高速列车受电弓舱气动外形多目标优化设计

为提高高速列车运行过程中的气动性能,降低运行成本,针对受电弓舱气动结构外形,利用计算流体力学原理对矩形、椭圆形、胶囊形和六边形4种内置式受电弓舱结构进行数值模拟计算,计算得到矩形内置式受电弓舱结构能够最大程度改善受电弓气动阻力与气动升力性能。在此基础上,以矩形内置式受电弓舱主要结构参数为优化设计变量,受电弓气动阻力和气动升力为优化目标,选取最优拉丁超立方设计的试验设计方法建立响应面近似模型,采用第二代非劣排序的遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ),对矩形内置式受电弓舱气动结构外形进行多目标优化设计。结果表明:完成320次优化迭代计算后得到一系列Pareto优化结果,优化后的模型可使受电弓气动阻力最多降低5.9%,受电弓气动升力最多降低2.5%,与原始模型相比,受电弓舱倾角增大,其余设计变量变化不大;高速列车运行时,受电弓舱倾角越大越有利于改善受电弓部位气动阻力和升力性能。

基于INSGA-Ⅲ算法的船舶舱室喷涂轨迹规划

[目的]舱室喷涂是船舶涂装至关重要的环节之一,喷涂轨迹规划直接影响涂装作业效率和涂层品质,而舱室喷涂环境比较复杂。[方法]首先对舱室喷涂区域进行划分,分别建立不同区域的漆膜厚度成长模型,以考虑涂层质量、喷涂效率和涂料用量多目标优化建立喷涂轨迹目标函数,并采用混合改进多目标优化算法INSGA-Ⅲ求解目标函数。设计算法流程,生成各区域喷涂工艺优化方案,并进行喷涂轨迹仿真。[结果]按优化后的轨迹进行喷涂,涂层厚度均匀性满足舱室涂层质量要求,同时喷涂轨迹规划效率和涂料利用率显著提升,舱室涂装成本有效降低。[结论]该方法在提升轨迹规划效率、保证喷涂质量与均匀性等方面表现出色,为后续提升舱室涂装技术奠定了基础。

国产吊舱推进器实船安装技术研究

吊舱推进器是一种成熟且先进的电力推进系统。国外的吊舱推进器技术仍然占据主力地位,我国大功率吊舱推进器技术尚未真正实现实船应用。当前,我国受外国技术封锁日益严峻,迫切需要掌握吊舱推进器国产化技术,实船运用国产吊舱推进器。本文结合某智能型无人母船,对国产吊舱推进器首次实船安装进行技术研究。

自贸港建设背景下高校空中乘务专业应用型人才培养目标、规格及培养体系改革研究

根据2020年发布的《海南自由贸易港行业紧缺人才需求目录》,空乘人员是自贸港建设的紧缺性人才。在行业调研的基础上,围绕专业培养适应海南自由贸易港建设需要,对空中乘务专业的人才培养目标定位、规格及培养体系进行探索,以期专业人才培养能有效结合海南自贸港建设发展新形势,立足本地区域发展特色,与民航企业的人才需求零缝隙对接,既为自贸港建设下的民航服务行业输送专业人才,又能够推动该专业的积极发展。

正压富氧舱轻量化设计研究

正压富氧舱是一款面向长期工作在高原地区的高原病患者的医疗保健舱,通过提高舱内压强和氧气浓度的方式,创造正压富氧环境来缓解和治疗高原病。但是由于其本身质量较大,运输极其不便,高原地区的施工人员在出现高原病症之后因为缺少正压富氧舱而不能及时缓解症状,对他们的人身健康造成影响。本文以多人正压富氧舱为研究主体,在SolidWorks软件中建立相应的三维模型,通过ANSYS Workbench软件运用拓扑优化和多目标参数优化法,对正压富氧舱的舱体内壳、舱体外壳和夹层加强筋三个主要部分进行轻量化设计,最终在最大变形,最大应力量允许的变化范围内,保证了其强度、刚度和安全性的同时,对正压富氧舱整体减重了24%,达到了轻量化的目标,为后续更深入的研究提供了一些理论依据。

泡沫铝填充结构救生舱多目标优化设计

为提高救生舱的安全性,设计了1种泡沫铝填充结构救生舱。利用Workbench对原型救生舱进行静力分析,以泡沫铝填充结构救生舱的内外板厚、泡沫铝厚、纵向和横向加强筋宽为设计变量,以原型救生舱的最大应力、最大位移以及模型质量为约束条件,以泡沫铝填充结构救生舱的静态最大应力、最大位移及质量为目标函数,分析各设计变量对目标函数的灵敏度并进行多目标优化设计;并利用数值仿真方法研究优化后的泡沫铝填充结构救生舱的抗爆炸冲击性能。结果表明:与传统救生舱相比,优化后的泡沫铝填充结构救生舱可以显著提高救生舱的静力及抗爆炸冲击能力,进而提高其安全性能。

