Boundary-Value Problems of the Theory of Thin and Nonthin Orthotropic Shells with Account of Nonlinearly Elastic Properties and Low Shear Rigidity of Composite Materials

The basic geometric and physical relations and resolving equations of the theory of thin and nonthin orthotropic composite shells with account of nonlinear properties and low shear rigidity of their materials are presented. They are derived based on two theories, namely the theory of anisotropic shells employing the Timoshenko or Kirchhoff-Love hypothesis and the nonlinear theory of elasticity and plasticity of anisotropic media in combination with the Lagrange variational principle. The procedure and algorithm for the numerical solution of nonlinear (linear) problems are based on the method of successive approximations, the difference-variational method, and the Lagrange multiplier method. Calculations of the stress-strain state for a spherical shell with a circular opening loaded with internal pressure are presented. The effect of transverse shear strains and physical nonlinearity of the material on the distribution of maximum deflections and circumferential stresses in the shell, obtained according to two variants of the shell theories, is studied. A comparison of the results of the problem solution in linear and nonlinear statements with and without account of the shell shear strains is given. The numerical data obtained for thin and nonthin (medium thick) composite shells are analyzed.     

基于产品生命周期的闭环供应链定价和协调策略研究

研究产品生命周期条件下一个制造商、一个零售商组成的闭环供应链的定价和协调策略:制造商第一周期只生产新品,从第二周期开始生产再制造品,并负责回收。建立了两周期、多周期和无限周期下的分散决策模型和多周期下的集中决策模型,得到最优定价和生产策略。结果表明:两周期中,制造商和零售商应根据不同的成本节约额制定不同的批发价、零售价和生产量。多周期中,当成本节约额比较小时,除第一和最后一个周期外,制造商和零售商应采取相同的定价和生产策略;当成本节约额比较大时,除第一和最后两个周期外,制造商和零售商应采取相同的定价和生产策略。无限周期中,除第一周期以外,制造商和零售商都应该采取相同的定价和生产策略。在有限周期情况下,制造商和零售商应通过在前期制定比较低的批发价和零售价,以提高生产量和销售量,使得后期的回收量增大,达到降低成本的目的。通过引入收益共享契约制定合适的批发价和销售收入及再制造收益共享比率可以协调整个闭环供应链。算例验证了上述结论。     

非线性优化方法在大气和海洋科学数值研究中的若干应用

控制大气和海洋运动的模式是复杂的非线性模式,在考虑到线性奇异向量和线性奇异值只能描述切线性模式有效时段内小扰动发展的情况下,介绍了作者们近年来用非线性优化方法数值研究大气和海洋科学的有关工作,其中包括非线性奇异向量和非线性奇异值、条件非线性最优扰动、以及它们在数值天气和气候可预报性研究中的应用．结果表明,上述非线性优化方法在很大程度上揭示了大气和海洋运动的非线性特征;此外,对可预报性问题的新分类也做了详细介绍,即最大可预报时间、最大预报误差和最大允许初始误差A·D2这种分类的应用背景是针对数值天气预报和气候预测产品的评价;最后,讨论了数值模式敏感性分析的非线性优化方法,该方法在一定条件下可以定量识别模式误差和初始误差,量化判断数值模式的模拟能力．     

复杂装备研制协调超网络均衡与实现路径

复杂装备研制主体间呈现社会关系、合作关系、协调关系等网络关系,并且相互影响相互作用,其影响复杂装备研制的重要参数。为有效描述在资源环境约束下制造商和供应商的关系,探讨复杂装备研制协调机理与实现路径,本文利用超网络方法,设计了相互影响、相互作用的社会关系网络、协调网络和合作网络的复杂装备研制协调超网络,并将社会关系水平、协调度和合作水平作为超网络的3个决策变量,建立基于关系价值最大、协调成本最低、协调风险最小、合作收益最大、合作风险最小和成本最小等不同偏好下的多目标最优决策模型,构建了复杂装备研制超网络均衡模型,并利用其探讨超网络均衡和实现路径。     

金融风险在股票市场的传染效应及联动行为分析

近年来金融危机频发并表现出了易传染性,引起了众多学者的高度关注。以动态条件相关模型研究美欧股市与中、日、韩股市间的时变相关性,并结合内生多重结构突变模型划分危机传染阶段,选用溢出指数模型分析股市间的风险溢出特性;随后,定义股市间相互影响的联动模式并构建不同传染阶段的加权有向网络图分析股市间的联动行为。研究表明:美欧股市对中日韩股市有明显的传染效应,被传染的速度和持续时间均不相同;金融传染和风险溢出展现出一定的不一致性,危机期间日股的风险溢出效应强于美股;传染效应在联动网络中表现为联动模式的高聚类性和高联动性,相比欧债危机,次贷危机时期股市间展现出更强的联动行为;日股与美欧股市在两次危机中均表现出最强的联动性,其所受影响也最大。     

A 3D modeling of static and forward smoldering combustion in a packed bed of materials

