论企业给排水工程的全局设计

随着科学技术的发展,企业生产的竞争日趋激烈,对给排水工程的设计已除了要求有可靠的系统,还需要整个工业生产用水有一个整体的全局概念。这就必须对给排水工程的原有设计方法和程序思路有一个较大的改变,以全局的理念贯穿设计整个过程,才可以确保企业用水是一个安全经济的系统工程。

光伏发电系统的小信号建模及其控制器参数的全局优化设计方法

研究光伏发电系统的暂态稳定性有利于认识太阳能发电与电力系统之间的交互式影响规律。在充分考虑光伏发电系统中各重要环节的详细模型的基础之上,建立了适用于暂态稳定分析的全系统小信号模型,并据此分析了光伏发电系统的小干扰稳定性和低频振荡特性。研究结果表明:光伏逆变器的电压外环以及有功电流内环对系统的特征值影响较显著且较全面,对系统的稳定性影响较大。电压外环的积分系数以及有功电流内环的比例系数过大均可能会对电力系统阻尼产生负面影响,甚至改变光伏发电系统的阻尼性质。最后提出了一种提高系统稳定性的控制器参数全局优化设计方法,为科学合理地设计控制器参数提供了方法支撑。

基于免疫遗传算法的智能化电磁电器全局优化设计

文章用一种免疫遗传算法(ImmuneGeneticAlgorithm,简称IGA)对智能化电磁电器进行结构及控制参数优化设计。该算法在保留基本遗传算法(SimpleGeneticAlgorithm,简称SGA)随机全局搜索能力的基础上,引进了生物免疫系统中的抗原记忆、抗体促进与抑制、抗体多样性保持等机制。实验结果表明,基于免疫原理的遗传算法可有效改善基本遗传算法未成熟收敛等缺陷,提高全局搜索的效率及能力,在智能化电磁电器全局优化设计中取得了满意的结果。

齿轮类零件整数全局优化设计系统开发

采用整数全局优化设计方法对齿轮类零件进行优化设计计算 ,根据得到的设计结果计算出齿轮各部分的结构尺寸 ,绘制出齿轮零件工作图。实现了整数全局优化设计与参数化绘图的一体化。

排汽缸全局气动优化及设计知识挖掘方法

为了提高排汽缸的气动性能,探索排汽缸的设计规律,耦合基于子元模型的全局优化算法、三阶贝塞尔曲线的三维排汽缸参数化方法、RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程求解方法与基于总变差分析的数据挖掘技术,提出了健壮高效的排汽缸设计优化与知识挖掘方法。在考虑末级叶片和排汽缸之间相互作用的基础上,选取静压恢复系数最大为目标函数,对低压排汽缸进行了设计优化与知识挖掘。优化得到的排汽缸静压恢复系数从0.165提高到了0.516。采用基于总变差分析的数据挖掘技术并结合排汽缸气动性能分析,阐明了设计变量与目标函数之间的相互影响机制。研究结果表明:扩压器出口宽度、排汽缸外缸宽度、外导流环高度和外导流环出口角度对排汽缸气动性能有显著影响。所建立的排汽缸优化设计方法和知识挖掘技术为高性能排汽缸设计提供了工具。

模拟退火法在电机全局优化设计中的应用研究

应用全局优化方法──模拟退火法于单相电机的优化设计，这种方法结构简浩，对初始点的依赖性不强，问题的维数也不受限制。对两个算例和五台电机优化计算表明，该方法能够有效求出全局最小点或近似全局最小点，优化效果明显。

中国海上风电支撑结构一体化设计综述

对当前中国海上风电在风机、塔架与基础一体化设计领域的研究进行了回顾,从降载优化技术、结构优化技术、工程探索与应用方面探索了一体化设计的可行性,给出了在海上风电支撑结构轻量化的优化目标下可采用的一体化设计的关键技术和实施途径。研究表明,中国海上风电行业需要从提供一体化设计的前提条件、当前阶段可采用的技术、下一步的研究方向3个层次逐步落实,在海上风电走向平价上网的大背景下,业主工程师与第三方认证机构需要起到更大的推动作用。

