基于均匀设计的海峡两岸高层建筑顺风向风荷载多因素分析

为明确海峡两岸高层建筑顺风向风荷载的异同,对两岸建筑风荷载标准进行了对标分析,并采用均匀设计方法进行了高层建筑顺风向风荷载多因素分析。研究表明:两岸风荷载标准中基本风速取样方法和极值分布参数取值方法存在明显区别,风压高度变化系数分布和不同重现期的设计风速转换系数大致相同,台湾地区标准给出的湍流强度建议值明显大于内地标准;台湾地区标准分类计算建筑物主体和围护结构的设计风压,内地标准采用统一表达式,两者给出的设计风荷载组合方式区别明显;以基底剪力和基底弯矩作为评价指标,H/(BL)(1/2)(高宽比)、α地面粗糙度指数)、C_(g)(脉动效应系数)、C_(p)(风荷载体型系数)和Iz(湍流强度),对高层建筑顺风向风荷载的影响程度依次减小,H/(BL)(1/2)和α为主要影响因素;随H/(BL)(1/2)的增大,C_(g)对顺风向风荷载的影响逐渐增强,当H/(BL)(1/2)增大到一定程度时,C_(g)成为主导因素。

基于均匀设计法的定日镜群镜风力系数变化规律研究

根据部分工况的试验数据,通过均匀设计法和回归方程来得到全部工况的数据,以达到简化定日镜风洞试验、提高试验效率的目的,并在此基础上对定日镜群镜平均风力系数进行研究。首先,根据风洞试验得到群镜13个工况的平均风力系数值;其次,分别确定二元非线性回归方程,利用回归方程计算出全部工况下群镜的平均风力系数回归值;再次,通过对典型工况下平均风力系数进行研究得到其变化规律,并分析出全部工况下群镜平均风力系数整体的变化规律;最后得出群镜平均风力系数与单镜平均风力系数变化规律基本一致等相关结论。

5100 m车道客滚船均布设计载荷工况计算

以意大利船级社船体结构规范为基础,结合5100 m车道客滚船实际项目的设计经验,对比客滚船的各种均布设计载荷(Uniform Design Load,UDL)的计算方法,校核UDL设计载荷与轴载荷的匹配情况。针对UDL大于实际装载载荷的情况,对比基于轴载荷的舱段分析与全船UDL工况分析,给出一套UDL同步移动区域的计算方法,将增加结构重量带来的不利影响降至最低。

轮胎有效滚动半径与负荷半径特性研究

为分析轮胎有效滚动半径和负荷半径特性,利用均匀设计方法,对不同条件下的有效滚动半径、负荷半径进行了试验研究,结果表明,滚动半径、负荷半径受速度、气压、载荷影响的趋势基本一致,影响程度不同;外倾角、侧偏角对有效滚动半径和负荷半径的影响规律不同;随着胎面磨损的增加,滚动半径和负荷半径均减小。采用偏最小二乘回归方法获得了有效滚动半径和负荷半径的回归方程,验证结果表明,回归方程精度较高。

耐久性沥青路面混凝土基层荷载应力的数值计算

为给混凝土基层耐久性沥青路面结构设计提供依据,利用均匀设计表安排对混凝土基层底面荷载应力有显著性影响的因素组合,采用三维有限元方法计算混凝土基层底面在标准轴载,以及单轴-单轮、单轴-双轮和双轴-双轮等不同轴载作用下的荷载应力,对计算结果进行回归分析,并分析了轴轮型对基层荷载应力的影响。结果表明:不同轴-轮载作用下,混凝土基层底面的荷载应力与面层厚度、基层厚度、基层模量、地基模量等因素之间存在良好相关关系;此外,双轴-双轮组荷载在基层底面产生的荷载应力小于单轴-单轮组和单轴-双轮组,因此通过增加轴数和轮胎数目可以有效缓解重载、超载车辆对路面的破坏作用。

超长沉管隧道抗震设计及其关键性问题分析

在分析国内外沉管隧道抗震性能研究的基础上,以港珠澳大桥沉管隧道为背景,阐述了超长沉管隧道抗震设计与分析中迫切需要解决的4个关键性问题,即沉管隧道土体与结构相互作用的动力计算方法、非一致地震激励下超长沉管隧道地震响应分析方法、沉管隧道减震控制技术以及沉管隧道振动台试验模拟技术,并指出了沉管隧道工程抗震研究的几个方向.

