基于遗传算法的弹性地基加肋板肋梁无网格优化分析

基于遗传算法及一阶剪切理论,提出一种弹性地基上加肋板肋条位置优化的无网格方法.首先,通过一系列点来离散平板及肋条,并用弹簧模拟弹性地基,从而得到加肋板的无网格模型;其次,基于一阶剪切理论及移动最小二乘近似原理导出位移场,求出弹性地基加肋板总势能;再次,根据哈密顿原理导出结构的弯曲控制方程,并通过完全转换法处理边界条件;最后,引入遗传算法和改进遗传算法,以肋条的位置为设计变量、弹性地基板的中心点挠度最小值为目标函数,对肋条位置进行优化达到地基板控制点挠度最小的目的.以不同参数、载荷布置形式的弹性地基加肋板为例,与ABAQUS有限元结果及文献解进行比较.研究表明,采用所提出的无网格模型可有效求解弹性地基上加肋板弯曲问题,结果易收敛,同时基于遗传算法与改进混合遗传算法所提出的无网格优化方法均可有效优化弹性地基加肋板肋条位置,后者计算效率相对较高,只进行了三次迭代便可获得稳定的最优解,此外在优化过程中肋条位置改变时只需要重新计算位移转换矩阵,又避免了网格重构.     

新型氨基嘧啶环戊并[b]吲哚衍生物的合成及抗肿瘤活性

3-吲哚丙酸为原料，经环化、N-甲基化、Claisen-Schmidt缩合、环加成反应得到新型氨基嘧啶环戊并[b]吲哚衍生物。经¹HNMR、¹³CNMR以及HR-MS（ESI）表征。采用细胞增殖抑制实验法（MTT法）测定6a~6j对人肝癌（HepG-2）、人子宫颈癌（Hela）和人鼻咽癌（CNE-1）瘤株的体外抑制活性。6b对这些肿瘤细胞的抑制活性最好，其IC50值分别为大于50 μmol/L（HepG-2）、15.2 μmol/L（Hela）和14.8 μmol/L（CNE-1），但均弱于顺铂。      

n-In0.35Ga0.65N/p-Si异质结的制备及其电学性能研究

采用双光路双靶材脉冲激光沉积(PLD)系统在p-Si衬底上外延生长InGaN薄膜,研究了InGaN薄膜的显微组织结构和n-InGaN/p-Si异质结的电学性能。研究表明,InGaN薄膜为单晶结构,沿[0001]方向择优生长,薄膜表面光滑致密,In的原子含量为35%。霍尔(Hall)效应测试表明In_0.35Ga_0.65N薄膜呈n型半导体特性,具有高的载流子浓度和迁移率及低的电阻率。I-V曲线分析表明In_0.35Ga_0.65N/p-Si异质结具有良好的整流特性,在±4 V时的整流比为25,开路电压为1.32 V。In_0.35Ga_0.65N/p-Si异质结中存在热辅助载流子隧穿和复合隧穿两种电流传输机制。经拟合,得到异质结的反向饱和电流为1.05×10^-8 A,势垒高度为0.86 eV,理想因子为6.87。     

MXene-碳黑/硫复合材料在锂硫电池一体式电极的研究

锂硫电池的实际能量密度不高和多硫化物（LiPSs）的穿梭效应等问题严重影响了该电池的实际应用。本文通过将二维的Ti₃C₂T_x Mxene纳米片与碳黑/硫（CB/S）材料进行混合,制备了Ti₃C₂T_x-CB/S正极材料并将其涂覆在商业隔膜（PP）上,最终获得了Ti₃C₂T_x-CB/S-PP一体式电极并用于锂硫电池。利用Ti₃C₂T_x纳米片对CB/S进行修饰,不仅能提高活性物质硫的导电性,还能对扩散的LiPSs进行物理阻挡和化学吸附。而一体式电极的设计有利于提高电池的能量密度。恒流充放电测试结果表明,Ti₃C₂T_x-CB/S-PP电极在0.1 C电流下的初始放电容量为1028.8 mAh·g^-1,高于不含Ti₃C₂T_x的CB/S-PP电极的896.8 mAh·g^-1。Ti₃C₂T_x-CB/S-PP电极还展示出了比基于传统铝箔集流体的Ti₃C₂T_x-CB/S-Al电极更好的循环稳定性,前者在0.5 C下400圈长循环测试中的每圈衰减率为0.072%,而后者则为更高的0.10%。本文利用Ti₃C₂T_x-CB/S构建一体式电极的策略为实现高性能和高能量密度的锂硫电池提供了新的研究方向。     