遗传算法用于电子枪发射系统的全局最优化设计

常用的优化设计方法 ,如单纯形法、Powell法等 ,易陷入局部最优解。而遗传算法是一种新兴的直接搜索最优化算法 ,它模拟达尔文遗传选择与自然进化的理论 ,根据“适者生存”和“优胜劣汰”的原则 ,借助“复制”、“交换”、“突变”等操作可以得到全局最优解。本文将遗传算法运用于电子枪发射系统的最优化设计 。

工程大系统设计的普遍型分解协调优化

介绍工程大系统设计的全局协调优化的概念及现有方法的局限性，提出了一种可广泛适用的工程大系统全局协调优化设计的普遍型分解协调规划的数学模型和基本求解步骤。给出了设计条件最优分配的应用形式和应用实例。

风电场智能化设计云平台关键技术探讨

基于大数据、人工智能与云计算等信息技术,分别从风电场设计的资源分析、机组布置、基础优化、升压站优化等4个主要方面,对风电场智能化设计云平台开发的关键技术进行了研究分析。结果表明,该云平台的开发将促进专业协作,提升全局优化能力,提高风电场技术经济水平。

建筑给排水设计与施工配合研究

文章从建筑工程数量和规模日益扩大的背景入手,对现阶段建筑工程给排水系统工程设计与施工进行研究,简述了建筑工程给排水功能设计和施工配合的发展现状,分析在现代化给排水工艺和设计理念新兴发展的背景下,加强对给排水系统工程设计与施工的重视的策略,落实全局施工理念,优化各专业间的配合,在实践中推进给排水系统工程设计与施工的优化提升,为提升建筑工程的全局设计理念提供可行的策略。

基于Creo的土压平衡盾构机整机Top-Down设计

土压平衡盾构机机械系统十分复杂,设计工作量大,传统的设计流程难以保证各部件间的参数化设计,容易造成时间和人员浪费,效率低下。Creo提供了一种完整的Top-down设计方法,可从全局出发对产品进行设计,最大限度减少设计阶段不必要的修改和重复工作,提高工作效率。基于Creo 2.0软件介绍土压平衡盾构机整机Top-Down参数化建模方法,为缩短盾构机设计周期提供方法指导。

飞翼布局翼型系列设计进展

针对飞翼无尾布局飞机开展了基础翼型研究。归纳了飞翼布局翼型的设计特点和研究进展,提炼了飞翼无尾布局复杂的气动设计需求,总结了其展向气动分布特点,根据不同分区提出了翼型气动设计要求,并建立了分区翼型设计模型,形成了飞翼布局分区翼型系列。由于传统翼型设计模型未能考虑横流效应,导致翼型设计结果应用到三维布局上不能达到理想效果,提出了“全局+局部”的翼型多学科设计方法,根据飞翼布局分区翼型气动设计要求,建立了基于分区翼型设计模型的高效代理模型全局优化设计与三维布局环境下多剖面翼型局部优化设计的多学科协同设计方法。这种“全局+局部”的设计方法能够快速实现满足飞翼布局分区多剖面、多种性能要求的翼型设计,有效提高了设计翼型的性能与设计效率。最后以类X47-B布局为例,进行了翼型系列设计,验证了该方法的可靠性。

基于电子邮件的全局协调优化信息交流与进程调控的实现方法

将电子邮件应用于异地分布式结构系统的全局协调优化,开发了一套基于电子邮件架构下的异地分布式全局协调优化计算的信息交流与进程调控平台.本文介绍了该平台的实现方法和应用实例.

一种稳健恒定束宽宽波束形成算法

传统宽带波束形成算法在导向矢量失配时输出性能下降,为解决该问题,文章提出一种稳健恒定束宽波束形成算法。该算法首先构造与快拍数相关的对角加载函数;其次,基于空域积分思想,结合入射信号的方向误差范围估计期望信号的实际入射方向,并结合构造的对角加载系数生成优化波束加权系数;最后,联合优化后的波束权值与FIR滤波器系数完成宽带波束响应的全局优化设计。经仿真实验验证,相比于传统分布设计法的时域宽带波束形成,文中方法可以得到较理想的恒定宽带主瓣响应和较低的旁瓣电平,同时在期望信号导向矢量失配情况下,仍有较好的输出信干噪比。

