基于正交试验的民用飞机抗爆结构参数敏感性分析

最小风险炸弹位置(LRBL)结构是放置飞机上可疑爆炸物的装置,探究结构尺寸和炸药位置对其抗爆性能的影响程度可为其改进设计提供参考。基于正交试验设计与数值模拟相结合的方法,以LRBL结构各危险部位的最大应变和变形为评价指标,分别运用极差分析法和方差分析法对LRBL结构的罐体壁厚、底盖厚度、连接凸台厚度、剪切销直径和炸药位置5个影响因素开展参数敏感性分析。结果表明:在200 g炸药当量的工况下,各因素对LRBL结构的抗爆性能的影响显著程度从大到小为炸药位置、罐体壁厚、底盖厚度、凸台厚度和剪切销直径;结合评价指标综合分析得到各个因素最优水平下的LRBL结构设计方案。

质子交换膜燃料电池多物理场建模及模型参数敏感性分析

受限于外部运行工况及内部多物理场参数的耦合作用机制,质子交换膜燃料电池的精确机理建模成为其研发和应用的瓶颈。该文通过探究燃料电池内部“电-热-流”多场耦合关系,构建准一维电堆动态模型,并基于单参数敏感性和多参数敏感性分析,得到不同模型参数的敏感度指标,完成了建模中部分关键参数的权重分析。为验证模型精度及耦合参数变动对输出特性的影响,在搭建Ballard NEXA 1.2 kW燃料电池测试平台的基础上开展变载及参数变动实验。结果表明,所构建的模型能够较为精确的模拟电堆特性,且对称因子、活化面积和压力系数的变动对电堆输出的影响较大。结果可为燃料电池电堆的测试及改型提供理论基础,并揭示电堆故障及老化过程中主要参数的衰退变化趋势。

基于正交试验的硅基MEMS齿形后坐保险机构参数敏感性

为了对硅基MEMS后坐保险机构进行优化设计和性能研究,基于正交试验与有限元仿真软件相结合的方法,选择齿高、齿宽、弹簧线宽、闭锁梁宽、锁钩间距、初始距离这6个设计参数,对后坐保险机构在正常发射和勤务跌落载荷下的位移和应力的影响进行参数敏感性分析。通过极差分析与方差分析,定量地给出了后坐保险机构各参数对结构在不同冲击载荷下的影响。结果表明,齿高的影响最显著,是影响后坐保险机构位移与应力响应的最主要因素;初始距离、弹簧线宽、齿宽是影响勤务跌落最大位移的次要因素;其他因素均对正常发射与勤务跌落载荷下位移和应力不显示显著性。在相对少的试验次数中定量得出不同设计参数对硅基后坐保险机构的影响大小,对多参数双目标的硅基后坐保险机构优化提供了一定的参考。

基于AquaCrop模型的芝麻作物参数敏感性分析及模型适用性评价

为探明AquaCrop模型芝麻作物参数校准方法,验证模型适用性,以2022—2023年试验数据为基础,通过查阅文献资料,确定芝麻参数初始值和取值范围,采用EFAST方法对AquaCrop模型53个作物参数进行全局敏感性分析、模拟结果的不确定分析并进行参数校准验证。结果表明,对各处理最大生物量均敏感的参数有27个,其中全局敏感性指数(TS_(i))均大于0.3的参数有CDM、CDSE、POFE、RSWT、PSENSP、PSTOSP、RSWB和ECSW;对各处理籽粒产量均敏感的参数有14个,其中TS_(i)均大于0.2的参数有POHX、RSWT、CDSE、DMCON、PSTO和PSTOSP。校准验证过程中冠层覆盖度和地上部生物量模拟值和实测值决定系数(R2)分别介于0.875~0.954、0.951~0.970;标准均方根误差(NRMSE)分别介于11.5%~18.1%、18.9%~27.7%;纳什效率系数(NSE)分别介于0.873~0.940、0.930~0.959。籽粒产量模拟值与实测值相对误差介于0.03~0.07。本地化后的AquaCrop模型能够较好地模拟芝麻生长发育过程,可用于芝麻优化管理或未来产量预测。

