单回路空间两平移并联机构拓扑设计与尺度优化

针对狭小空间内工作机器的需求,根据基于方位特征集的并联机构拓扑设计理论和方法,设计了12个移动副驱动的单回路空间两平移并联机构,并对其进行了自由度计算;对其中8个机构进行运动学建模,分别推导出其一元八次方程(封闭解)和符号式反解,并进行数值算例验证;运用差分进化算法以限定尺度约束下的可达工作空间最大为优化目标,分别对其中8个机构进行尺度优化,并求得其对应的可达工作空间,对比分析后优选出2个具有最大可达工作空间的两平移并联机构;为刚度分析、动力学分析及结构设计奠定了基础。

粘性波动方程解的逐点估计

本文中研究二维空间带粘性项非线性波动方程解的逐点估计。在经典解整体存在的情况下,解可由格林函数表示,通过对格林函数的详细分析,以及它与非线性项的相互作用,得到解的逐点衰减。

二维线性化Navier-Stokes-Poisson方程解的逐点估计

本文研究了二维空间线性化的等熵可压缩Navier-Stokes-Poisson方程柯西问题.通过把方程组转变成关于单个函数的方程,求解出各个函数,得到方程组的格林函数.利用对格林函数的详细分析,获得了方程组解的逐点估计.结果显示方程组中电流密度以热核的速度衰减,动量密度衰减慢得多,且其L2范数不衰减.

一种动态锁定式多星协同任务规划的A2C算法

提出了一种基于强化学习算法的多星协同任务规划方法。该方法将多星协同任务规划视为多个双星协同规划,采用相邻双星锁定的方式来共享双星任务规划结果信息,基于A2C(优势动作评价)强化学习算法对双星任务规划的结果进行再调整。针对多星协同任务规划状态空间复杂且变化的问题,设计了两级状态空间和价值评价函数决策的方法,对强化学习所依赖的状态空间进行维度限制,确保智能体对任务进行调整的过程不影响状态空间维度。算法设计过程考虑了多种约束条件,设置了天气、成像质量和成像优先级等可调参数作为强化学习A2C算法的评价参数,这些可调参数有助于用户自定义决策评价体系。最后,通过仿真验证了算法的可行性。仿真结果表明,该算法多星协同任务规划的组合任务抛弃率小于10%。

亚临界雷诺数下串列双波浪锥柱绕流数值模拟

针对风力俘能结构布局问题,基于大涡模拟(LES)方法,在亚临界雷诺数下(Re=3900)研究有限长串列双波浪锥柱的升阻力特性及其流动结构随间距比的变化规律。结果表明:由于上游波浪锥柱的影响,下游波浪锥柱的脉动升力系数大幅增大,当间距比为3时,表面时均压力系数分布形式呈反向分布;随间距比增加,上游波浪锥柱尾流充分发展,并产生大量肋状涡撞击在下游波浪锥柱表面,下游波浪锥柱产生大的脉动升力,相较于单直圆柱提升约15.3倍,阻力系数降低约0.172。所得结果可为风力俘能结构布局提供有益参考。

我国省际数字技术创新水平测算及区域差异研究

本文通过专利文本分析识别得到45万余条我国数字技术专利,构建二阶段时空极差熵值法测算我国2000—2020年31个省份的数字技术创新水平,采用Dagum基尼系数和方差分解方法,从空间和结构双重视角探究我国数字技术创新水平的区域差异及来源,并运用地理探测器探寻数字技术创新水平差异的驱动因素。研究发现,我国数字技术创新水平呈现波动上升趋势,2010年以后增长态势更为明显;广东、北京、江苏、上海和浙江是数字技术创新水平最高的5个省份;我国数字技术创新水平呈现“东高西低”“南高北低”的空间分布格局;“东–西”区域间差异是数字技术创新水平差异的主要空间来源,创新数量差异是数字技术创新水平差异的主要结构来源;从驱动因素看,研发人力投入是影响数字技术创新水平差异的主导因素,研发人力投入与信息基础设施的交互组合是关键性驱动因素,不同地区的驱动因素有所差异。本研究丰富了数字技术创新水平评价相关研究,对探索各地区数字技术创新水平具有借鉴意义。

基于两步迭代收缩法的多稀疏空间图像快速重构方法

由于多稀疏空间图像重构时,像素范围选取过大、峰值信噪比低以及重构时间长,导致图像重构方法存在重构效果差的问题,提出基于两步迭代收缩法的多稀疏空间图像快速重构方法。明确多稀疏空间图像重构存在的问题,在明确问题后,以迭代收缩阈值算法为基础,引入迭代加权收缩算法,结合每一轮迭代结果作为初值,完成图像重构的两步迭代收缩法设计,实现多稀疏空间图像快速重构。实验结果表明:应用该方法后的重构多稀疏空间图像峰值信噪比达到37.9 dB以上,图像重构时间仅为16.0 ms,图像结构相似性达到了0.98以上,并且重构多稀疏空间图像的效果更好,经过实验分析证实了所提方法具备可行性。

