验设计方案可靠、可行。研究结果可为船体梁极限强度试验的开展提供参考。

国内外建筑围护结构风荷载规范对比研究

针对围护结构设计风荷载,分析了如下风荷载规范中的相关规定:中国GB 50009—2012、中国JGJ/T 481—2019、美国ASCE/SEI 7⁃16、日本AIJ⁃2015、澳大利亚/新西兰AS/NZS 1170.2:2021、欧洲BS EN 1991⁃1⁃4:2005、加拿大NBCC 2015。分析结果表明,国内外围护结构风荷载规范的理论基础主要包括准定常理论和风压极值理论,均将设计风荷载表示成设计风速与设计风压系数的乘积;设计风速的确定需要考虑地貌、局部地形、季节、风向、相邻建筑干扰等因素的影响,各国规范对这些因素考虑的详尽程度不一;设计风压系数则需要考虑来流湍流和特征湍流共同作用下风压的时间随机性和空间分布不均匀性、不同方向来流时建筑表面风压的差异性、建筑表面风压相关性等因素,各国规范均通过风压分区和面积折减较好地考虑了这些因素,不同之处在于不同规范所涵盖的建筑体型、考虑建筑几何参数影响的风压分区结果及面积折减的特征有所区别。

基于阿贝尔群上的差分集构造LDPC码

本文给出了区组长度为3、4和5的平衡不完全区组设计,将设计的关联矩阵作为校验矩阵,从而构造出3种低密度奇偶校验码(LDPC,low-density parity-check code)。由于这些校验矩阵是准循环矩阵,所以构造的码是拟循环LDPC码(QC-LDPC,quasi-cyclic LDPC)。计算码的相关参数,并针对具体的例子通过与类随机码的译码性能进行分析比较,结果显示,所构造的码具有较好的性能。

瓦楞纸板方管柱力学性能与压溃模式研究

目的研究不同构造瓦楞纸板方管柱在准静态轴向荷载作用下的力学性能和破坏模式,获得综合性能最优构造方案。方法通过改变瓦楞纸板方管柱构造方向和层数,设计制作4种构造形式的瓦楞纸板方管柱,通过开展轴向荷载作用下的静载荷试验,系统研究典型构造瓦楞纸板方管柱的力学性能和破坏模式。结果获得了4种构造形式瓦楞纸板方管柱载荷-位移曲线、分阶段变形破坏形态和试验关键参数。竖向瓦楞纸板方管柱呈现2种变形模式,平台阶段为体现瓦楞板叠层压缩小变形特征的塑性坍塌渐进屈曲模式,压溃阶段为体现薄壁管凹凸大变形特征的塑性坍塌渐进屈曲模式,破坏阶段呈现明显的脆性特征。横向瓦楞管柱呈现稳定的锯齿形塑性坍塌渐进屈曲模式。双层瓦楞管柱在压缩过程中会发生相互作用,脆性破坏特征减弱。外横内竖瓦楞管柱构件整体压溃模式稳定,呈现塑性破坏特征。结论瓦楞纸板方管柱的力学性能和破坏模式与构造形式有关,外横内竖瓦楞纸板方管柱融入了约束设计和导向设计理念,其力学性能优越。

准领属构式的实现机制

以往研究多从生成的角度讨论准定语问题,本文认为,准定语并不需要经过移位或糅合等句法操作程序生成,而是直接在领属结构形式“N_(1)的N_(2)”的基础上实现。其实现条件和机制为:当N_(2)为实体名词时结构存在实现准领属关系的可能,但需要“压制”机制同时起作用,即抑制N_(2)的实体意义而凸显其属性意义,其途径是转指;而构式压制的方式是通过一系列去及物化操作使N_(2)表现为无指,从而准领属构式得以形成。

PSCAD的发电机准同期并列综合实验设计

针对电力系统自动化实验教学中存在的不足,设计了同步发电机准同期并列综合实验。实验模型采用PSCAD/EMTDC,建立了包含发电机及并网系统、原动机及其调速器、励磁系统、准同期并列控制单元、电压向量的动态显示等关键部件。依托实验模型设计了循序渐进的教学实验项目,主要有机组启动与并网的验证性实验、不同并列条件影响的分析性实验、频率差和电压差调节的设计性实验。该实验将电路、电机学、自动控制理论、电力系统分析等多门专业核心课程贯穿起来,提升了学生综合运用知识解决复杂工程问题的能力。

高强韧仿生螺旋复合材料超结构设计与分析

随着人类航天活动的日益频繁,轨道空间环境不断恶化,提升航天器结构强度和韧性具有重要的现实意义.该文设计了具有中面对称特性的高强韧仿生螺旋复合材料超结构,开发了相应的热压制备工艺.通过准静态压痕性能测试,以荷载⁃位移曲线、峰值力、失效位移、刚度与能量吸收为关键力学指标,分别在37层与73层下对正交、准各向同性以及5°,10°,20°螺旋铺层的碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)超结构进行了性能表征,并分析了破坏模式与失效机理.研究结果表明:相较于传统铺层方法,采用对称螺旋铺层方式能够有效减小层间应力,显著提升超结构的准静态压痕性能;尤其是当螺旋角设定为10°时,超结构在峰值载荷和能量吸收方面得到了卓越的性能提升.该研究成果不仅为航天领域内高性能复合材料超结构的设计与制造提供了理论支持,同时也为其实际应用奠定了实践基础.