波浪作用下半潜式网箱浮架结构的参数敏感性分析

为了探究半潜式网箱在波浪作用下的力学性能,针对该网箱构件的外径进行参数敏感性分析,采用边界元方法建立了一种半潜式网箱的水动力数值计算模型,在验证模型准确性后,引入有限元方法计算了网箱的应力分布。随后基于拉丁超立方抽样法抽取样本方案并计算了各个设计参数的Spearman系数,依据该系数对各设计参数的敏感性进行了整体分析。随后进一步单独分析了参数的敏感性,给出了这些参数在结构优化时的推荐取值范围。结果显示,半潜式网箱的各设计参数在其取值范围内与网箱最大应力呈负相关关系。其中:下支撑管外径的敏感性最高,而其他参数的敏感性较接近。上弧管和下弧管外径推荐的取值范围较大,分别为36~56 cm和46~76 cm;中弧管、斜管和细立柱外径推荐的取值范围较小,分别为23~28 cm、38~40 cm和50~60 cm;下支撑管和上支撑管外径的取值不得低于70 cm和50 cm。研究结果可为半潜式网箱在波浪作用下的结构优化提供参考。

基于网络权重参数敏感度分析的终身视觉回环检测方法

在基于视觉的同时定位和地图构建系统中通过回环检测判别机器人是否到达过先前的位置,可有效消除位姿估计造成的累积误差。随着数据量的增大,现有方法会导致网络模型泛化性能降低。为实现可持续回环检测,提出一种网络权重参数敏感度分析视觉回环检测方法,将残差神经网络与广义均值池化相结合来构建轻量化特征提取网络;设计了可变相似感知区域,将可变滑动窗口和相似度矩阵相结合来提取三重样本;提出的网络权重参数敏感度分析方法降低了网络模型的灾难性遗忘。与典型方法MAC相比,所提方法在Nordland等数据集的召回率提高了42%左右。

微观仿真参数敏感性自动化分析方法与实证

微观仿真模型参数标定是仿真技术得以科学应用的前提,针对微观仿真模型参数敏感性分析过程繁杂、实验量大、消耗时间长等问题,提出一种基于决策树方法的微观仿真参数敏感性分析的自动化实现方法,包含实验设计、仿真模型赋值与运行、结果汇总和敏感性分析四大模块。研究对各个模块的实现流程进行详细说明,并以快速路交织区为仿真场景,实证分析微观仿真模型中各类参数对宏观交通流延误、车辆运行速度以及交通流率这三个指标的敏感性。

基于Morris与正交试验的SWMM模型参数敏感性分析

为研究暴雨洪水模型中参数对模拟结果的影响,提高模型预测的精确性,以宁波市慈城新城为研究区域,基于SWMM模型,模拟了不同重现期及3种单峰雨型的设计降雨,利用修正Morris法和正交试验设计法对比分析了研究区内6个水文参数的局部与全局敏感性及变化趋势。结果表明:研究区流域径流系数的敏感参数为MaxRate、N-Perv和MinRate,三者具有高度显著影响,且敏感性随着降雨重现期的增加而减弱。同一重现期降雨下,雨峰位置不同导致参数敏感性变化规律有所不同。针对后峰雨型,Dstore-Imperv、Dstore-Perv和N-Imperv敏感性随重现期的增加而增强;前峰雨型和对称雨型反之。两种方法均能识别模型主要敏感参数,正交试验设计法更能定量描述参数影响的显著性水平。

隔离层下单漏斗放矿力链演变的参数敏感性分析

利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量先减少后增加;力链长度的概率分布曲面呈指数形式递减,短力链所占比例逐渐减少,长力链所占比例逐渐增加;力链强度表现出先减少后增加的规律;力链强度的概率分布先呈指数式上升,后呈指数式递减;四种因素对正交试验指标影响的主次顺序为CDAB;对应的最优方案为颗粒摩擦因数0.8、颗粒半径0.008 m、隔离层厚度0.004 m、隔离层界面摩擦因数0.5,此时散体介质体系在放矿过程中最为稳定。

电脉冲破岩钻井地层主要参数敏感性分析

岩石的硬度、耐磨性等严重限制了深层超深层油气资源的高效开采,而电脉冲破岩钻井技术在破碎硬岩方面具有独特优势。为探究地层特性对电脉冲破岩效果的影响,根据电脉冲破岩的基本原理,并基于基本破岩单元建立了动态电损伤模型。基于动态电损伤模型,讨论了特定高压脉冲电源参数下,岩石特性对电脉冲破岩效果的影响。通过讨论分析可知,相对介电常数越大,岩石内部发生电击穿的时间成本越低,破坏深度与损伤总量也会越大;电击穿时间、破坏深度会随泊松比和弹性模量的变化出现小幅波动,但不具有规律性;岩石的密度不会对电脉冲破岩造成影响。相关结论可为电脉冲破岩钻井技术的进一步工业化应用提供一定参考。