计及频率响应时空相关性的新能源电力系统惯量估计方法

高比例新能源电力系统惯性水平低、不确定性强,系统惯性水平与频率动态响应过程密切相关。系统内各节点之间的频率响应过程在时空上具有相关性,动态量化节点间频率的时空相关性是实时估计新型电力系统惯量的技术手段。首先,给出了面向同步机组和新能源发电机组惯量的计算方法;其次,利用Granger因果检验算法,动态分析系统内不同节点之间频率的相关性,构建随时间变化的系统频率时空因果相关集合;此外,基于系统内各节点频率响应过程的摇摆方程,建立系统惯性常数-频率状态空间模型;然后,基于无迹卡尔曼滤波器和固定滞后平滑器,提出高比例新能源电力系统惯量估计方法;最后,在改进的IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性和适用性。结果表明,所提方法可以在不同新能源渗透率和频率扰动场景下保证惯量估计效果的一致性,具有工程应用潜力。

地铁工程施工三元空间安全韧性评价

研究目的:为提高地铁工程安全管理水平,将韧性理论引入安全管理领域。从三元空间安全理论出发,采用二维云模型进行地铁工程施工安全韧性评价。首先,从三元空间的物理空间、社会空间、信息空间出发构建地铁工程施工安全韧性分析框架,参考相关文献建立地铁工程施工安全韧性评价指标体系;然后,兼顾韧性的防御特性和恢复特性,以防御和恢复作为二维云模型的维度建立地铁工程施工安全韧性评价二维云模型,利用云发生器MATLAB编程计算韧性标准云和评价云的云数字特征,生成云滴及韧性云图,对比评价云图和标准云图,结合贴近度来判定安全韧性等级;最后,进行实例分析。研究结论:(1)韧性理论引入安全管理领域,为地铁工程安全管理实践提供了新理念;(2)从物理空间、社会空间、信息空间出发,建立了包括人员因素、材料因素、设备因素、技术因素、管理因素、环境因素、信息因素七个准则层共24个评价指标的安全韧性指标体系;(3)对青岛市地铁5号线某车站工程施工安全韧性水平的综合评价结果为“中度韧性”(Ⅲ级),在工程进行中不仅要注重安全风险防御,还应该注重加强快速恢复能力;(4)二维云模型,将韧性的防御特性和恢复特性综合考虑,云图更直观,可视化更强,可为地铁工程安全韧性评估提供新思路。

山地城市崖壁景观特征及保护利用策略——以重庆两江四岸区域为例

【目的】崖壁作为山地城市重要的地域性景观之一,在城市意象、社会生活和相关城市职能中发挥着重要作用。新时代背景下,崖壁景观的地位和角色也逐渐发生变化。崖壁景观的可持续发展于城市及其本身都具有重要意义,然而目前关于崖壁景观的系统性认知比较匮乏。【方法】以崖壁景观分布集中的重庆两江四岸区域为例,综合运用实地调查、史料梳理、ArcGIS空间分析等手段对山地城市崖壁景观特征及保护利用途径进行深入调查和讨论。【结果】两江四岸区域崖壁景观在总体空间分布上呈现依附山形地势与滨江临水两大特征;在空间形态上可划分为自然崖壁、人工介入崖壁,人工崖壁3种类型,自然崖壁生境类型丰富多样,人工介入崖壁和人工崖壁则相对单一;崖壁景观提供了多元复合的功能空间,是重要的人文景观载体。【结论】从崖壁空间功能转型、周边资源整合利用和自然生境保育3个方面提出崖壁景观的可持续发展策略,为山地城市崖壁景观的保护和开发利用提供参考。

星载二维转台U型架结构轻量化与优化设计

星载二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,U型架是转台的关键支撑部件。为了对星载二维转台U型架进行结构优化与轻量化设计,研制高承载比和轻量化的星载二维转台,本文设计了一种用于星载二维转台的碳纤维复合材料U型架。首先,利用碳纤维复合材料代替钛合金材料,结合考虑工艺性,设计了一种变截面管状结构U型架。接着,按照基于铺层工艺的有限元建模方法对碳纤维U型架进行有限元建模与仿真分析。然后,试制U型架样机并通过模态试验验证有限元模型的准确性。最后,提出一种理论分析法、遗传算法、有限元法相结合的三级优化方法对碳纤维U型架铺层角度、铺层厚度与铺层顺序进行优化设计。结果表明:模态试验与仿真得到的U型架振型完全一致,频率相差在5%以内。初始设计的碳纤维U型架比钛合金U型架质量减少了45.7%,通过对复合材料铺层的优化设计,使U型架质量进一步减少了13.8%,固有频率提升了10.14%。本文所采用的复合材料建模与优化方法正确,设计的碳纤维U型架满足星载二维转台轻量化设计需求。

