基于改进力导向模型的生态节点布局优化

在西北干旱半干旱生态脆弱区,构建生态网络可以连接破碎的生境斑块,提高景观之间的连通性。而生态节点的布局优化能够降低能量损耗,增加稳定性,对维持区域生态环境安全稳定具有重要意义。以生态脆弱区典型县域磴口县为研究区,在现有生态网络基础上,改进了H&V算法的力导向(force-directed)模型,通过优化生态节点的布局对生态网络进行优化。研究结果表明,在磴口县选取的局部研究区内,与H&V算法相比,改进force-directed模型优化的生态节点布局覆盖率达到90.79%,提升了4.08个百分点;平均聚类系数升高至0.071,是未改进H&V算法的1.4倍;分布均匀度降低至2.629,比未改进H&V算法降低了0.629。通过模型优化使得网络结构清晰、生态节点布局均匀,节点覆盖率更高,表明优化后生态网络结构更为稳定。

膜结构找形方法--改进力密度法

在膜结构找形中,力密度法引入了"力密度"的概念,使问题简化。但力密度法需要多次试算后才能确定合适的力密度取值,很大程度上依赖个人经验,给找形过程带来一定困难。本文针对力密度法的找形过程进行改进,避开其中"力密度"的概念,直接引入膜面应力和索拉力作为初始条件,以节点不平衡力作为控制误差,避免了传统力密度法需要反复试算力密度取值的弊端,使找形计算过程简洁高效。据此编制找形程序,通过复杂算例验证了该算法的正确性和普适性。

改进力密度法在悬索桥主缆找形中的应用

针对悬索桥成桥和空缆两种状态的主缆找形问题,提出了改进力密度法。该方法结合无应力长度的概念,假设初始缆形为直线段。通过力密度法建立结构平衡方程求解节点坐标,反复迭代,求出控制条件下的目标缆形。以新建成的徐州京杭大运河地锚式悬索桥为依托,利用Matlab编程求解主缆缆形,并将数值计算结果与坐标实测值进行比较,结果表明该方法收敛稳定,计算效率高,并具有较高的精度。同时,通过算例验证了论文提出的方法对于空间缆形自锚式悬索桥同样适用。

改进力密度法在悬索结构找形中的应用

结合工程需要对普通力密度法进行了改进,给出了在给定控制条件下悬索结构的力密度找形迭代公式和迭代策略,形式简单明了。通过对若干典型工程算例的找形计算表明,改进的算法具有收敛精度高,计算能力强,适用范围广等优点,是一种很好的悬索结构成形算法。

基于改进体积力法的导管螺旋桨水动力性能数值研究

[目的]旨在解决传统Goldstein体积力法在导管螺旋桨水动力仿真中的适用局限性问题。[方法]首先,基于机翼理论,分析导管水动力模拟失真的原因,并以质量流量和体积力分布模型为切入点,提出修正思想和方法;然后,采用RANS方法探究经质量流量修正后的2种体积力分布模型的模拟精度。[结果]结果显示,2种改进体积力法在敞水工况下其总推力系数的平均相对误差均为5%左右;在艇后工况下,前进合力的平均相对误差分别为1.8%和11.6%。[结论]研究表明,基于改进体积力法的导管螺旋桨在敞水和艇后工况下的模拟精度较传统体积力法有较大的提升,能准确实现对导管螺旋桨水动力性能的数值模拟,可为水下航行器高效、动态的操纵性仿真奠定基础。

基于改进社会力模型的地铁站火灾应急疏散VR模拟方法

为解决基于传统社会力模型的应急疏散模拟研究中没有考虑环境和行人主观因素影响,并且可视化效果不佳的问题,提出1种基于改进社会力模型的地铁站火灾应急疏散VR模拟方法,引入环境作用和感知影响因子改进社会力模型,设计基于导航网格的人群疏散路径实时规划算法,建立人群应急疏散虚拟现实模拟方法,研发原型系统并开展实验分析。研究结果表明:改进社会力模型的人群疏散时间考虑客观环境和行人主观因素影响,路径实时规划平均所用时间为25 ms,支持实时人群疏散VR模拟。研究结果可为地铁火灾应急疏散决策分析提供技术支撑。

改进虚拟力的有向传感器网络覆盖优化算法

针对基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖优化问题,以及对简单虚拟斥力造成不理想覆盖情况的考虑,提出了一种改进虚拟力的有向传感器区域覆盖优化算法MVPFCEA.该算法采用只分解虚拟力的方向,不分解其大小,并根据节点与各邻居节点所成双节点覆盖图形引入质心计算,再以此来加入虚拟斥力修正指标,使节点扇形面受改进虚拟力而更准确的改变感知方向,以此来消除区域中的盲区和重叠区,此外同样在边界增加虚拟节点,提升边界区域的覆盖率;节点亦采用自调整角速度机制,提高算法执行效率,优化覆盖效果,仿真实验结果表明该算法对网络覆盖率的提升显著,且收敛速度快.

