贫困地区分布式光伏电站并网发电系统应用研究

为充分利用贫困地区空置屋顶及土地资源优势,发展光伏发电产业,降低碳排放,保护环境并改善居民经济状况,本文以某贫困地区安装总容量约为650kWp的分布式光伏电站设计为案例,根据当地太阳能资源和气候条件等情况,选取合适的光伏电池组件和逆变器型号,通过PVsyst软件模拟仿真计算得出光伏阵列最佳安装倾角,由此计算确定光伏阵列的布置间距,最后推算出本案例25年内的发电量,并对环境效益进行评估,为光伏扶贫工作提供借鉴和经验。

深基坑复合型支护结构优化

为研究土岩二元地层区域下深基坑复合型支护结构的支护效果以及最优桩间距问题,以大连地铁5号线虎滩公园站深基坑工程为研究对象,通过Midas GTS软件建立该基坑的数值模型,对比复合型支护结构与“混凝土排桩+内支撑”支护结构下结构内力与变形和基坑周边深层土位移,讨论复合型支护结构在不同桩间距下支护桩的变形及受力。研究结果表明:复合型支护结构能有效减小灌注桩的水平位移与弯矩;基坑竖向位移随开挖深度的增加而增加,复合型支护结构下基坑竖向位移更为连贯且位移较小;随着桩间距的增大,灌注桩和钢管桩的水平位移并不以固定的比例增大,在桩间距为2.6 m时,灌注桩和钢管桩桩身水平位移相对变化量较小、弯矩最小。

空间节省型堰式沉箱波浪反射与结构优化试验研究

为了同时提升消浪效果和节省海岸空间,对低反射防波堤进行改进,提出了一种空间节省型堰式沉箱结构。通过物理模型试验研究了堰式沉箱在规则波作用下的消能机理,然后采用单因子分析法分析了相对淹没深度、波陡和相对波高对反射系数的影响,并且利用SPSS软件对无因次参数进行非线性回归分析得到了反射系数计算公式。结果表明,内堰消浪室可以形成良好的波能耗散机制,随着有效消浪室个数的增多,消浪效果逐渐增强,使得反射系数的最小值和最大值较非透空直立结构分别降低了60%~90%和10%~30%。基于以上研究成果,给出关于特征水位与内堰的相对位置关系的合理建议,并总结了堰式沉箱结构的优化设计要点,对实际工程应用具有一定的指导意义。

钢箱梁建设过程中最优支撑间距设置的研究

钢箱梁建设过程中支撑间距设置的越密,越有利于桥梁结构的内力及线形控制,但是位于长江行洪区的桥梁不可避免的要面临防洪防汛的要求,支撑间距不能设置的过密,为此,本文以长江岸边某环形景观桥为背景,使用Midas Civil软件建立桥梁有限元模型,分析了不同桥跨、不同支撑间距时钢箱梁的结构位移和截面应力,以寻求钢箱梁建设过程中最优化的支撑间距设置。研究发现:支撑间距与钢箱梁的结构位移和截面应力呈正相关;当桥跨较小时可采用一跨跨越的方式进行施工;当桥跨超过47.5 m时,必须增设支撑,以保障钢箱梁结构受力安全性。

空间光学遥感器反射镜柔性支撑的设计

为降低光学遥感器反射镜在复杂且恶劣的空间环境下的面形误差,设计了一种柔性支撑结构,使反射镜在具有良好的热尺寸稳定性的同时结构刚度满足力学要求。针对某长圆形光学反射镜组件,通过设置柔性铰链的厚度、最薄处厚度和柔性铰链圆弧半径3个特征参数,对柔性铰链进行合理的结构设计。采用有限元法对反射镜组件在力热耦合状态下的面形精度和结构强度及结构的动态刚度进行仿真分析,结果表明,反射镜面形PV值由350.08nm降至59.03nm,RMS值由102.67nm降至9.11nm,柔性结构保证了反射镜的热尺寸稳定性,同时满足力学要求。最后,对反射镜组件的力热模拟件进行力学试验,得到的结果显示其3个方向的基频分别达到264Hz,290Hz和320Hz。这些结果表明,该柔性支撑结构设计方案是合理可行的。