海上风机塔架和单桩一体化试验设计方法

[目的]国内海上风电项目的业主在招主机标时,对风机厂商提供的基础顶载荷和塔架质量提出要求,在招设计标时很少对设计院提供的基础质量提出要求;详细设计阶段时风机厂商和设计院分别对塔架和基础进行设计,因此通常难以得到塔架和基础总质量最小的全局最优设计。[方法]提出了海上风机塔架和单桩一体化试验设计方法,通过对某海上风电项目进行试验设计得到多个不同塔架构型、塔底和单桩直径的设计方案,并通过载荷计算、塔架和单桩设计迭代优化得到相应的基础顶载荷、塔架质量和单桩质量等结果。[结果]研究表明:基础顶载荷或塔架质量最小的方案不是塔架和单桩总质量最小的方案。通过试验设计方法可以给出单桩和塔架总质量最小的最优设计。[结论]研究成果表明,在设计中采用一体化试验设计方法寻找塔架和单桩总质量最小的全局最优设计是降低海上风电度电成本的有效方法。业主将制定塔架和基础总造价最小的招标规则,要求采用一体化试验设计方案找到全局最优设计。

三角形涡发生器综合换热性能全局优化和知识挖掘

为了强化布置三角形涡发生器的U型通道综合换热性能,耦合基于子元模型的全局优化算法、三角形涡发生器参数化方法、三维RANS方程求解技术与基于总变差分析的知识挖掘技术,建立了高效的三角形涡发生器综合换热性能优化与知识挖掘方法。在验证本文数值方法正确性的基础上,以综合换热性能最优为目标函数,对布置于U型通道内的三角形涡发生器进行设计优化与知识挖掘。优化后,最优设计的三角形涡发生器诱导产生的下洗涡对的强度和间距增加,使得U型通道的综合换热性能相对提高了14.5%。同时对设计空间进行知识挖掘,筛选对综合换热性能影响显著的设计变量,分析显著变量对目标函数的影响机制。结果表明:三角形涡发生器的高度对通道换热能力和阻力损失的影响最为显著,而三角形涡发生器的宽度对通道综合换热性能的影响最为显著。

海上风机支撑结构整体优化设计

[目的]当前国内海上风电项目在投标阶段通常采用分步迭代设计(Sequentially Iterated Approach,缩写为SIA)方法和流程,风机厂家给出塔架设计并担保工程量,但最终得到的设计往往是塔架最轻的局部最优设计而不是整体支撑结构最轻的设计。为了降低海上风电平准化度电成本(Levelized Cost of Energy,缩写为LCoE),提出了整体优化设计(Integrated Design Optimization,缩写为IDO)的流程和优化列式,建议在海上风电项目招标阶段业主可要求风机厂家联合设计院编制并提交整体设计投标方案,把设计域扩大到整体支撑结构进行优化设计,寻找全局最优的设计。[方法]为了说明IDO方法和流程的优势,以某海上单桩基础项目为例,分别计算不同塔架直径和单桩基础直径的共18种设计方案,比较了采用SIA方法与IDO方法获得的结果。[结果]结果表明:IDO相比SIA可在塔架质量增加较小时大幅减少整体支撑结构的质量。[结论]在今后的海上风电工程项目应用中,可通过IDO优化设计方法和流程给出整体支撑结构最轻的设计方案,为降低海上风电LCoE提供可行的解决方案。

指向核心素养的项目化学习活动策略

项目化学习是培育学生学科核心素养的有效方式之一。指向核心素养培育的项目化学习,应做好全局设计,引导学生深度学习,设置合理的评价标准,呈现学习活动成果。

特约主编寄语

近年来,随着电动汽车、风力发电、航空航天、深海深地探测等国家战略新型产业的快速发展,对电机系统的运行效率、功率密度、调速范围和容错能力等提出了更高要求。轴向磁通电机轴向长度短、结构紧凑、效率和功率密度高,在上述领域中具有广泛的应用前景。同时,轴向磁通电机技术发展也面临诸多挑战。一方面,受磁场三维分布、多物理场耦合、多种效应交差作用和转矩脉动等影响,轴向磁通电机面临计及复杂效应和计算效率的精确电磁建模、多因素相互交叉作用下效率提升与热管理、强约束条件下多物理场耦合的全局优化设计和高质量转矩输出等问题。