基于ArcGIS平台的热舒适性与行为耦合研究--以上海中心城区三个街区式商业综合体为例

空间形态对热舒适性和人的行为产生双重影响。文章以三个街区式商业综合体作为研究对象,采用ENVI_MET进行室外空间的热环境模拟,结合行为注记法、实地观察等方法调研空间环境行为,对"热舒适区域"及"行为聚集斑块"进行空间叠图研究并分析其耦合度。发展出基于ArcGIS平台的热舒适性与行为耦合评价的技术方法。研究发现,总体形态布局的差异性会对热舒适性同行为的耦合度产生影响,但在给定的建成环境条件下,业态布局、景观配置、建筑界面等因素也会对行为产生影响,进而影响耦合度。

基于消费者耦合行为的综合需求响应建模与主从博弈运行策略研究

多种异质能源的集成利用在带来互补耦合效益的同时,通常忽略了需求侧多能耦合转换对用户用能满意度的影响,并且当前主流的需求响应单边定价机制大多难以应对系统与用户间复杂的利益交互与迭代关系。据此,提出一种考虑消费者耦合行为的综合需求响应建模与主从博弈运行策略。首先,考虑消费者耦合行为对用户满意度的影响,建立一种适用于综合能源系统负荷聚合商的综合需求响应改进模型。其次,以系统运营商为领导者、多个负荷聚合商为跟随者,提出一种基于主从博弈的综合能源系统优化运行策略,并对所建立的一主多从互动模型的Nash均衡解存在性与唯一性进行了证明。最后,结合标准IEEE33节点系统与比利时20节点天然气系统构建算例分析系统,所得结论验证了所提出的消费者耦合行为需求响应模型的准确性与所提策略方法在兼顾博弈主体双方利益方面的有效性。

基于连续逐层添加的金属增材制造热-力耦合行为数值模拟研究

金属增材制造是引领第三次工业技术革命的核心技术之一。然而,因过大的残余应力所引发的变形、开裂、抗腐蚀性能下降等问题仍然是阻碍金属增材制造发展的主要瓶颈之一。本文借助开源多物理场仿真平台Elmer,开展了基于连续逐层添加的金属增材制造热-力耦合行为数值模拟研究。其中,连续逐层添加是依据时间与单元位置等信息实时控制单元的激活状态得以实现,应力释放的预测是通过人为将基板的弹性模量设置为很小的值得以实现。针对激光能量输入与基板预热温度对金属增材制造热-力耦合行为的影响,发现随着激光能量输入逐渐降低或基板预热温度逐渐提高,制件的位移逐渐减小,制件的残余应力水平逐渐减弱;相比于激光能量输入,基板预热温度对金属增材制造热-力耦合行为的影响更大。

耦合效益约束下循环经济体耦合行为的激励机制研究

循环经济是一种比传统经济更为安全有效的经济模式;循环经济体的耦合行为是体系内部经济实体之间根据相互依存度而建立有效经济联系的理性行为。设计了一个理论模型,从耦合效益的角度探讨了循环经济体耦合行为的有效激励模式及约束条件,为深入进行循环经济的理论研究提供了一个分析框架。

基于分子动力学模拟的多晶结构微观热-力耦合行为的计算

基于分子动力学模拟,建立了一套可用于表征微观下多晶结构热-力耦合行为的算法框架。该算法的要点是将连续模型和分子模拟耦合起来,并使守恒定律在微观连续模型和原子层次上都得到满足,与利用传统的连续介质力学建立晶界与晶粒的本构方程相比,本模型中的连续流是通过原子模型准确计算得到的,从而避免了使用经验的本构方程。