基于鱼群算法的舱室布局优化问题关键技术研究

布局优化问题的研究其实就是组合最优问题的求解。在求解过程中会涉及到许多约束条件,即求解组合优化问题时需要调整的设计参数,引入人工鱼群算法求解深潜器舱室人员布局优化问题。深潜器舱室在布局问题中具有复杂性和特殊性,因此,结合多目标优化问题的求解思路进行模型计算,并获得优化布局设计方案。为了验证布局方案的有效性和人机工程性,对布局方案进行计算机建模仿真,并运用JACK软件对布局方案进行评价,求证布局结果的合理性,对后期的设计展开提供理论支持和指导,并验证人工鱼群算法对深潜器舱室布局进行优化设计方法的有效性。

一类公务机客舱布置的多目标优化

针对双发涡扇公务机在总体设计阶段的客舱布置,建立了基于经济性与舒适性的优化模型并计算了一个案例。运用回归分析对大量该类飞机的历史数据进行了统计分析,得到了若干客舱几何参数与飞机总体参数及经济性、舒适性指标的数学关系式,并提出了两类指标的数学模型并进行了无量纲化。最后通过线性加权法求解了基于经济性与舒适性的多目标优化问题的一个案例。为在飞机总体设计阶段优化客舱布置提供了一个可行的方案。

导弹战斗部杀伤效果若干参数算法的研究

在导弹战斗部杀伤效果的若干参数计算中采用有效面对原点在某一铅垂面上投影方法,将目标的所有有效面等效为该铅垂面上的一个总的投影面,提出了舱段之间有遮挡时遮挡处理的计算方法。计算出平均破片数,平均破片落入角,破片到目标舱段面的平均距离。该计算模型对直线传播问题的处理上具有参考价值。

基于引力搜索算法的舱室分布方案设计

舰船舱室布置设计过程中需考虑的问题繁多,设计方案往往需要反复修改。为了提高舰船舱室布置设计的质量和效率,提出了一种舱室分布方案设计方法。首先针对舱室在舰船某一层带有主要结构的甲板上的分布问题,依据设计规范、统计规律以及设计经验等,在分析舱室布置要求的基础上建立了环境因素、技术要求、重量分布和面积目标函数,形成数学模型。然后将引力搜索算法基于小生境技术改进成多目标引力搜索算法并引入到模型中,从而搭建出舱室分布方案设计模型。最后通过算例进行试验,试验结果显示所得方案可较好的符合设计要求,说明方法具有一定的合理性和可行性。

基于解构·重构思维的潜水器舱室布局优化

载人潜水器舱室布局优化是提高潜航员人因可靠性、减少人为误操作的重要方法。结合蛟龙号实际案例,借助解构·重构思维的美学视域,尝试突破潜水器舱室传统布局优化模式,以开放跨学科式的文化视角对潜水器舱室进行解构重构式布局优化,从美学角度解构重构合乎人机工效的潜水器舱室空间布局模型,并采用多目标遗传算法进行验证,探究蛟龙号潜水器舱室布局优化的新途径,也为同类狭小空间布局研究提供参考。

民机客舱布局工效学量化设计模型

为提升客舱布局设计效率及面向民机客舱快速仿真设计系统提供技术支撑,提出了一种民机客舱布局量化设计模型。该模型面向工效学设计需求,以座椅排距、座椅排数、各级客舱舱段长度等作为设计变量,构造了舒适性、安全性、经济性三类目标函数,实现了客舱边界限制、人机空间耦合关系、适航安全性要求等约束条件的量化描述。分别以双通道宽体干线客机、单通道窄体干线客机和支线客机为应用算例,对所提模型的可用性进行了计算验证。结果表明:所提模型可适用于多种机型的客舱布局设计,能够提供多个满足舒适性、安全性、经济性等多样化工效学设计指标的量化设计方案,并可给出各类指标进一步的优化途径。所提模型在一定程度上实现了民机客舱布局量化设计,为概念设计阶段客舱布局快速设计和多方案比较提供了一种新的方法,同时也可作为航空公司客舱布局选型的定量化辅助决策工具。

地面目标红外成像仿真系统的设计与实现

设计了融参数化模型输入、数据及图像仿真、结果处理与评价、成像显示与存储于一体,汇计算目标流场、温度场、红外辐射特性等结果为一体的地面目标红外成像仿真系统;利用该系统开展了车载发电机组舱红外特性仿真,并将仿真计算与试验测试结果进行了比对,结果表明仿真方法合理有效,地面目标红外成像仿真系统可应用于类似目标、不同工况、多种背景下的地面军事目标红外成像仿真分析。