L-苯丙氨酸衍生物的一锅法合成及其抗/促凝活性

氨基酸及其衍生物在止血/抗凝活性方面有一定的应用。以L-苯丙氨酸为起始原料,经磺化引入磺酸基,再与甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和正丁醇脱水酯化,一锅法合成了6种未见报道的L-苯丙氨酸的磺酸酯类衍生物(L1~L6),以期获得具有的较强血液生理活性的潜在药物。实验中采用了质谱、核磁共振进行结构表征。该合成方法产率高(78%~95%),后处理简单,不失为合成该类衍生物的好方法。衍生物的凝血四项实验表明:抗促凝效果是内源性和外源性凝血途径共同作用的结果。血浆复钙实验表明:衍生物均具有一定的抗凝活性,其抗凝效果随浓度变化而变化,但是随R链的长度增加,抗凝效果并未见规律性。衍生物的抗凝活性主要受磺酸基及酯基的影响,因此在设计合成抗血栓化合物时可以考虑引入磺酸基及酯类基团。     

基于动态自适应t分布变异的人群搜索算法

针对人群搜索算法在进化后期大量个体聚集局部最优时,易陷入局部最优,搜索精度低的缺陷,提出一种基于t分布变异的人群搜索算法.算法使用动态自适应方式确定变异步长,引入t分布变异算子以融合柯西变异和高斯变异的优点,促进算法在进化早期具备良好的全局探索能力,在进化后期收获较强的局部开发能力,增加种群的多样性;采用边界缓冲墙策略处理越界问题,避免越界个体聚集在边界值上的缺陷.实验结果表明,算法比基本人群搜索算法具有更高的寻优精度和收敛速度,是一种有效的算法.     

线性模型中广义最小二乘参数估计误差分布的稳健性研究

研究了线性模型中广义最小二乘参数估计的误差分布稳健性问题.首先讨论了在线性统计模型里,设计矩阵为列降秩矩阵时,模型中给出了误差最大分布类,当误差向量的分布在此范围内变动时,LS估计和GLS估计在均方误差矩阵准则下是最优估计.然后进一步探讨广义最小二乘估计GLSE关于误差分布的稳健性,求出误差项所对应的最大分布族,进而证明了在该区间波动情况下,误差向量对应的始终为一致最优解.     

镁合金晶体塑性本构模型与非均匀孪生变形分析

微结构演化对镁合金材料力学性能有着显著的影响，为了揭示镁合金宏观塑性各向异性特性与非均匀孪生变形的关系，开展了不同路径下的单轴加载试验以及采用含滑移、孪生机制的晶体塑性本构模型对试验条件下的镁合金变形行为进行数值模拟研究。文中本构模型描述了滑移与孪生变形机制以及晶格转动的机制，同时研究采用三维微结构代表性有限元模型，其包含晶粒尺寸、晶向和晶界倾角等微结构参数。研究结果表明，轧制镁合金具有强烈的宏观塑性各向异性行为，并对这种镁合金塑性各向异性行为的模拟结果以及多晶织构的模拟演化结果与试验测量进行对比，结果都基本吻合。对孪生非均匀变形模拟分析表明，镁合金宏观塑性各向异性行为与滑移、孪生变形机制的不同启动组合紧密相关，同时多晶体内应力的非均匀分布受到孪生变形的严重影响。而不同晶粒尺寸的晶粒所发生的孪生变形有比较大的差异，造成孪晶变体在晶粒内的分布极不均匀。本研究可为通过微结构的合理配置来设计和控制材料的力学性能提供理论依据.     

带阀点效应水火联合调度问题的一种半定凸松弛求解法

水火联合调度问题是电力系统中一类复杂的优化问题。合理安排调度周期内的水火电出力,确定一个最优发电计划,可以带来巨大的经济效益。在实际系统中,汽轮机调汽阀开启时出现的拔丝现象会使机组耗量特性产生阀点效应。忽略阀点效应,在一定程度上降低求解的精度。本文考虑带阀点效应的水火联合调度问题。该问题非凸非光滑,且带有非线性约束,直接使用确定性全局优化方法求解是相当困难的。本文使用高效的半定规划求解此问题。首先用耗量特性函数的初始周期代替其余有限的周期,并对其进行二次拉格朗日插值拟合。再通过引进0-1变量,得到整个耗量特性函数的近似,进而把问题松弛为半定规划模型。最后,采用凸规划应用软件包CVX求解一个仿真算例,得到一个近似全局最优解。