高功率激光深熔焊接孔内气流与孔壁的耦合行为研究

激光深熔焊接过程中深熔小孔内金属蒸气与焊接熔池孔壁之间存在直接相互作用的气液流体动力学耦合行为,决定着焊接稳定性并影响最终的焊接质量。本文将不锈钢金属板材与玻璃组合夹紧制成异种材料对接接头,实现异种材料的激光深熔焊接。采用高速相机从玻璃一侧对小孔形态和孔壁波动特征进行观察研究,分析了不同焊接条件下蒸气与孔壁的相互力学耦合作用及其产生的规律。结果显示孔内蒸气流的作用促使小孔壁形成移动波,移动波在小孔开口处破碎时伴随着飞溅和液柱的形成。低速焊接时,小孔深、孔内蒸气波动大,后沿孔壁波动频繁。激光束离焦量的变化,使得小孔直径和孔内激光能量分布发生变化,导致孔内蒸气流的压力和流速发生变化,从而改变了孔内金属蒸气对孔壁的作用大小。熔透激光深熔焊接时,在气化反冲压力和蒸气流的驱动下,后沿孔壁上的液态金属主要为向上流,只有接近孔底的小部分金属熔液向下流。

含裂纹锆合金包壳管氢致多场耦合行为的数值模拟研究

考虑氢化物应力再取向,给出了锆合金包壳管氢致多场耦合行为的理论模型。建立了相应的多场耦合计算方法,编程获得了有限元程序。针对内压作用下的含轴向裂纹包壳管,建立了有限元模型,对其氢致多场耦合行为进行了计算分析。研究结果表明:对于含大量固溶氢原子的含裂纹包壳管,只有裂纹尖端区域析出较多的氢化物,这主要是由于此处存在很大的静水应力梯度和氢原子浓度梯度,并具有较低的氢原子固溶度;裂纹尖端析出的氢化物绝大部分沿包壳管径向,致使包壳管易于产生径向开裂,威胁其安全性;内压施加完成后,因氢化物析出膨胀,裂纹尖端区域的环向应力、径向应力、静水应力及其梯度均随时间而降低,导致氢化物析出逐渐减速。

加强医护耦合行为 减少医患纠纷

随着社会的发展，尤其是《医疗事故处理条例》的出台，患者的自我保护意识不断增强，医疗纠纷逐年增长。医生护士是医疗护理活动的主体，加强医护耦合行为在纠纷预防中也显得尤为重要。

GMAW潜弧焊电弧-熔池耦合行为数值分析

GMAW潜弧焊是GMAW在大电流范围内配合高速送丝实现高熔敷率、低飞溅率的一种高效焊接方法,可对中厚板进行有效焊接,显著提高焊接效率。为研究大电流细丝GMAW潜弧焊电弧-熔池耦合机理,建立了细丝GMAW潜弧焊电弧-熔池耦合数学模型,其中特别考虑了熔滴过渡和金属蒸气的影响。数值模拟结果表明:纯CO_(2)保护气下细丝GMAW潜弧焊电弧可稳定潜入熔池;GMAW潜弧焊电弧形态与普通GMAW钟罩形的电弧形态不同,电弧进入空腔后,在扩张的同时向下挖掘,使空腔深度显著增加;GMAW潜弧焊时,由热-力耦合引起的电弧-熔池动态演变是导致大熔深的根本原因,该模型的建立为GMAW潜弧焊的应用奠定了理论基础。

基于具身认知的涂鸦元素空间趣味性价值研究

随着社会极速发展,高竞争与高强度的生活方式导致社会焦虑日益严重。本研究立足于艺术对人类情感调控的促进作用,以具身认知理论为基底,结合当下代表性实例,试图对具身认知视域下涂鸦元素在公共空间中的趣味性价值予以多义性解读;同时,构建情境感知层、行为驱动层和情感交互层3个层次,提出“情感—行为”耦合系统,条理性的架构了情绪价值、人文价值与文化传播价值3个维度价值体系。以期提升空间与公众交流,为实现公共空间的趣味导向提供有益参考。

