包含不同类型残疾人群的混合人群疏散实验与模拟研究

为了满足残疾人群的安全疏散需求,开展了包含不同残疾类型的混合人群疏散实验和仿真模拟分析。实验数据分析得到,疏散时间最短的是肢体残疾人,疏散时间最长的分别是听力残疾人和视力残疾人。在实验基础上,利用Pathfinder软件建立了混合人群疏散的仿真模型,仿真模拟结果与实验结果几乎保持一致,验证了所建立模型的合理性和有效性。结果表明:通往疏散楼梯的出口位置和宽度很大程度上影响疏散时间和人员拥堵情况。通过增加疏散速度最慢的视力残疾人数量来提高残疾人与常人的比例,疏散时间会随之增加。

单像素成像的乘法关联调控仿真与实验

单像素成像是一种新型的成像方式,仅需一个单像素探测器配合空间光调制器便能对物体成像。已有单像素成像的研究集中在调制方式、重建算法和应用领域等方面,局限于固定不变的掩模与探测值之间的一一对应关系,给单像素成像的功能性拓展造成了阻碍。本文提出了一种基于单像素成像的乘法关联调控,使用探测值与受控掩模重建得到被调控的物体,实现对物体的间接调控,不仅有效地拓展了单像素成像的功能,也为关联调控的发展提供了一种可借鉴的方案。

基于数据驱动场景建模的综合能源系统调度方法

在“双碳”目标的大背景下,耦合了多种异质能源的综合能源系统(Integrated Energy Systems, IES)在可再生能源消纳、能源梯级利用等方面具拥有巨大优势。然而,可再生能源–负荷需求的双侧不确定性对IES的优化调度方法提出了巨大的挑战。针对该问题,本文提出了一种基于数据驱动场景建模的IES日前优化调度方法。在海量功率数据的基础上,建立了基于变分自编码器(Variational Auto-Encoder, VAE)的IES源–荷场景生成模型,并通过改进的K-means聚类算法进行场景削减,得到精确的典型运行场景。随后,建立了以运行成本期望最低为目标函数的IES日前场景随机优化调度模型,有效提升了IES的运行经济性,为不确定性条件下的IES调度提供了理论指导。

考虑补贴对象的废旧衣物逆向回收决策研究

基于对我国现有废旧衣物回收模式的调研,考虑政府是否提供补贴以及不同补贴对象的情境,运用博弈论构建了四种废旧衣物回收决策模型。运用逆向归纳法求解出这四种回收模型的最优均衡解并进行了比较分析,结论如下:相较于不提供补贴,无论是生产商回收,还是零售商回收,政府提供补贴情况下废旧衣物的最优回收率、供应链成员及总利润都将得到提高;相较于补贴零售商,政府采取补贴生产商的回收渠道,将有望在一定条件下实现补贴效益和供应链总利润的最大化。最后,从政府、企业和消费者角度对废旧衣物回收提出了一些针对性建议,以供决策参考。

圆台-线栅型水平极化电磁脉冲模拟器的仿真分析

以双锥–线栅型水平极化天线为原型,使用不同大小的圆柱体替换双锥的锥尖,设计出圆台–线栅型水平极化天线,并利用CST MWS电磁仿真软件计算了当激励源为双指数波时的两种天线结构的输出波形。将两种天线模型的输出波形分别与高空核电磁脉冲标准波形进行对比,结果显示:圆台–线栅型水平极化天线模型的仿真结果在主要参数上更贴近高空核电磁脉冲标准波形,其中,输出波形的场强峰值提升了2.47%,上升沿(脉冲从峰值的10%到峰值的90%的时间宽度)误差由20.40%减小为0.04%,半高宽误差由8.26%减小为1.46%。

