ICM模型的水文参数局部灵敏度及其稳定性分析

将城市综合流域排水模型(ICM,Integrated Catchment Management Model)应用于武汉长江隧道及其周边区域,采用2013年7月的3场独立场次降雨资料对模型进行率定。在此基础上利用修正的Morris筛选法定量分析ICM模型中水文参数的局部灵敏度,并采用统计学方法分析各参数敏感度值的稳定性,为模型的参数率定提供参考。结果表明,对于径流系数,产流表面不透水率是敏感参数;对于流量峰值,产流表面不透水率为高敏感参数,汇水区面积,产流表面坡度和汇流参数为敏感参数。不同场次降雨模型的参数敏感度值具有较大差异性,初损对径流系数和流量峰值的输出影响最不稳定,表现在变异度最大,高达107.7%和244.95%,而管道长度和管道曼宁系数最稳定,变异系数都为0。

生命周期视角下镍钴锂再生料现状与标准化研究

近年来我国新能源汽车产业发展迅速,作为产业发展关键原料镍、钴、锂资源的需求量激增。我国镍、钴、锂资源相对稀缺,受主要供应国的矿产出口管制,资源供需矛盾日益突出,需要通过进口优质的镍、钴、锂再生料,拓展多元的资源供给渠道。从生命周期及循环发展的角度出发,基于我国镍、钴、锂再生料生产工艺流程、环境效益和标准化现状,对我国现有再生资源标准进行解读和分析。针对商品编码、鉴别方法、进出口税率、碳足迹核算和再生料标准等方面,提出切实可行的建议,为我国再生资源进口、保障供应链安全提供指导。

位移约束集成化处理的连续体结构拓扑优化

为解决多工况下多位移约束的连续体结构拓扑优化问题,引入了K-S函数对位移约束进行集成化处理.在建立优化模型时,基于莫尔定理按ICM方法导出约束点位移与设计变量之间的近似显函数关系,然后采用Lagrange乘子法进行求解.给出三个算例对该方法进行验证,并与ESO法、BESO法、MD法以及均匀化方法的结果进行比较.结果表明:该方法计算效率较高,并且能够计算出更合理的结构拓扑.

结构拓扑优化局部性能约束下轻量化问题的互逆规划解法

瞄准应力和疲劳两类局部性能约束的结构拓扑优化问题,概括为分部、化整和集成3种解法和交融的3种解法。类比应力约束推导了疲劳寿命情况,一为满疲劳公式,二为疲劳寿命约束全局化的结构寿命概念和相应解法。在倒寿命概念下,实现了疲劳寿命约束与应力约束的规格统一。补充和完整了已有的局部性能约束解法,属于单目标模型,有分部、化整、集成三种。基于互逆规划理论的定理2,提出了交融优化解法,是单目标与多目标模型的交替迭代,有分部-集成、化整-集成和集成-集成三种。上述6种解法皆基于ICM方法进行建模。算例表明,新提出的交融优化方法提高了求解效率。

结构拓扑优化ICM显式化与抛物型凝聚函数对于应力约束的集成化

对于连续体结构拓扑优化问题,该文指出:其最大求解困难除因0-1离散变量的本质造成,更因为目标函数、约束条件在理论上无法建立同0-1拓扑变量的直接联系。ICM(独立-连续-映射)方法解决了这一困难:用阶跃函数构筑了0-1变量与单元具体物理量或几何量联系的桥梁;将其逆函数(我们称之为跨栏函数)代入具体的优化表达式中,就可以显化拓扑优化模型与0-1变量的关系;其中跨栏函数用其逼近函数——过滤函数代替之,于是,不可微的结构拓扑优化规划就被可微化;进而可调常用的光滑算法进行有效的求解了。在磨光函数和过滤函数分别逼近阶跃函数和跨栏函数的同时,传统的0-1拓扑离散变量扩展为[0,1]区间上的连续变量了。由于许用应力、弹性模量、密度等材料性质被过滤函数识别,因而产生了相应的单元全程性质的概念,同理定义了单元全程几何参数的概念。基于ICM方法,利用单元全程许用应力,可以便捷地推导出结构拓扑优化应力奇异问题的ε-松弛解法的公式。提出了抛物型凝聚函数,证明了相关的定理,并且用于应力凝聚化处理的拓扑优化问题求解。另外,数值算例表明该文方法是有效的。

高性能β钛合金设计研究进展--从经验试错到集成计算

随着材料基因组计划(MGI)及集成计算材料工程(ICME)的快速发展,材料设计已经从过去的经验试错法转变为基于数据库、计算模型、高通量实验的集成设计。本文回顾了国内外钛合金的发展历史与合金化思路,发现以Al、Zr、Sn、Mo、V、Cr、Fe多元素复合强化的近合金成为高性能合金发展趋势。在此基础上本文对钛合金的设计方法进行了总结,其中包含基于经验/半经验理论的试错法、Mo当量法、e/a法以及团簇-连接原子模型法和基于基础理论计算的Bo-Md方法和CALPHAD方法。最后,文章对结合第一性原理(ab-initio)、计算热力学(Calphad)、晶体塑性有限元模拟(CP-FEM)的集成计算材料设计方法进行了介绍,并对该方法在钛合金设计中的应用前景进行了展望。