改进型深筒式消力井过流能力的水力计算

为研究改进型深筒式消力井的过流能力,通过理论分析得到了影响改进型深筒式消力井流量系数的主要因素:多喷孔出水口的孔数、相对孔径比、距径比以及溢流堰相对高度。运用模型试验的方法探讨了各因素与流量之间的定量关系,通过测量试验相关数据,建立了改进型深筒式消力井流量系数和流量的计算公式,将不同相对开孔面积和不同相对溢流堰高度的流量系数实测值与计算值进行对比,结果表明二者吻合情况较好。因此,建立的改进型深筒式消力井的流量系数计算公式可以用来计算消力井工程的过流能力,能为改进型深筒式消力井开孔面积及溢流堰高度的设计提供依据。

阶梯路段的行人社会力模型改进

在人群交通行为研究领域,社会力模型的改进研究和应用是一个热点问题。为了研究阶梯路段大规模行人运动的状况,文章分析了行人在正常和紧急情况下的表现特征,基于初始社会力模型,通过引入重力分力和边界吸引力,建立了适用于阶梯路段的社会力模型,并提出了符合阶梯路段的期望速度的计算方法。研究显示,本文建立的社会力模型能较好的描述行人在阶梯路段的运动特征,提高阶梯路段大规模人群行为模拟的有效性。

基于改进体积力方法的实尺度船舶回转运动数值仿真

论文采用CFD方法结合重叠网格技术对船舶的回转性进行了仿真,采用自研CFD软件HUST-Ship求解RANS方程和物体的6自由度耦合运动。RANS方程采用有限差分法和PISO算法求解,湍流模型采用(SST)k-ω模型。还采用了基于UBET方法的改进体积力方法。对一艘43.4m长的高速巡逻艇在实尺度雷诺数下的回转运动进行了数值仿真,避免了尺度效应对计算精度的影响。将计算结果与实船试验数据进行对比,误差较小,表明了自研的CFD软件计算实尺度船舶回转运动的结果是可靠的。

面向企业生态系统互惠改进的TOPSIS评价方法

如今,在经济下行压力背景下,企业所面临的不确定性风险因素开始加剧,单一的组织方式难以完成创新要求,为此,不同类型企业需要进行相互间的资源互补,建立合作伙伴关系,力求创造出适应性企业生态系统,为企业间的互惠改进提供基础。当前,企业生态系统互惠改进力是当前衡量企业创新发展的一项重要指标,本文以海尔智家为研究对象,利用改进TOPSIS评价法,从时间角度上,选择2017-2021年间的指标数据进行纵向分析,从行业角度上选择美的集团、格力电器、海信家电以及小米科技的相关指标数据进行横向分析,深层次的剖析当前海尔智家企业生态系统互惠改进力的发展现状,为促进我国企业创新经济发展提供指导。

基于改进社会力的单向流电动自行车行为建模研究

电动自行车作为一种便捷高效的出行工具,已在许多国家被广泛使用,但对电动自行车微观行为的研究仍十分有限。在上海海事大学对电动自行车驾驶行为进行观测实验,提取电动自行车轨迹数据,以纵向间距、速度差、侧向净距、水平间距作为特征变量,利用CART(Classification and Regression Tree)决策树分类结果建立电动自行车骑行决策行为规则。然后,基于社会力模型,分别引入超越力、跟随力等改进行为力模拟电动自行车的超越、跟随等骑行决策行为。考虑公式超越力、固定值超越力和临时目标点超越力这3种超越力形式,通过实际观测数据和仿真结果比较进行参数标定和模型验证,选取单向流电动自行车行驶场景开展数值仿真分析。结果表明:临时目标点超越力的改进社会力模型在超越过程中的轨迹误差最小,电动自行车超越时所需要的横向间距与超车时横向速度、超车完成时间成正比,最佳超车横向间距为2 m。

基于改进碰摩力模型的迷宫密封-滑动轴承-转子系统动态特性

提出了一个新的改进碰摩力模型,建立了密封力和轴承油膜力双流体激励的转子系统非线性动力学方程,应用数值仿真方法分析了转静子碰摩非线性流固耦合动态特性。通过采用线性碰摩力模型和改进碰摩力模型进行比较分析说明采用改进碰摩力模型更能描述系统的碰摩故障特征。碰摩故障转子系统的响应在亚临界转速和超二阶临界转速区主要以拟周期运动为主,而在超一阶临界转速区则主要以周期分频运动为主要运动形式。