基于均匀设计的组合梁斜拉桥施工控制多参数敏感性分析

为确定影响钢混组合梁斜拉桥结构响应的主要因素及其影响程度,依托某在建钢-混组合梁斜拉桥进行参数敏感性分析。采用MIDAS/Civil建立有限元仿真模型,从试验设计和统计学角度出发引入均匀设计试验、多元线形回归分析并结合统计检验方法,以成桥状态下主梁线形、主塔位移、拉索索力为结构目标响应,选取主塔和主梁混凝土梁弹性模量、斜拉索弹性模量、拉索初张力、桥面板容重、桥面板钢束张拉控制应力等参数进行敏感性分析。结果表明:拉索初张力、桥面板容重和斜拉索弹模为成桥线形、成桥塔偏的敏感参数且拉索初张力的敏感程度远大于其他两个参数,成桥索力的敏感参数为拉索初张力、桥面板容重;引入的方法可准确的获取该桥成桥状态下结构响应的敏感性参数。

废弃矿井水源热泵抽灌井布置及参数敏感度的研究

废弃矿井中储存着丰富的地热资源。文章以采空区矿井水为研究对象,为保证采暖季抽水温度的稳定,对废弃矿井水源热泵抽灌井布置及参数敏感度进行了研究。首先,基于达西定律及多孔介质传热理论,建立了废弃矿井水源热泵抽灌井的多物理场耦合的二维数值计算模型;其次,基于理论模型进行计算分析,模拟了14种不同抽灌井布置形式下的抽水温度变化,并根据“热贯通”发生程度,选取最为合理的抽灌井布置方案;最后,根据选取的抽灌井布置方案,研究了不同回灌温度、抽灌流量、井间距、水力坡度、含水层厚度、孔隙率等因素对抽水温度的影响。分析结果表明:三角4的布井方式在系统运行末期抽水温度仅下降了0.148 K,“热贯通”发生程度最小,布井方式最合理;含水层“热贯通”的现象对抽灌流量、井间距、水力坡度、含水层厚度等参数变化较为敏感,而对回灌温度及孔隙率的敏感度较小。

三维表面裂纹应力强度因子参数敏感性有限元分析

三维表面裂纹是许多工程结构中普遍存在的一种缺陷,无论是在损伤容限设计或缺陷评估阶段,人们都要求对裂纹的应力强度因子进行精确的估计,这一参量对裂纹的预测和剩余疲劳寿命的估计起到至关重要的作用。借助有限元软件Abaqus和断裂力学软件Franc3d建立三维半椭圆表面裂纹实体模型,依据断裂力学相关知识,采用M-积分法,对含有表面裂纹的模型进行数值模拟,研究了模型在不同裂纹形状比(a/b=1.5、1.36、1.25和1.15)以及裂纹倾角(θ=0°、15°、30°和45°)下的裂纹扩展情况和应力强度因子参数敏感性。主要研究内容与结论如下:裂纹形状比a/b越大,应力强度因子越小,应力强度因子分布形貌由“凹”向“凸”转变;裂纹倾角达到0°时,裂纹深处应力强度因子最大,裂纹更容易扩展,随着裂纹倾角(0°、15°、30°和45°)的增大,应力强度因子逐渐减小。

基于响应面法的中央索面预应力混凝土斜拉桥参数敏感性分析

文章通过响应面法进行了中央索面预应力混凝土斜拉桥的参数敏感性分析,通过引入响应面模型,研究了不同参数对斜拉桥性能的影响,并对工程效果进行了评估与分析。研究结果表明,参数的变化能显著影响斜拉桥的结构行为和荷载传递性能。针对参数敏感性分析的结果,提出了一些优化措施和改进建议,以供参考。

淮安跨盐河大桥成桥状态参数敏感性分析

以淮安跨盐河大桥为依托,基于有限元软件Midas Civil,分析了混凝土自重、弹性模量、加载龄期和预应力荷载的变化对成桥时刻主梁挠度、顶板应力和底板应力的影响。结果表明,主梁挠度对混凝土自重、弹性模量和预应力荷载的变化较为敏感,而顶板应力和底板应力受混凝土自重、弹性模量、加载龄期和预应力荷载的影响均较小。

