采用有限推力的火星捕获制动策略

针对火星探测的捕获制动问题,建立了描述推力沿速度反方向、推力方向固定和推力匀速转动3种制动策略的有限推力模型。以消耗的燃料质量和入轨近火点的高度误差为双目标,利用多目标粒子群算法优化控制参数,得到多目标问题的Pareto非劣解集和Pareto前沿。仿真校验时采用均匀设计法初始化种群,发现推力沿速度反方向时捕获效率最高;方向固定时近火点高度误差小;推力匀速转动会抬升近火点高度,但推力方向与速度反方向夹角小,燃料消耗较少。推力方向匀速转动的策略可以作为优先选用的策略,当出现故障需紧急制动时可启用推力沿速度反方向策略,控制探测器先被火星捕获。仿真表明双目标优化可比燃料最优的单目标提供更全面的决策信息,有助于确定设计方案。

开级配大粒径沥青碎石防裂层沥青路面交通荷载应力数值分析

针对半刚性基层沥青路面、旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构以及刚性基层沥青路面共同存在的沥青面层反射裂缝1＇7题，提出采用开级配大粒径沥青碎石（Opengraded Large StoneAsphalt Mixes，OLSM）作为防裂层。采用三维有限元法，在OLSM一25防裂层的交通荷载应力影响规律分析的基础上，结合均匀设计、回归分析和退筛法，提出OLSM一25防裂层的交通荷载应力实用计算公式，为OLSM一25防裂层沥青路面结构设计提供理论依据。

基于均匀设计法的涡轮叶栅水滴型前缘修型结构的数值优化研究

为了最大程度地降低端区二次流对涡轮叶栅带来的流动损失,对某典型低压涡轮叶栅引入水滴型前缘修型结构并进行设计参数优化。首先使用控制变量法研究单一设计参数变化对流动控制效果的影响;然后基于均匀设计法,对不同设计参数组合的水滴型前缘修型结构的流动控制效果进行数值模拟,获取控制端区二次流最优的设计方案。结果表明:控制变量优化下的最佳设计方案可以使总压损失降低6.1%;均匀设计优化下的最佳设计方案可以使总压损失降低8.61%。与控制变量法相比,均匀设计法得到的水滴型前缘修型优化结构能够更大程度地降低前缘马蹄涡强度,延后通道涡到达吸力面的位置,减小通道涡对主流的影响范围,进而从流动机理层面证实了均匀设计法优化水滴型前缘修型的可行性。

工业过程液压系统锥阀结构优化设计

为了优化溢流阀锥阀结构力学性能,提升锥阀工作的可靠性。首先,根据工业过程中锥阀性能的设计要求,分析了原结构参数紫铜阀芯的力学性能。其次,采用控制变量法,研究了单个结构参数对阀芯力学性能的影响特点。然后,针对阀芯锥角、阀座流道和阀座倒角结构,建立了参数化力学仿真模型,借助力学模拟、试验设计和数据处理等技术,以二阶响应面函数描述了多指标优化目标与结构参数之间的响应模型。最后,对系统结构响应模型进行了优化求解,并对优化效果进行了评估分析。结果表明,原结构参数的紫铜阀芯不满足力学设计要求,均匀设计试验法优化方案的优化效果良好,能够大幅提升锥阀芯工作的可靠性。

人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白在大肠杆菌中的自诱导表达优化

考察了在大肠杆菌中自诱导表达人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白的可行性,并对自诱导培养条件及培养基成分进行优化,以提高蛋白产量。实验结果表明,最优培养基成分为蛋白胨19.17g/L,酵母膏9.59g/L,Na2HPO45.72g/L,KH2PO45.48g/L,(NH4)2SO42.66g/L,NaCl3.33g/L,甘油2%(V/V),葡萄糖0.68g/L,乳糖6.33g/L,MgSO40.24g/L。在温度33°C、接种量1%、pH7、装瓶量20mL/100mL培养条件下,用该最优培养基自诱导表达人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白的产量可达348.6mg/L。