考虑收口量的接触件可靠性建模与试验分析

针对贮存状态下不同开槽收口量接触件的可靠性评估问题,通过对接触件在贮存状态下的失效机理分析,揭示了接触件发生失效主要是由接触表面氧化腐蚀物堆积引起膜层电阻增大所导致,构建了开槽收口量与接触压力之间的数学关系;基于电接触理论,以接触电阻为性能指标,建立接触件关于接触压力的可靠性统计模型;通过开展加速退化试验,对试验数据进行分析与评估;基于最小二乘估计与极大似然估计两步法,对模型进行了参数估计及验证,并根据试验数据评估了不同收口量下接触件的贮存寿命及其可靠度,结果表明:接触件收口量越大其贮存可靠性越好,为不同开槽收口量接触件的贮存可靠性评估提供了理论基础。

全钢化真空玻璃隔声性能仿真分析

作为外立面建筑围护结构,玻璃外窗在建筑的隔声体系中起到了关键作用。本文利用LMS Virtual.Lab对全钢化真空玻璃的隔声性能进行仿真分析,并通过测试验证了仿真的合理性。通过对影响全钢化真空玻璃隔声性能的不同因素进行研究,结果表明,当玻璃厚度增加时其隔声量与吻合频率均会提高,但隔声量增加量在逐渐降低,当其两侧玻璃厚度有差异时其吻合频率亦会提高;支撑物间距增加时其中低频段隔声量虽有所提升,但高频段的吻合频率却随之降低。基于仿真结果制备不同规格的全钢化真空玻璃并进行隔声量测试,测试结果表明6T-0.3V-4T (70)规格的真空玻璃的隔声量高于同厚度下的5T-0.3V-5T (50)、5T-0.3V-5T (70),略低于6T-0.3V-6T (70),可作为全钢化真空玻璃的设计选择方案。

基于三维虚拟建模的文胸结构优化设计

为进一步提高文胸的最佳合体试穿效果,结合三维虚拟建模的测体数据,采取量身定制的理念进行文胸结构优化设计。首先利用三维扫描仪进行人体测量,采集测量实验对象胸部形态的数据。采用立体与平面结合的方法进行文胸结构设计,结合三维虚拟建模测体数据优化文胸纸样。通过CLO3D虚拟建模并虚拟试衣,通过压力测试图和真人试穿验证文胸纸样合理性。研究发现通过三维虚拟建模测体优化的文胸能够满足实验对象胸型,合体性良好,表明三维虚拟建模试衣对文胸结构优化的可行性。

基于模糊控制的纯电动汽车制动能量回收策略研究

为了能够进一步提高纯电动汽车制动能量回收的利用率,本文综合考虑了制动动力学与再生制动结构知识,对汽车制动能量回收控制策略进行了优化。利用软件分别建立了模糊控制器、再生制动模块和电动汽车再生制动模型。并将传统的串、并联控制策略与基于模糊控制的制动控制策略进行对比仿真分析。结果表明:与传统的串、并联控制策略相比,模糊控制策略对于制动能量回收环节的优化效果更好,制动转化率分别提高了11.9%、21.2%,制动回收率分别提高了2.78%、4.96%,具有更好的制动能量回收能力,且能够提升整车能量利用水平。

基于消费者选择的餐饮企业营销策略优化研究

本研究旨在探讨餐饮企业如何根据消费者的选择和偏好进行营销策略的选择和优化。以市场细分理论、效用理论等为基础,确定三餐选择、营销方式偏好等变量,通过设计并发放问卷,了解消费者的选择和偏好。根据反馈数据,基于变量聚类分析,将消费者分为四类,包括“追求高质量高效率的快生活精致型、高效率低质量的快生活经济型、低效率高质量的慢生活精致型及低效率低质量的慢生活经济型”。之后根据分析现有营销方式、营业时段、营销渠道、营销技术四个方面提出了营销策略优化建议。同时餐饮企业要注意与消费者保持沟通,保证餐品品质,承担企业社会责任,以提高市场竞争力。