核电机组蒸汽发生器参数敏感性研究

蒸汽发生器是核电机组一二次侧重要的换热设备,其换热性能直接影响着整个机组的出力。在蒸汽发生器的设计、制造、运行过程中,有多个参数直接影响着蒸汽发生器的换热性能,为深入研究不同参数对于蒸汽发生器换热性能的具体影响,对传热管导热系数、传热管壁厚加工偏差、一次侧平均温度、污垢热阻、堵管率开展了参数敏感性研究,研究结果为后续核电机组蒸汽发生器的设计、制造、运维提供了相应指导。

基于APDL风机塔筒MTMD系统参数敏感性分析

为了研究MTMD(多重调谐质量阻尼器)对风机塔筒振动控制时,各参数对振动控制效果的影响,基于ANSYS参数化设计语言(APDL)进行MTMD系统参数敏感性分析。首先在风机塔筒有限元模型的基础上,进行MTMD-塔筒耦合模型的建立,对塔筒进行谐响应分析,得到塔筒塔顶质量点位移频谱图。基于APDL改变TMD(调谐质量阻尼器)参数,进行“再建模-再分析”,以塔筒塔顶位移峰值为评价指标,对各参数进行敏感性分析。研究结果表明:单TMD系统减振效果随质量比、阻尼比增大而增大,且在频率比接近1时,减振效果达到最优;在MTMD在质量、刚度、阻尼参数发生偏移时,减振效果随TMD个数的增加而减弱,参数敏感性增强。

列车相对制动安全间隔模型的参数敏感度分析

基于相对制动安全间隔模型的虚拟编组列车间安全间隔的量值大小对轨道线路的通行能力规划、基础设施建设以及车的设计等产生巨大的影响。为充分发挥虚拟联挂列车运行高效性并确保其行车安全,文章对影响安全间隔大小的关键参数进行敏感度分析,采用安全时距模型定性分析和模型加算法联合仿真定量分析的方法,得出相对制动安全间隔模型中的关键参数变化对停站时间差的影响程度。用单因素轮换法获得对应参数局部敏感度排序,由大到小分别为制动率、响应延迟时间、“制动建立”阶段时间和目标停站间距,从而指出关键参数选取的范围和原则以及安全间隔设计的优化方向。为使停站时间差可控且达到小于4 s的目标,进站过程采用3阶段紧急制动模型,并推荐了适宜的典型组合指标,即在后车制动率大于1.0 m/s^(2)、响应延迟时间小于1 s、最小安全间距2 m的基础上目标停站间距大于4 m,为现阶段列车虚拟联挂技术的工程化实施提供依据。

三维地质统计学矿产资源量估算变异函数影响因素与参数敏感性研究

随着数字矿山建设不断深入和三维地质信息化技术不断发展,三维地质统计学方法在矿产资源量估算领域的应用越发广泛。变异函数是三维地质统计学矿产资源量估算方法的核心,其分析过程受诸多因素影响,参数控制复杂且敏感性各异。因此,度量这些因素对实验变异函数的影响并解析理论变异函数各参数的敏感性,对于获取更为合理的理论变异函数参数、提高资源量估算精度具有重要意义。以安徽省安庆—贵池矿集区某大型铁铜矿床为例,基于数学统计方法对影响实验变异函数的诸多因素进行系统分析,并运用Sobol′敏感性分析与控制变量方法深入解析和对比了理论变异函数相关参数的敏感性。研究结果表明:(1)实验变异函数稳健性受数据分布以及滞后距影响最为强烈;(2)理论变异函数模型中块金值是最为关键的参数,对交叉验证结果影响最为显著,变程次之;(3)理论变异函数模型参数值的调整可参考交叉验证结果,但同时还需参考地质勘查手段和矿体特征等要素进行综合评判。研究成果可为三维地质统计学矿产资源量估算过程中变异函数的合理确定提供参考和依据,并为相关方法的实践应用与推广提供帮助。

中国半湿润流域WRF-Hydro模型参数敏感性分析

为提高WRF-Hydro模型在中国半湿润流域的模拟预报精度,以半湿润的陈河流域为研究对象,选取了WRF-Hydro模型中土层厚度乘子、水箱模型指数、土层渗透系数、地表截留深乘子、地表糙率乘子和河道糙率乘子6个参数进行敏感性分析。通过数据模拟这6个参数在合理取值范围内的不同取值对洪水模拟及各评价指标的影响,定性分析了各参数的敏感性,并采用修正的Morris筛选法定量判断各参数的敏感性。结果表明:土层厚度乘子、土层渗透系数及河道曼宁糙率非常敏感,根据目标函数与典型洪水分析,建议分别在0.1~1.0、0.0~1.0、0.5~1.5内取值。