基于SGP4模型的空间站轨道精度分析

针对在地面站天线对空间站观测任务中,通常基于卫星工具包(satellite tool kit,STK)软件规划出天线对空间站的方位角和俯仰角,实现天线对空间站的自动跟踪.为了保证天线跟踪的准确性和可靠性,需要定期计算出准确的空间站轨道和天线的方位俯仰角,并更新规划任务.因此科学分析与评估空间站两行轨道根数(two line elements,TLE)长期预报精度,对地面站实现空间站的精准跟踪具有重要意义.本文以中国空间站(China Space Station,CSS)梦天实验舱为例,基于TLE数据,利用STK软件提供的简化常规摄动规模型(simplified general perturbations4,SGP4)模型计算空间站轨道以及空间站相对于西安地面站的方位角和俯仰角,并分析不同策略下的精度效果.试验结果表明:在第二天更新空间站的TLE,可以获得较好的轨道结果,从而更好地保障天线的跟踪精度.

稀土电解槽阳极缺陷间距对气泡运动影响的数值模拟研究

为研究电解阳极表面缺陷对气泡生长的影响,以竖插阳极为研究对象、建立阳极表面电场-气泡生长运动耦合模型,建立VOF模型和Species Transport模型,实现气液之间的传质,分析了电解质主流速度为0.125 m/s时阳极缺陷间距对气泡生长的影响。研究表明:当阳极缺陷间距为0.2 mm时,气泡脱离时间为0.422 67 s,脱离直径为0.967 mm;阳极缺陷间距为0.5 mm时,气泡脱离时间为0.396 82 s,脱离直径为0.939 mm;当阳极缺陷间距为1 mm时,气泡脱离时间为0.137 06 s,脱离直径为0.428 mm。缺陷间距为0.2 mm和0.5 mm时,气泡之间易发生聚并;缺陷间距为1 mm时,气泡之间不易发生聚并,单个气泡易发生脱离,同时气泡脱离会带动相邻气泡的脱离,使得相邻气泡的脱离时间和脱离直径缩小。研究成果对电极的处理以及电解槽的设计优化具有一定指导意义。

基于双维压缩与综合活性的案例知识进化研究

知识作为企业价值创造的核心资源,其生命周期在加速缩短,导致知识低效、失效、冗余等问题日益突出,而知识进化可有效缓解前述问题,提升案例库质量、提高知识应用效用,因此,研究提出基于双维空间压缩与综合活性测度的案例知识进化方法。首先采用C4.5-NRS算法约简案例属性集,完成案例库纵向压缩,减少后续计算的工作量和冗余属性的影响;其次,基于改进K-means聚类横向压缩案例空间,并结合聚类中心信息熵圈定待进化案例簇;而后,基于时效活性、应用活性、稀缺活性、熵活性等指标,得到待进化案例知识的综合活性;最后,依据既定阈值确定待进化案例的进化操作。算例结果表明,进化后案例库的平均活性和运行效率均有明显提高。其中,对进化空间实施双维空间压缩,提高了计算效率;通过在保留和删除的二元化操作基础上增加更新、休眠操作,增强活性中等的案例的活性,确保案例库的存量与质量的协同发展。

含内热源密闭空间两级半导体制冷器瞬态特性分析

针对工作在含内热源密闭空间的空冷和热管式两级热电制冷装置,分别建立了瞬态性能计算模型,得到了制冷空间温度、模块两端温差,以及制冷系数随时间的变化规律;对比两种散热方式对装置特性的影响;分析了工作电流和热电偶热冷两级面积比,对温度、耗时和制冷系数的影响。结果表明:当元件功率为6W时,空冷和热管式制冷器温度分别比无热源时升高了8.28和7.86℃,热管式的制冷温度比空冷式低1.85℃,制冷系数比空冷式高12.12%。

基于TLE数据的大气密度反演与校正

用于航天器轨道预报的热层密度模型普遍存在30%左右的误差,影响LEO卫星的精密轨道确定和载荷控制。基于低轨航天器平运动变化与大气密度的关系,使用GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星TLE数据反演2003、2007年沿轨大气密度,通过比较反演值、模型值和实测值的关系分析误差产生原因,使用对数正态分布拟合密度比值。通过分析太阳辐射、地磁指数对大气密度变化的影响,提出一种基于空间环境指数的热层大气密度模型校正与预报方式。使用该方法对2003、2004、2007、2008年的MSIS86模型计算密度进行修正,将模型平均相对误差从33.33%~59.62%降低到11.55%~15.13%,太阳活动低年改进量是高年的1.5~2倍。对2009年经验模型结果进行预报校正,将预报误差降低36.49%,提高了模型精度。