考虑多态能源系统中用户多维响应特性的激励型综合需求响应优化策略

为保证综合需求响应(integrated demand response,IDR)经济高效的实施,该文对传统用户模型提出3方面改进:首先考虑多种能源家用负荷使用时的耦合特性,建立能源舒适度耦合矩阵改进用户的舒适成本模型;进一步,引入参照依赖理论以描述不同时段激励间的耦合性,建立激励参照矩阵以优化用户响应量与激励价格的关联关系模型;最后,分析由于有限理性产生的羊群效应对用户参与IDR概率的影响,引入动态参与率以实现对用户间响应行为耦合特性的表征。在证明用户–多态能源服务商(multi-energy service provider,MESP)模型最优解唯一性的基础上,由仿真结果可知:考虑以上因素改进用户模型后,有效降低了响应偏差与MESP的总成本,提高了用户总收益与用能舒适度,实现了用户与MESP的共赢。研究表明,对于用户的精细化建模能够保障MESP以更低成本维持多态能源系统的供需平衡。

活性材料冲击释能行为研究进展

活性材料是一种具备释能特性的新型材料,其在冲击导致的高压/高温作用下可以发生化学反应,释放大量的化学能,因此在破片、聚能破甲战斗部等军事领域有广泛的应用潜力。为了实现对活性材料释能过程的设计与控制,推进活性材料武器化应用进程,就必须解答活性材料冲击释能行为中所包含的一系列复杂的力-热-化耦合问题。近40年来,对活性材料的冲击释能行为已开展了大量研究,本文在此基础上系统梳理了活性材料的冲击诱发化学反应机理、动力学以及相关效应的研究现状,重点关注活性材料的冲击释能实验表征技术、冲击诱发化学反应理论模型以及考虑力-热-化耦合的冲击压缩数值模拟方法等3方面的研究进展。总结认为,对活性材料冲击释能行为的研究已经具有一定的积淀,但目前对实验中超快化学反应行为的实时诊断研究还缺乏更加丰富、精细、直观的表征与探索,相关理论与数值模拟研究尚未建立能够完整描述活性材料冲击释能行为的力-热-化理论模型,缺乏能够从宏观尺度描述冲击释能行为的有效方法。因此,超快化学反应实验表征技术、宏观角度的力-热-化机理与模型建立及其数值模拟应用以及具备可调性能的活性材料制备新工艺3方面研究内容将是推进活性材料未来军事化应用的重点关注对象。

含弱阻尼空间结构的耦合动力学保结构分析

大型空间结构的平面运动、姿态变化和结构振动影响着其在轨运行的工作精度、效率和寿命.针对太阳帆塔空间太阳能电站,根据其设计方案的结构特征,简化得到轨道平面内的梁 弹簧 梁模型.考虑系统中存在的弱阻尼作用,建立了耦合系统的动力学控制方程,采用辛Runge Kutta和广义多辛结合的复合保结构方法,对系统的耦合动力学行为和阻尼作用进行了分析.研究发现,弱阻尼作用对空间结构轨道变化存在微小影响,其值与轨道半径的比值在10^-8量级.姿态角的变化会导致系统非刚性构件的形变变化.研究工作拓展了保结构方法在复杂空间结构动力学问题中的应用,为复杂系统结构的设计和主动控制提供了理论参考.

基于耦合忆容模拟器的双非门振荡电路

通过在多谐振荡电路中引入忆容模拟器,提出一种磁通控制型耦合双忆容器模拟电路,并从理论上推导出其忆容值与磁通之间的数学关系。在此基础上,进行了基于耦合忆容模拟器的双非门多谐振荡器及其动态特性的研究。因耦合作用的影响,此电路呈现出有别于传统双非门振荡器的输出特性,其可用于电力电子变换器的驱动和信号测试。为了证明耦合忆容模拟器与基于其的双非门振荡电路的可行性,搭建硬件实验电路并进行了测试,实验结果与仿真结果保持一致,证实了理论分析的正确性。