不同围压条件下TBM刀具破岩模式的数值研究

为了研究不同围压条件下TBM刀具在掘进施工过程中的破岩机理,基于2-D离散单元法,利用UDEC仿真软件建立了双把TBM刀具侵入岩石的仿真模型。在此基础上设计了一组数值试验,成功地模拟出了不同围压条件以及不同刀间距下岩石裂纹生成,扩展和岩石破碎的全过程。仿真结果表明:TBM刀具作用下岩石存在四种基本的破碎模式,它们的出现与围压以及刀间距有关;破碎模式对刀具的破岩效率,岩石破碎块度均有影响;随着围压的增加,最优刀间距增大,但围压超过一定值后,最优刀间距反而减小。

空间相机外遮光罩结构设计与优化

选择以碳纤维复合材料和钛合金为主要材料设计了某空间相机外遮光罩,介绍了遮光罩的结构特点,探讨了基于有限元法的结构优化设计理论和方法并对该外遮光罩进行了优化。以外遮光罩质量最轻为优化目标,选择遮光罩的径向厚度和光阑厚度为设计变量,以基频和自重变形为约束条件,进行最优化分析。优化结果表明,在保证外遮光罩基频基本不变的情况下,相机外遮光罩的质量由7.2 kg减少到4.4 kg,较优化前减少了38.9%。最后用有限元法对优化结果进行了静力学和动力学校核,结果比较理想,可满足设计要求。

预应力网架和组合网架的分析与研究

分析研究了预应力网架和组合网架的结构性能及其计算方法。对预应力布索方案、预应力对结构的影响、预应力度及设计中的若干问题和指标作了探讨、分析和优化。

寒冷稻作区水稻高产栽培最适密度研究──Ⅰ．不同密度对水稻产量、产量性状及碾米品质的影响

近年来关于水稻最适密度有过许多研究和报道，但就本地区高产水稻栽培最适密度模式的探讨还研究较少。为了探讨本地区水稻高产栽培的最适密度模式，从而为生产上合理密植提供科学依据，应用近代数理统计学方法，进行了藤系１３８为应试品种的不同密度比较试验，提出适应延边地区气候特点和产量水平的最适密度模式。通过整理分析，得出本地区取得公顷９．４２１吨稻谷的最适密度为：１８．７４×１０４苗／１０ａ，密植形式采用２３．１＋９．９ｃｍ４穴正条式小四角，并分析了产量及其因素间的关系。

结合有限元法的空间相机优化设计

优化设计是改进设计的有效方法 ,有限元法是解决分析问题的有力工具。简要阐述了空间光学仪器结合有限元法的优化设计方法 ,并以某空间相机为例详细介绍了系统的结构优化过程 ,验证了其优化后的性能。

基于构型的轮式空间探测机器人创新设计与优化

针对方案性能评价与优化,提出了基于构型的创新设计方法,建立了轮式空间探测机器人的综合评价与优化模型。基于虚拟样机软件ADMAS12·0和控制仿真软件MATLAB6·5开发了轮式空间探测机器人移动性能综合评价与优化软件,从构型创新、构型组装、方案优化三个层次对轮式空间探测机器人机械系统和控制系统进行综合评价与优化,得到多种优化方案及其优化参数。以双曲柄滑块轮式机器人为研究对象,得到了相对较优的设计参数,从而验证了所提出方法的有效性。

机器人机构CAD的研究

机器人机构参数的优化设计是极其复杂的难题，提出用空间模型理论研究这一难题是一个有效的新方法。基于该理论，建立多种典型的并、串联机器人的空间模型，为基于性能评价指标设计机器人机构提供了一种有效而实用的工具，为实现机器人机构的计算机辅助优化设计提供了新的途径，是研究机器人ＣＡＤ新方法的基本理论。

大载荷下空间桁架结构主承力用碳/环氧推力管的重量优化设计

航天发动机推力支架空间桁架结构通常采用金属材料。碳 /环氧复合材料用于这种空间桁架结构的主承力推力管可以显著减轻推力支架的重量。为了节约昂贵的实验费用 ,通常先对支架结构和重量进行优化设计。本文以橡胶芯模辅助RTM工艺制备的碳 /环氧管件为模型建立了某种结构优化后的推力支架空间桁架结构的有限元模型 ,采用大型有限元分析软件ANSYS7.0对推力管的外径、壁厚和重量进行了优化设计 ,得出推力管最佳参数为外径 7.8cm ,壁厚 2 .2 3mm ,总重 11.5 8kg。