类贯流式水轮机水力设计与数值模拟

针对某工程实例水头变化大,生态流量小的问题,应用流体机械设计理论和计算流体动力学(CFD)数值模拟计算方法,设计了一种适用于低水头的变速类贯流式水轮机,基于RNGκ-ε湍流模型,对该水轮机全流道进行三维定常数值模拟,得到了各部件流场的压力、速度和速度矢量变化规律,发现内部流态良好,水力损失均较小,机组效率高达94.71%,符合设计要求。采用变转速运行,能够适应较宽的水头变化,在偏离设计工况运行时,效率依然能维持在94%以上,具有很高的工程应用价值。

钢管混凝土在陡坡地形上桥梁矮柱抗震设计中的应用研究

在地震作用下,位于陡坡地形上的传统钢筋混凝土低矮墩柱常常由于延性不足而发生脆性剪切破坏。为提高低矮墩柱在陡坡地形环境下的抗震性能,提出在桥梁矮柱抗震设计中采用钢管混凝土结构来代替传统的钢筋混凝土结构。为探究该种结构的应用可行性,本文以一座桥址位于山区陡坡环境的拟建机场高架桥作为工程背景,利用有限元软件ABAQUS建立应用钢管混凝土墩柱后的桥梁结构有限元模型,进行地震响应分析,并结合拟静力试验研究钢管混凝土墩柱的抗震性能。结果表明,在E2地震作用下,桥梁结构中各钢管混凝土墩柱中钢管均处于弹性工作状态且未出现局部变形,管内混凝土最大压应力均未达到极限压应力,墩柱局部地震损伤处于可修状态;钢管混凝土墩柱在试验中表现出较好的耗能能力、刚度及延性,结构适合桥梁矮柱抗震设计应用。

基于准对称性的超宽带八端口和差器设计

和差器在雷达领域具有广泛的应用。文中首先对八端口和差器的工作原理进行了介绍,同时提出了端口准对称性的新概念,并进行了理论分析和论证。在端口准对称性的基础上提出一种超宽带八端口和差器的整体设计方案,使多个设计参数简化为一个设计参数,极大地简化了八端口和差器的设计。实际加工了一款基于双面平行带线的超宽带八端口和差器,中心频率为3 GHz,工作频率为1.5 GHz~4.5 GHz(-10 dB以下),相对带宽为100%,相位误差在±4°以内。测试结果与仿真结果和理论分析结果相符,验证了所提理论的正确性。

基于射线追踪的微波成像诊断极向位置修正

在微波成像诊断准光学设计中对等离子体介质对成像位置的影响进行了研究。采用射线追踪方法,在J-TEXT实验参数条件下,基于冷等离子体近似的色散关系,求解了电子回旋辐射成像(ECEI)诊断的极向成像位置。对比分析了射线追踪相较于传统准光学成像的成像位置的修正效果,发现聚焦位置位于高场侧和高密度等离子体情况下,实际观测位置与准光学设计位置有较大偏差。该修正提高了诊断数据测量的可靠性,优化了微波诊断信号分析。

基于QROGI的永磁同步风力发电机定子电流谐波抑制方法

针对永磁同步风力发电机驱动系统中定子电流谐波的问题,提出一种基于准降阶广义积分器(QROGI)的电流谐波抑制方法。将QROGI控制器引入电机控制电流环,利用QROGI控制器在设定交流频率处的高增益以抑制谐波电流;针对旋转坐标系下谐波电流分量在交直轴上表征为交流量,通过在电流内环叠加QROGI控制器实现对谐波电流的控制;对叠加QROGI的电流环控制器进行详细理论分析,对电流环控制器参数进行设计,给出详细的分析过程及控制器参数定量计算方法。最后通过搭建半实物实验平台验证了所提方法能够对永磁同步风力发电机定子谐波电流进行有效抑制。

Kagome点阵结构参数对其压缩特性的影响及轻质化设计

为研究三杆支撑(Kagome)结构的压缩性能并对其进行轻质化设计,通过改变胞元的结构参数,建立了12种不同胞元相对密度的Kagome多层点阵结构模型,利用压缩试验和模拟仿真对其进行准静态压缩力学性能分析。研究发现在胞元高度一定时,支撑杆倾角和截面直径的增大均会提高Kagome多层点阵结构的抗压缩性能,且倾角大小对结构整体最大等效平压强度的影响要大于杆直径的影响。胞元相对密度从16.6%提高到60.7%,整体等效平压模量提高了5.54倍,最大等效平压强度提高了4.52倍,模拟仿真结果和试验结果具有一致性。此外,对Kagome加固点阵结构进行轻质化设计,整体质量直接减少了16.3%,压缩仿真结果表明,轻质化设计小幅提升了点阵结构在压缩坍塌失效之前的整体等效平压模量、最大等效平压强度、相对比强度、比刚度和等参数。