大型舱段校正机构设计与仿真分析

大型舱段在卧式对接状态下,受自身载荷作用会发生圆度超差及变形量超差的问题,会使舱段在对接过程中出现协调困难。为了解决这些问题,提出了一种环形校正机构来校正端口的变形量及对接时的圆度。通过ANSYS Workbench软件对舱段端口的圆度超差进行有限元仿真分析,用来确定理想圆度下校形力的大小。同时针对变形量超差的问题,设计了多目标优化的模型来控制和优化校形时端口的变形量,并提供校形力的参考值。结果表明:通过对校形力的优化设计,该校正机构通过施加一定的校形力,能够满足对接面端口的变形量要求及圆度要求,对舱段对接的实现有着重要的意义。

收纳仓的多目标优化设计

以喷涂行业缸体收纳仓所受载荷为研究对象,先利用三维软件对收纳仓进行建模,再利用Workbench软件进行数值仿真,并对收纳仓结构设计的若干参数进行优化设计,通过仿真分析其结构设计参数与收纳仓最大正应力之间的关系,求出收纳仓轻量化设计参数的最优解。优化结果表明,在保证收纳仓强度和刚度的前提下,收纳仓的质量降低了约3.4%,从而节约了收纳仓的制造成本,提高了收纳仓抵抗变形的能力,为收纳仓的设计及轻量化提供了理论依据。

海工舱室之间隔声效果的现场实验及计算方法探讨

概述国际海事组织(IMO)、国际标准化组织(ISO)和挪威工业协会(NORSOK)所使用的船舶或海工舱室声学特性评价方法及控制标准,结合某半潜海洋平台生活区舱室实船实验数据,通过实验分析论证各种标准舱室隔声评价量的共性和差异,指出隔声构件和由其搭建的舱室隔声结构隔声评价量和计算方法的需完善之处。

煤矿井下车辆驾乘舱安全保护结构试验及设计方法

煤矿井下无轨胶轮车行驶工况恶劣,对驾乘舱体安全性能具有较高的要求,但目前安全试验方法与标准体系并不完善。因此分析了地面工程车辆驾乘舱体安全保护结构相关技术标准现状,阐述了安全保护结构试验设备和方法;在此基础上,提出了煤矿井下车辆驾乘舱体结构抗挤压强度的试验方法,同时对设计过程中安全保护性能方面需考虑的问题进行了讨论分析,为煤矿井下车辆驾乘舱的设计与试验提供参考。

脉冲氙光灯对传递窗消毒效果的研究

目的研究脉冲氙光灯对传递窗及舱内物体表面消毒的效果。方法采用载体定量杀菌试验方法,对一种脉冲氙光消毒传递窗舱内物体表面的消毒效果进行观察。结果脉冲氙光消毒传递窗消毒作用1 min、3 min、5min和10 min,对受试金属片及纸片两种载体表面金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌及大肠杆菌的杀灭对数值均> 3,符合2002年版《消毒技术规范》要求;而脉冲氙光消毒传递窗消毒作用1 min、3 min、5 min和10 min,对受试金属片和纸片载体表面枯草芽孢杆菌黑色变种和白色念珠菌的杀灭对数值均<3,但杀灭率均在90%以上。结论脉冲氙光消毒传递窗对舱内物体表面细菌繁殖体具有杀灭效果,对舱内物体表面枯草芽孢杆菌黑色变种和白色念珠菌的也具有一定的杀菌作用;且该消毒方式作用时间较短,可以实现对舱内多种物体表面的快速消毒。

基于禁忌搜索算法的船舶舱室智能布局设计

为提高船舶舱室布置的自动化、智能化水平,建立了船舶甲板布置区域模型和包括相对位置目标、绝对位置目标及人机工程约束目标的多目标优化数学模型.在建立模型的基础上,针对船舶舱室布局优化设计的特点提出了一种基于多初始解共同进化和模拟退火算法Metropolis接受准则相结合的改进的禁忌搜索优化算法,新算法可有效减少禁忌算法对单一初始解的依赖性,加快算法的收敛.最后运用建立的优化模型和改进后的禁忌搜索算法进行了仿真实验,实验结果验证了模型的可行性和改进的禁忌搜索算法性能的优越性,可有效缩短传统的舱室布置设计周期,提高设计质量.

载人潜器载人舱出入舱口加强结构优化

针对载人潜器出入舱口加强结构,采用最优拉丁超立方方法进行了样本点的选取,利用有限元分析软件对样本点进行了临界应力和载荷的计算,采用响应面模型对样本点进行了近似,得到了满足工程要求的近似模型,进一步以临界载荷为约束、以载人舱质量和临界应力为目标函数建立了载人舱出入舱口加强结构多目标优化模型,最后针对该多目标优化模型采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行优化的求解,得到了优化结果,为载人舱出入舱口加强结构设计提供了依据。