围压下掘进机多滚刀顺次破岩机理数值模拟研究

基于统计力学与细观损伤数值模型,运用RFPA2D建立三把滚刀顺次侵入岩石的计算模型,并展开系列数值试验,模拟了岩石在不同围压、不同加刀次序下裂纹萌生、扩展以及破碎的全过程,并从能量的角度出发对刀间距的优化问题展开了探讨。研究结果表明,滚刀相位角的存在对岩石的破碎模式和破碎效率有着重要的影响;滚刀顺次加刀优于同时加刀;围压增大,裂纹向深部扩展能力降低。相同围压下顺次加载时存在最优刀间距。同时加载时,随着围压的增加,最优刀间距逐渐增加。研究结果可为地下工程岩石破碎理论与隧道掘进机刀盘布置提供依据。

巨型柔性Stewart平台解空间、工作空间的研究及悬索张力的优化分析

针对大型射电天文望远镜馈源系统的柔索结构及运动要求，提出了巨型柔性Ｓｔｅｗａｒｔ平台的概念。重点论述了柔性悬索的虚牵问题并给出了判定准则。定义并分析了巨型柔性Ｓｔｅｗａｒｔ平台解空间，指出解空间不为零是动平台能够到达某一位置并保持应有姿态的充分条件。提出了悬索张力优化的均匀原则。定义了巨型柔性Ｓｔｅｗａｒｔ平台的工作空间并应用馈源舱的非线性静力平衡方程研究了相应的算法。不但使馈源系统实现平稳控制成为可能，而且为高精度的大型射电天文望远镜提供了必要的设计参数。

VTI介质频率-空间域准P波正演模拟

本文从VTI介质弹性波波动方程出发,借助VTI介质弹性参数和Thomsen参数,结合Kelvin-Christoffel方程,推导了VTI介质中准P波波动方程,并对VTI介质准P波进行了正演模拟。在正演模拟中,为了克服常规差分算子的数值频散,采用了25点优化差分算子;再依据最优化理论求取的优化系数建立了频率-空间域中准P波波动方程的差分格式;为了消除人为边界反射,根据特征分析方法并利用Kelvin-Christoffel方程,构建了VTI介质中准P波方程在不同边界和角点处的边界条件;再由准P波波动方程和边界条件,通过频率-空间域有限差分法,对准P波在均匀VTI介质、层状VTI介质和凹陷模型中的传播过程进行了数值正演模拟。通过正演模拟,得到了单频波波场、时间切片和共炮点记录,为研究地震成像及反演等提供了依据。

步进梁式加热炉内布料间距的优化研究

采用辐射网络法推导了坯侧热流的有关表达式,分析了布料间距对加热时间以及炉子生产率的影响.在导出相对生产率解析表达式的基础上,采用求相对生产率极值的方法确定炉内坯料最佳间距,方法简单,便于实际应用.与前人的研究相比,本研究解除了料坯表面为黑体表面的假定,所以,导出的表达式更具一般意义.本研究成果对于钢坯或有色金属坯的步进梁式加热炉布料优化操作有参考价值.

马尾松毛虫害天基空间监测技术研究进展

马尾松毛虫是我国危害最严重的森林食叶害虫,具有危害面积大、暴发周期短、成灾极严重的特点,有效地开展马尾松毛虫害监测是开展森防检疫与森林资源持续经营管理的必然要求。空间技术尤其是3S技术的发展为继续推进马尾松毛虫害的卫星遥感监测工作,构建预警体系奠定了重要基础。本文综述了马尾松毛虫害传统监测技术现状以及虫害空间监测技术的研究进展,并在介绍马尾松毛虫害适发因子研究现状的基础上,阐述了马尾松毛虫害在空间监测技术研究、应用方面取得的成果以及存在的问题,同时指出CBERS、HJ-1系列国产卫星数据的诞生为马尾松毛虫害天基空间监测技术的进一步突破带来了新契机。

带式输送机托辊间距优化设计

分析了托辊间距对托辊使用寿命、输送带挠度、运行阻力以及投资费用的影响,探讨了托辊间距与带式输送机的无共振设计问题,提出静态设计与动态设计中确定托辊间距应考虑的因素,为托辊间距的选择和优化设计提供了理论依据。

空间光学仪器结构件的动态特性分析及优化

利用ＣＡＥ的建模及仿真手段对空间光学仪器结构进行了动态特性分析、发射运载过程及空间环境激励响应的仿真，并对方案进行可行性研究。利用有限元法与优化方法相结合的手段进行了可行方案的优化设计，为解决在空间光学仪器的设计过程中如何针对环境条件合理选择设计参数提供了积极的、有价值的参考。