30分钟社区生活圈视角下的武汉市主城区绿色空间公平性评价

【目的】全球城市化的加速不断带来各种城市病,城市自然环境被认为是改善居民福祉的重要因素,而多数城市中存在城市绿色空间资源分布不均的问题。将城市绿色空间分布与其他建成环境因素结合进行综合评价,可以全面了解自然资源的分布状况,有助于城市规划师和风景园林师提出更有针对性的改善策略。【方法】使用基于高斯方程和网络生活圈阈值改进后的两步移动搜索(two-step floating catchment area,2SFCA)法,对武汉市城市绿色空间资源配比情况进行评价,并结合社区建筑建成年限数据使用K-means聚类进行综合分析。【结果】1)武汉市城市绿色空间资源分布存在显著失衡并呈现明显的空间效应,绿地与水景可达性分别呈现全局由中心向周边递增、局部团状聚集的特征。2)由聚类分析得到“供需匮乏—建筑老化”“供需匮乏—建筑较新”“供需充足—建筑老化”“供需充足—建筑较新”4种分类结果,发现社区建筑建成年限与城市绿色空间可达性整体呈现空间相关性,在局部地区呈现空间错位。3)政府主导的改善城市环境质量和增强居民交通能力的政策可以缓解城市绿色空间资源分配的不均衡。【结论】验证了构建全面系统的可达性分析方法对于提升城市绿地空间公平性方面的重要性,并在老旧社区更新改造和可持续城市生态系统规划方面为城市管理者提供指导。

基于G2SFCA的公园绿地步行可达性分析

城市绿色空间是居民进行各种活动的重要场所之一,也是城市宜居的重要标准之一,为了提升城市居民的生活,对公园绿地与居民的供需情况进行梳理并不断调整是必要的。研究以深圳市为研究区域,基于15 min生活圈的概念,重点研究居民步行可达性情况。利用多源大数据与Goole影像等提取该地区小区居民数据、公园绿地及道路网络等相关数据,以小区居民与公园门数据作为供需点,借助于高斯两步移动搜索法(G2SFCA)求取深圳市区域小区居民步行15 min的公园绿地可达性。从公园绿地的供需情况、局部空间自相关及盲点分析方面对步行10 min和15 min的供需情况进行分析,并借助克里格插值分析整个区域的公园绿地可达性。结果表明:步行15 min下的公园可达性良好,86.23%的小区居民可以到达城市公园,只有小部分出现不可达;公园可达性分级中,一般可达性占绝大比例,可达性好的地区占比最少,仍有很大发展空间;深圳市区可达性盲点区域是分散的,占比不高且可以通过对周边绿地进行深度挖掘,不断提高公园面积进行改善,同时对道路网络的不断升级。

二态量子系统准确布居动力学的一类新型相空间表示及其与三角窗函数的关系

二态系统是最简单的且无经典对应的量子系统,对二态系统的同构表示的认识和研究能启发研究人员对其动力学与统计行为的更深刻理解.本文使用在[J.Chem.Phys.145,204105(2016);J.Chem.Phys.151,024105(2019);J.Phys.Chem.Lett.12,2496(2021)]等文章中发展的约束相空间严格理论、非协变相空间函数、含时权重函数与含时归一化因子来构建一类新型量子相空间表示.这类同构表示可以导出二态量子系统布居动力学的准确结果.约束相空间上的轨迹运动方程同构于含时薛定谔方程.每条相空间轨迹对于布居动力学所对应积分表达式的贡献严格半正定。进一步证明了在[J.Chem.Phys.145,144108(2016)]这篇文章中根据经验提出的三角窗函数方法在本质上可以对应于本文的这类新型相空间表示的一个特殊情况,因此同样是二态量子系统准确布居动力学的同构表示.

基于时空观念演进的“两路”精神融入交通强国建设的应用与展望

中国特色社会主义进入新时代,聚焦“两路”精神,阐释其在交通强国战略中的践行与展望。回顾“两路”精神的历史起源和核心价值,展示其在不同历史阶段的演变;分析时空观念变迁对“两路”精神传承的影响,尤其是在经济全球化和信息化的当下,探讨这一精神如何适应新的社会环境。基于此,深入探讨在现代交通基础设施建设、科技创新、绿色发展和国际合作中“两路”精神的传承与弘扬,并提出未来发展战略,包括加强教育传播、促进文化融合、建立国际交流平台,旨在为交通强国战略提供精神支撑和文化动力。