基于改进虚拟力算法的水质传感器部署

文中设计了基于网格划分的改进虚拟力算法。将水底表面划分成三维网格,定义的虚拟力包括邻居节点的作用力、网格对节点的吸引力、障碍物的斥力和目标覆盖区域边界斥力,以及补偿虚拟力,综合这些虚拟力使传感器节点移动,求得最佳位置。通过理论论证和仿真实验,该算法能够有效提高水质传感器三维覆盖率和均匀性,节约节点数量和部署成本。

基于改进IDI指标体系的G20成员国信息通信技术发展水平研究

在国际电信联盟曾使用的信息通信技术(ICT)发展指数(IDI)基础上,提出改进的信息通信技术发展指数。通过分析2007—2020年二十国集团(G20)的19个成员国的IDI指数和ICT相关指标揭示了G20成员国在信息通信技术发展方面的特点和差异性。分析发现G20成员国信息通信技术发展水平均有较大幅度的提升,国家之间的信息通信技术发展差距逐渐缩小,但增长速度和发展水平仍存在较大差异;G20成员国中韩国、日本、法国、德国和英国的信息通信技术发展水平最高,美国、加拿大、澳大利亚、沙特阿拉伯和俄罗斯的信息通信技术发展居于G20成员国的中上水平,意大利、阿根廷、中国、巴西、土耳其的发展居于中下水平,墨西哥、南非、印度尼西亚和印度的信息通信技术发展水平较低。

道路信号交叉口行人过街速度与延误估计仿真

为了探究信号交叉口行人群体过街速度和延误影响因素,采用无人机和地面机位从高空和地面获取交通视频,并利用Tracker物理影像分析软件对视频数据进行分析。从城市信号交叉口的微观角度出发,建立了传统社会力模型和改进社会力模型,通过仿真场景模拟了行人过街情况。利用哈尔滨市两个交叉路口的实际参数对仿真模型进行了标定。实验结果显示,当人行横道宽度从4 m增加至7 m过程中,传统社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为4.22 s、3.47 s、2.57 s和2.28 s;改进社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为3.56 s、2.91 s、2.78 s和2.26 s。经过对比验证发现,适当提升人行横道宽度使行人实际过街速度更接近期望速度,从而降低行人过街的延误时间。结果表明,通过增加人行横道宽度可以有效改善信号交叉口行人过街的效率。

ZWX系列轴流泵水力模型的研究

我国轴流泵效率普遍偏低。对传统的升力法公式进行了改进,应用改进升力法设计的叶轮叶片能有效地控制轮毂和轮缘处边界层及间隙内流动,提高了泵的效率。利用Fluent软件进行流动模拟,叶轮叶片表面及轮毂、轮缘处的速度-压力分布也较理想,改进效果良好。

信息受限情况下多出口应急疏散仿真分析

为了研究多出口房间疏散过程中行人信息掌握程度异质化及行人间存在利他互助行为时系统疏散动力学的演化,提出考虑行人帮助行为的改进社会力模型,基于不同的疏散信息掌握程度,构建有/无帮助行为的出口选择策略。研究结果表明:群体密度较低且存在帮助行为时,信息掌握程度越高疏散效率越高;群体密度较高时结论相反,信息掌握程度较低时,帮助行为能有效削弱“快即是慢”效应;信息掌握程度较高时,帮助行为则可能抑制疏散效率。研究结果不仅在理论上深化了对多出口房间疏散动力学的理解,而且在实际场景中对提高疏散效率和安全性具有重要借鉴意义。

索桁张拉结构形状设计及找力分析

为研究索桁张拉结构的形状判定和自应力求解问题,通过ANSYS有限元软件,提出了基于合理位形改进的力迭代法.首先,基于索桁张拉结构所特有的拓扑关系,从其合理位形出发,推导了形状判定的简洁判断公式.然后,提出了改进的力迭代法,用以求解索桁张拉结构的自应力模态.迭代过程中,更新后的索力逐渐逼近目标值,并在目标预应力作用下得到结构的不平衡位移.算例结果表明,所提方法可一次性确定索桁架的合理形状,且迭代5次左右便可求得结构的自应力模态,所得结果与已有方法的结果相比最大误差为0.48%,满足精度要求.将基于平面索桁架得到的自应力模态代入空间索桁张拉结构中,计算结果接近,内力最大误差为0.030%,且不平衡位移较小,从而证明了由平面索桁架组装成空间索桁张拉结构的可行性.

小学数学教学中学生开放性思维能力的培养研究

小学班主任的教学与管理工作难度很高,一方面在小学阶段学生的知识基础薄弱,所以教学过程中教师通常会出现顾此失彼的失控局面。另一方面学生尚不具备明确的秩序意识,所以教师难以控制课堂秩序,这便对教师的领导能力提出了更高要求,因此进一步对此做出论述,为教师的自我完善提出建议。