基于均匀设计的砾类硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

为了深入研究盐渍土地区粗颗粒盐渍土的工程特性及其作为路基填料的可用性指标，从盐胀的主要控制因素土、水、盐、温、力5个方面，采用均匀设计方法，通过一系列的室内单次降温盐胀试验，研究了砾类硫酸盐渍土的盐胀特性及其盐胀规律。试验结果表明，影响砾类硫酸盐渍土盐胀量大小的主要控制因素是含盐量、含水率及其初始干容重，且这3个因素互为联系彼此影响，上覆附加荷载对盐胀量大小的增长具有很强的抑制作用；粗颗粒盐渍土盐胀增长活跃温度区间主要为-5-5℃，其活跃温度区间主要控制因素是含水率；如果土样初始干客重较低，盐胀过程中土体会发生体缩现象。

采用混合高斯模型及边缘变换技术的蒙特卡洛随机潮流方法

提出一种计及输入变量相关性的改进蒙特卡洛随机潮流方法。该方法针对系统输入变量多样性和随机性的特点,建立其混合高斯模型并根据测量数据进行参数估计。在蒙特卡洛仿真基础上,引入均匀设计抽样技术提高采样效率,并通过边缘变换和Cholesky分解产生具有相关性的输入变量样本。采用多重线性化手段在加快计算速度的同时减小潮流方程线性化引起的截断误差。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的测试分析,验证了所提方法的准确性、快速性和有效性。

水电站群联合调峰调度均匀逐步优化方法

由于受到系统规模逐年扩大、调度要求日趋精细和约束集合日渐庞杂等诸多因素影响,如何快速制定合理的发电调度计划是水电站群联合调度面临的关键科学难题,集中体现在初始解的快速生成机制、决策空间的科学辨识模式以及行之有效的优化调度方法等3个方面。为此,从工程实用化角度出发,提出求解水电站群联合调峰调度问题的均匀逐步优化方法。该方法首先依据水电系统相邻日运行工况估算各水电站可能发电能力,并由上游到下游依次采用切负荷方法来快速生成初始解;然后将多阶段决策问题分解为若干两阶段子问题进行求解,并将均匀试验设计耦入各阶段决策变量集合的构造工作,指导算法优选少数富有代表性的决策变量,大幅减少运算量与存储量,进而降低方法的计算复杂度;同时,在寻优过程中将多重复杂运行约束统一集成至指定约束,以动态辨识可行搜索空间,进而降低算法的计算消耗。工程应用结果表明,所提方法可快速获得满意调度结果,能够切实服务于水电调度运行工作的开展。

高超声速飞行器防热瓦结构的变厚度轻量化设计方法

针对非均匀气动加热条件下三维复杂防热瓦结构的轻量化需求,基于变厚度设计理念,发展了一种基于网格变形技术(ASD)和热固耦合分析相结合的防热瓦结构优化方法。优化结果表明,基于网格变形技术能够快速有效地解决优化过程中的网格自动更新问题,避免了网格重新划分的耗费及复杂结构网格重构的困难,并得到了光滑柔顺的厚度形状曲线;相比等厚设计,变厚度设计可以有效考虑载荷的非均匀效应,并极大地减轻结构重量;优化后可以更充分发挥防热瓦结构各层材料的承载能力。

基于均匀设计思想的结构优化方法

为了寻求新的优化设计方法,引进了均匀设计——一种仅考虑试验点在试验范围内均匀散布的试验设计方法.对均匀设计表进行了一定的改进,提出了余表的构想.余表提供了优化过程中可能的迭代方向,解决了搜索方向的问题.借助配方试验设计思想提出了配方设计表的设计方案,利用此方案探讨了最佳初始迭代点的选择问题.通过算例考察了体积约束条件下两端简支和两端固支轴向受压柱的屈曲优化问题,给出了优化后柱体的形状.结果表明,均匀设计思想可以用于结构优化设计问题.

奇异值分解结合均匀设计采样的半不变量法概率潮流计算

在样本形成过程中半不变量法概率潮流(PLF-CM)计算可能遇到输入变量相关系数矩阵非正定的情况,此时常用的Cholesky分解不再适用。提出一种奇异值分解(SVD)结合均匀设计采样(UDS)的PLF-CM计算方法。通过SVD和UDS结合Nataf变换得到考虑相关性的随机变量样本,借助这些样本计算常规数值方法难以求解的部分输入变量的半不变量,利用SVD处理输入变量的协方差矩阵以准确计算输出变量的半不变量,采用Cornish-Fisher级数展开求得输出变量的概率分布。以改造后的IEEE 14节点测试系统为算例,验证了所提方法的快速性、有效性及对高渗透率新能源发电的适应性。