基于机器学习的无组织排放颗粒物粒径测量

针对多波长后向散射的无组织排放颗粒物的粒径测量问题,搭建了基于BP神经网络和粒子群算法(PSO)的粒径预测模型。根据Mie散射理论,在颗粒物粒径1~40 μm范围内,对四种波长激光下的后向散射光强比值进行了仿真,分别应用于两种预测模型进行训练和预测。预测结果显示,BP神经网络预测的尺寸参数D和分布参数k 的相对误差分别在±13%,±6%以内,而PSO预测的相对误差分别在±2%,±4%以内。最后通过平均粒径10 μm的聚苯乙烯颗粒在水悬浮液中的标定实验提取了四波长激光下的灰度值比值,通过测量系统相关系数I0K1 修正后用于两种预测模型进行粒径预测。结果表明,BP神经网络预测耗时较短,但容易出现收敛精度不高等问题,有时不能得到较为准确的反演结果,而PSO预测精度较高,但耗时稍长。

基于ANSYS的系列铜管夹具优化设计

针对四通阀铜管在管端倒角作业中的装夹问题,设计了一种采用外圆定位装夹的系列铜管握夹夹具,实现了对于系列铜管内管面无损伤的定位装夹。夹具结构初步设计后,对夹具装夹的铜管进行静力学分析。验证出铜管变形未超出工艺要求,证明了夹具结构的可行性。之后针对各设计参数进行灵敏度分析,通过响应面法优化设计参数,保证在不增大夹具整体质量的情况下,铜管所产生的静变形量和最大等效应力最小。结果表明:在保证夹具整体质量的情况下,铜管所受最大变形量减少了24.4%,最大等效应力降低了28.5%。

织物射流冲击干燥下温度变化数值模拟

本文针对织物射流冲击干燥特性建模中对流换热系数与主流温度设定困难的问题,采用UDF程序对ANSYS FLUENT进行二次开发,耦合了射流冲击外流场供热与织物内水分蒸发过程,建立了射流冲击下织物干燥特性模型,探索了热风速度、热风温度、织物密度、织物厚度等参数对冲击干燥下织物温度的影响,研究了5种不同织物干燥过程的温度变化曲线差异,并开展相关实验验证。结果表明:针对不同织物材料参数,织物克重对织物干燥特性影响最大,比热容影响最小,孔隙率和材料密度的影响类似;对不同种类织物,棉织物表观密度最大,所需干燥时间最长约56 s,聚脂纤维表观密度最小,所需干燥时间为最短约33 s;该研究可为印染热定型设备设计与生产工艺参数优化提供理论参考,具有较好的社会效益与经济效益。

APEC成员国碳排放与经济增长分类研究与启示

为了研究国家经济发展与碳排放量之间的关系,本文基于APEC组织中的19个国家2005~2019年的有关面板数据,运用回归分析方法进行以下研究:首先,在人均CO2排放量的影响因素研究中,分析得出人均GDP对二氧化碳排放的贡献最大,其次,分析了其中的经济发展因素对CO2排放量的影响,得出结论为环境库兹涅茨假说的倒“U”型曲线并不适用,然后,通过对APEC成员不同收入类型国家以及中国的碳排放与经济发展之间的关系进行回归,比较分析其环境库兹涅茨曲线的类型与走向,得出高收入、中高收入国家以及中国的环境库兹涅茨曲线为倒“N”型,中低收入国家的环境库兹涅茨曲线为“N”型。最后,基于研究结果,对我国经济高质量发展条件下“双碳”目标的推进提出相关建议。

抗乳腺癌候选药物的优化建模

雌激素受体α亚型(ERα)是临床重要的药物靶点,治疗乳腺癌候选药物的化合物需能拮抗ERα活性。采用建立化合物活性预测模型的方法来筛选乳腺癌候选药物可降低药物研发的时间和成本。本文先利用随机森林对分子描述符对生物活性的贡献度排序,然后按变量相关性进行系统聚类,采用斯皮尔曼相关系数确定与生物活性相关性最显著的20个变量。接着利用神经网络建立化合物对ERα生物活性的定量预测模型,对比预测与实际结果。然后利用二次SVM构建化合物ADMET性质分类预测模型。最后,利用粒子群算法进行目标寻优,确定分子描述符及其取值使得生物活性和ADMET性质最优。本文模型能很好预测具有更好生物活性的新化合物分子,能实现可作为临床治疗乳腺癌候选药物的化合物的筛选。