涡轮叶片寿命可靠性优化的类序列解耦法

针对含气膜孔冷却涡轮叶片多模式寿命可靠性优化设计效率与精度兼顾困难的问题,提出了基于自适应克里金代理模型的类序列解耦可靠性优化方法。该方法中,可靠性约束里的极限状态面代理模型构建过程会随着设计参数的搜索迭代而实时更新,并严格保证每个优化步下的代理精度和可行域判断的准确性,因此收敛快、稳健性强。代理模型在扩展空间中协作代理并共用训练样本点,实时自学习训练目标函数和约束函数的代理模型至收敛,在保证代理精度的同时显著提高优化效率。此外,基于所提方法开发了一体化、自动化的寿命可靠性优化集成仿真软件,并完成了涡轮叶片寿命可靠性优化设计的工程化验证,该结果验证了所提方法的高效性及工程适应性。

不平衡电网下Vienna整流器控制策略研究

Vienna整流器结构简单,功率密度高,被广泛应用于航空电源、电动汽车充电系统等工业应用中。不平衡电网下Vienna整流器通过准比例谐振(quasi-proportional resonance,QPR)控制器可以在静止坐标系下跟踪参考电流实现零稳态误差控制。基于QPR控制器的电流控制回路结构相对简单,但是其参数设计较为复杂。为解决这一问题,提出一种简易的QPR控制器参数设计方法,并验证系统稳定性。最后,在Vienna整流器实验平台上验证所提策略的有效性。

长期拟周期近直线晕轨道高效设计方法

面向未来近月空间站部署需求,提出了一种三级修正的长期拟周期近直线晕轨道(NRHO)设计方法。首先,设计了新的离散点选取策略,降低了对参数敏感区域的打靶需求,提高了多点打靶法计算多圈次拟周期NRHO的收敛性能。然后,基于NRHO的对称特性,给出了初始拟周期NRHO圈次延续方法和滚动时域长期拟周期NRHO生成方法,根据拟周期NRHO近月点半径设计了修正策略。使用不同的NRHO进行仿真实验,生成了维持500圈约10年的长期拟周期NRHO。仿真结果表明本方法提高了收敛效率,且能有效生成地月空间长期拟周期NRHO。

超紧凑型红外折反式光学系统设计

提出一种超紧凑型折反式红外光学系统设计方法,即系统的主、次镜均采用金属镜,后组采用红外透射材料,实现了总长/焦距比为0.55。在设计中重点分析系统的温度效应,并采取针对性设计,以达到准无热化设计的目的。同时对系统进行杂光分析,给出杂光抑制方案,并使用杂光分析软件对系统进行分析。结果表明:系统像面杂散辐射在0.5%以内,光学材料与结构材料的热胀系数配合得当,系统的热效应很好。

水权准市场交易模型及市场均衡分析

本文将水权的水量权和污染权有机结合,提出建立一种“准市场”的水权交易模型。始终把保障河道内流量需求和保证水质作为环境约束条件,把水质影响集成到水量配置中,结合政府管制与市场机制两种配置方式的优势,建立了兼顾两种水权的准市场交易模型。通过解决最优控制问题研究了中国水权交易市场均衡问题,求解得出水市场均衡Nash解,发现负外部性随自变量线性变化,邻近水用户之间的外部效应是递增的,而且越到下游地区越明显;也发现了交易成本是决定水权交易市场效率的最重要的因素;最后,得出了一些对于中国水权准市场交易有意义的启示。

基于动载试验荷载效率的简支梁桥冲击系数研究

为对中小跨径简支梁桥冲击系数进行评价,建立轻荷载作用与等效设计荷载作用下冲击系数的关系。采用五自由度三轴平面车辆模型,以标准跨径的简支小箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合振动方程,采用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真求解。通过荷载等效原理,将设计荷载的车道荷载还原为等效的多辆重车荷载,进行准设计状态分析;基于动载试验荷载效率研究单辆车作用下各片主梁冲击系数的变化规律,对比分析不同因素对冲击系数的影响规律;最后提出基于动载试验荷载效率的轻荷载冲击系数修正方法。结果表明:现行规范取值的冲击系数偏不安全,但在桥面状况良好和低速行驶时安全性较高;冲击系数随动载试验荷载效率增大而减小,通过轻荷载所得的冲击系数直接与规范值对比没有实际意义;轻荷载的冲击系数经过修正后可还原为准设计状态下冲击系数。研究结论可为中小跨径桥梁设计提供参考,同时为桥梁动载试验的评价方法提供依据。