非均匀气动加热下隔热层结构的优化设计

为获得非均匀气动加热条件下高超声速飞行器不同部位的合适的热防护系统厚度,发展了一种基于网格变形技术(ASD)的隔热层结构优化方法。以高超声速飞行器的复合材料隔热层结构为研究对象,采用有限元法在局部均布热流载荷、三角形均变热流载荷和二次函数热流载荷等作用条件下建立隔热层结构的热固耦合分析模型,提出了基于ASD技术与热固耦合分析相结合的结构轻量化设计方法。结果表明,基于网格变形技术能够快速有效地解决优化过程中的网格自动更新问题,并得到了光滑柔顺的厚度形状曲线,优化后更充分发挥了隔热层结构各层材料的承载能力。

砂粒式超薄沥青混凝土粗集料骨架特性

为了研究砂粒式超薄沥青混凝土级配的骨架特性,采用逐级填充试验,以粗集料间隙率（VCA）、加州承载比（CBR）和最大贯入荷载（MPL）为指标,分析了不同粗集料组合方式对砂粒式超薄沥青混凝土骨架密实性以及骨架强度的影响,探讨了CBR、MPL用于评价干混集料骨架强度的适应性,并结合均匀设计和灰关联熵分析法确定了影响粗集料骨架特性的关键筛孔,进而推荐了各档粗集料含量的范围。结果表明,最大贯入荷载能很好地反映集料抵抗外界荷载的能力,适合作为砂粒式超薄沥青混凝土骨架强度的评价指标;2.36mm、1.18mm筛孔上集料含量对VCA和MPL的影响显著;三档粗集料含量的推荐范围分别为8.3%-16.3%;78.6%-82.6%;5.1%-9.1%。

局部荷载作用下四边固支矩形板的计算用表

运用能量变分法,给出了局部荷载作用下四边固支矩形板的跨中弯矩和挠度的计算用表,以及不同相等原则下的等效均布荷载因数.与《混凝土及砌体结构》中的结果对比,证明了该方法的精确性,所得出的计算表格可供工程应用参考.

浑水水力分离清水装置的优化试验研究

运用均匀正交设计法和投影寻踪回归分析法(PPR)对浑水水力分离清水装置进行优化试验研究。通过选用高度、底孔、浓度、进流量4个主要影响因素对浑水分离清水装置进行了均匀正交试验,并且利用投影寻踪回归分析方法对试验结果进行了数据分析及计算机仿真优化,明确了耗水率的主要影响因素是底孔和高度,溢流含沙量的主要影响因素是浓度,表面负荷率的主要影响因素是进流量。

片石混凝土路面荷载应力分析

在分析片石混凝土材料特性的基础上,用三维有限元软件COSMOS对片石混凝土路面荷载应力进行计算,同时采用正交设计方法对荷载应力的影响因素进行分析,得出各影响参数的变化规律,并采用均匀设计法安排参数组合,SPSS回归分析软件拟合出适用于片石混凝土路面荷载应力的实用计算公式。

通信机房楼板承载力鉴定方法

针对我国通信网络建设现状,结合各个时期建筑结构荷载设计规范具体内容,列出了根据设备布置计算等效均布活荷载的方法及判断楼板承载力是否安全的依据,并给出了具体算例。

UD-IGA网络构造法在短期负荷预测中的应用

电力系统短期负荷预测既是电力系统调度部门制定发电计划的依据,也是制定电力市场交易计划的基础,它对电力系统的运行、控制和计划都有着非常重要的影响。可由于负荷预测的复杂性、不确定性,难以获得精确的预测值。为提高预测精度,针对电力负荷的特点,综合考虑历史负荷、天气、日类型等因素的影响,将基于均匀设计(UD)和改进遗传算法(IGA)的网络构造法用于短期负荷预测。数据样本训练和实际预测结果表明,该模型不仅可避免陷入局部极小点,而且提高了预测精度和网络的训练速度。

考虑几何缺陷的非均匀加筋圆柱壳结构优化设计

为了提高加筋圆柱壳结构的承载能力,提出了一种新型的非均匀加筋圆柱壳结构设计方案,其中加筋圆柱壳筋条体系采用非均匀布置的方式。本文基于非线性显式动力学方法对非均匀加筋圆柱壳进行了稳定性分析,得到了壳体完善结构和缺陷结构的承载能力。研究结果表明:在不改变结构质量的情况下,非均匀加筋圆柱壳结构以降低壳体两端刚度和增强壳体中部刚度的方式来避免壳体结构中部率先发生屈曲失稳,从而提高了薄壁结构的承载能力。此外,非均匀加筋圆柱壳结构在抵抗几何缺陷方面表现出更为优异的力学性能,具有更低的缺陷敏感性。基于此,本文构造了低缺陷敏感性的非均匀加筋圆柱壳优化模型,并应用算例证明了该优化模型的实用性以及该结构在工程中的适用性。