半潜式钻井平台船体与隔水管耦合动力特性研究

对一座应用于南海深水的半潜式钻井平台及其隔水管在实际作业环境下的耦合动力学行为进行了研究,建立了平台船体、系泊缆和隔水管的耦合分析模型,时域内分析不同的顶部张力对系统力学特性的影响,并确定了在该海区极端环境条件下能够进行钻井作业的与控制因素,提出了改善的工程建议。研究结果表明:隔水管顶部的垂向运动以低频运动为主,且与平台垂荡运动相关性较差,顶部张力应在隔水管水中重量的1.0~1.2倍范围。在给定的设计条件下,该平台能够进行钻井作业的极端条件为5年一遇季风,在该环境条件下,井口处产生的轴向载荷将达到极限。

高超声速飞行器多尺度耦合热效应预测研究进展

随着未来临近空间高超声速飞行器更高速度、更长航时服役新需求的提出,飞行器多尺度耦合热效应日趋显著,并成为影响飞行热安全的重要因素.针对飞行器高温表面、高温结构、舱内仪器/设备等涉及的热现象,综述了多尺度耦合热效应预测方法的研究进展.结合未来飞行器精细化、低冗余设计需求,进一步提出了后续研究的重点方向.飞行器耦合热效应研究需从关注“宏观量”拓展到关注影响内禀特性的微细观“隐变量”,跨尺度关联应注重“降尺度”与“升尺度”的协同,同时还需进一步发展弱化人工经验、消除人为边界的数理模型与自适应方法.相关研究将为飞行器热行为的精细预测及高效防护提供参考.

碳纤维复合材料电导特性和力电耦合行为研究进展

碳纤维复合材料具有良好的导电性能,但其作为增强体的树脂基复合材料的导电性能与增强体结构显著相关,且在加载条件下的结构变形触发碳纤维复合材料的导电行为发生改变,这一特性在智能传感器方面具有重要的应用。本文从复合材料电阻法结构健康监测应用出发,着重概述了不同维度增强体碳纤维树脂基复合材料的导电性能和预测模型、表面电势场分布和主要测量技术及力电耦合行为和本构模型,以期为碳纤维复合材料“材料-结构-功能”一体化集成系统的设计提供新方向和新途径。

玻璃激光焊接过程中玻璃料与基板的耦合行为

随着光电技术的快速发展,填充玻璃料的激光玻璃焊接技术已被广泛用于光电器件的封装领域。为了实现对激光焊接过程的实时监测,保障焊接质量,本课题组搭建了一套针对玻璃激光焊接的实时观测系统,该系统规避了玻璃料在激光作用下产生的杂波干扰;之后,采用该系统观测了玻璃涂料区域未完全连接、完全连接及连接区域扩展三种典型的耦合行为,分析了耦合过程中气孔的产生机制,发现了杂质型气孔在玻璃料与玻璃基板耦合行为中的运动规律,分析了气孔溢出过程中密集型气孔与杂质型气孔相作互用的特点。结合实时观测结果,得到了气孔溢出过程中气孔面积随时间变化的规律。试验结果表明,生成的密集型气孔有助于杂质型气孔的溢出,在丝印宽度为0.8 mm的玻璃料上,通过偏置激光束0.2 mm可以有效控制气孔的溢出方向。

多场耦合作用下光热敏感介电凝胶的力电耦合变形行为

介电弹性体在电场作用下将产生形变,为获得高的变形能,需对介电弹性体施以较强的电场,而强电场的施加可能诱发力电耦合失稳导致失效。针对光热敏感介电凝胶力电耦合变形行为,基于热力学和连续介质力学理论建立力电耦合变形模型,分析了光强、温度以及预拉伸对光热敏感介电凝胶力电耦合变形行为的影响,结果表明:无预拉伸时,随着电场强度的增大,光热敏感介电凝胶最终发生力电失稳,光强越小、温度越低发生力电失稳时的临界电压越高;预拉伸可显著改善力电稳定性,施加等双轴预拉伸后,凝胶厚度方向的伸长率显著变小,电场强度随电位移增大而线性增大,未出现力电失稳现象。