桁架机械手上下料装置的设计与仿真

本文针对某企业在实际生产中存在招工难、劳动强度大、生产线较长、工艺复杂等问题对现有卧式车床进行升级改造,研发一种基于卧式车床的自动上下料装置。本研究通过Solidworks软件建立桁架机械手自动上下料整机装置的三维模型,利用有限元分析软件Abaqus对自动上料整机装置的桁架机械手进行静力分析和模态分析。仿真结果显示:桁架机械手在两种工况下最大变形量为0.79 mm,最大应力值为36.28 Mpa,整机的前六阶固有频率远高于共振频率。从而验证了装置在强度、刚度以及整机共振方面均符合工程设计要求,为后续研发和优化提供了理论依据。目前已经研制样机,调试结果良好,具有良好的应用前景。

不同相变材料蓄热特性及液相分数无量纲准则方程式拟合

主要应用数值模拟方法对三套管相变蓄热器进行研究,为该结构的蓄热器填充三种不同相变材料(RT82、RT50、LA)提供参考。拟合得到无量纲参数和液相拟合分数,其中低熔点RT50和LA平均努塞尔特数存在上升阶段;得到熔化过程中不同相变材料液相分数、不同蓄热方式的SteF0Ra1/6相关函数;通过不同斯蒂芬数对所得拟合函数验证,结果表明该模型液相分数函数在Ste为0.0765~0.6060范围内适用度高;低于熔点的初温。

模型直升机非线性动力学建模与控制仿真

模型直升机是一个非线性、多变量的欠驱动系统,飞行稳定受到风力等外界因素的干扰,需要闭环控制来保证系统稳定性。首先本文的重点及难点是建立模型直升机的动力学方程,考虑发动机转子动力学、旋翼挥舞动力学和机体动力学来建立数学模型,然后应用PID闭环控制方法来实现系统的稳定性并且消除扰动带来的误差,最后搭建Simulink仿真模块进行仿真验证。结果表明基于动力学方程建立的闭环控制系统使模型直升机有很好的飞行性能及稳定性。

基于非对称聚焦的多焦点太赫兹超构表面透镜

为了提高非对称聚焦在多个焦点的非对称传输能力,设计了一种基于几何相位和金属光栅相结合的超构表面功能器件。采用几何相位的波前调控方式,结合时域有限差分方法(FDTD),对设计的超构表面进行了数值仿真。仿真结果表明所设计的超构表面透镜可以同时控制波的相位、偏振和传播方向,从而在太赫兹区域产生多个非对称聚焦。并且还可以在不同维度产生多个非对称聚焦。这种灵活而可靠的非对称聚焦设计方法为紧凑型设备在偏振检测、成像和信息加密等领域的潜在应用提供了新的可能性。

基于SolidWorks二次开发的混合机传动轴及螺带参数化设计

混合机是一种用于混合、均匀混合或搅拌多种物料的机器,它通常由主设备、搅拌器、传动装置、控制系统等组成。在混合机设计、制造过程中存在着重复建模,建模过程工作量大且效率低等问题。为此,本文提出了“开发混合机智能设计系统”的研究目标,在研究混合机传动轴和螺带特征与参数的基础上,制定智能设计系统的总体设计方案,包括人机交互界面开发、仿真求解模块开发、数据分析模块开发等。本文则着重介绍使用VB.NET语言为开发工具,对SolidWorks进行二次开发,实现混合机传动轴及螺带的参数化设计,并输出计算说明书。