A three-dimensional (3D) model based on the first principles of mass, momentum and energy was developed that numerically simulates the processes of static and forward smoldering in a porous packed bed of plant materials. The packed bed contains cellulose material or tobacco (cigarette) wrapped in a porous paper and surrounded by an ambient air. Other major characteristics of the model are including the effects of buoyancy forces in the flow field, separate treatment of solid and gas in a thermally non-equilibrium environment, and use of multi-precursor kinetic models for the pyrolysis of staring material and oxidation of char. The changes in porosity due to pyrolysis and char oxidation and the effect of porosity on the bed permeability and gas diffusivity are included. The mass, momentum, energy, and species transport equations are solved in a discretized computational domain using a commercially available computational fluid dynamics (CFD) code. The simulation results show that the model reasonably reproduces the major features of a burning cigarette during smoldering and puffing and are in a good agreement with the existing experimental results for cigarettes. Results include the velocity profiles, gas and solid temperatures, coal shape, burn rates, profile and transport of gas and vapor species throughout the packed bed, dilution through the wrapper paper and ventilation in the filter section, and the mass fraction of some pyrolysis and oxidation products in the mainstream and sidestream flows.     

考虑服务和退货的双渠道供应链定价问题研究

在考虑零售服务和消费者退货情况下,运用两阶段优化方法分别探究了集中式和分散式两种双渠道供应链的最优定价策略。研究发现零售服务有助于提高零售商的渠道权力,并始终使制造商获益,但只有当服务水平小于某一临界值时,才使制造商和零售商同时得到帕累托改进。零售价格和直销价格与退货率正相关,而与服务水平的关系受渠道结构的影响。服务水平的提高加剧了供应链的“双重边际化”效应,制造商通过生产与消费者需求相匹配的产品来降低退货风险可以减弱这种效应,从而提高供应链效率。     

Effects of permeability and viscosity in linear polymeric gels

We propose and analyze a mathematical model of the mechanics of gels, consisting of the laws of balance of mass and linear momentum of the polymer and liquid components of the gel. We consider a gel to be an immiscible and incompressible mixture of a nonlinearly elastic polymer and a fluid. The problems that we study are motivated by predictions of the life cycle of body‐implantable medical devices. Scaling arguments suggest neglecting inertia terms, and therefore, we consider the quasi‐static approximation to the dynamics. We focus on the linearized system about stress‐free states, uniform expansions, and compressions and derive sufficient conditions for the solvability of the time‐dependent problems. These turn out to be conditions that guarantee local stability of the equilibrium solutions. We also consider non‐stress free equilibria and states with residual stress and derive an energy law for the corresponding time‐dependent system. The conditions that guarantee stability of solutions provide a selection criteria of the material parameters of devices. The boundary conditions that we consider are of two types, displacement‐traction and permeability of the gel surface to the fluid. We address the cases of viscous and inviscid solvent, assume Newtonian dissipation for the polymer component, and establish existence of weak solutions for the different boundary permeability conditions and viscosity assumptions. We present two‐dimensional, finite element numerical simulations to study stress concentration on edges, this being the precursor to debonding of the gel from its substrate. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

雾霾天气治理与中原经济区城镇化关系实证研究

随着城镇化率的提高,雾霾天气也逐渐增多.雾霾严重影响着社会生产和人们生活,其主要来源是燃煤和汽车尾气.通过借鉴欧美治理雾霾的经验,并利用熵值法评价雾霾与城镇化的关系,确定各指标对雾霾的影响权重,并依据计算结果提出相应的对策措施.     

计算Hamilton矩阵特征值的一个稳定的有效的保结构的算法

提出了一个稳定的有效的保结构的计算Hamilton矩阵特征值和特征不变子空间的算法,该算法是由SR算法改进变形而得到的。在该算法中,提出了两个策略,一个叫做消失稳策略,另一个称为预处理技术。在消失稳策略中,通过求解减比方程和回溯彻底克服了Bunser Gerstner和Mehrmann提出的SR算法的严重失稳和中断现象的发生,两种策略的实施的代价都非常低。数值算例展示了该算法比其它求解Hamilton矩阵特征问题的算法更有效和可靠。     

道路维修施工路段交通分流信控优化模型

针对道路维修施工期间常采用的部分路面封闭施工且利用辅路进行分流的情形,探讨了交通分流信控优化模型。借助交通流波动理论,分析了施工路段及其前后车流拥挤排队及疏散特征和规律,分析了对车流进行控制需满足的约束,并分析了车流的延误计算公式。以总的车辆行驶时间最小化目标,原路径及分流路径的绿时分配及信号周期为优化参数,考虑交通分流控制的各种约束,建立了道路施工路段交通分流信控优化模型。分析了该模型属于非凸问题,因此提出了一种近似求解最优解的办法。通过一个示例对模型和求解算法进行了验证,并对一些规律性结果进行了分析。     

基于模糊FNN-ELECTRE法的国有商业银行竞争力评价

随着金融业全方位开放,国有商业银行已成为国家经济命脉的核心,其竞争力强弱关系着国家经济的繁荣与衰退。本文基于模糊FNN-ELECTRE方法建立国有商业银行竞争力评价模型,以因素神经网络理论(FNN)与ELECTRE融合方法为基础,以现有商业银行竞争力评价指标为着眼,把国有商业银行竞争力的评价体系从现实竞争力和潜在竞争力两个因素抽取为一级指标,以规模、质量、业务结构、效率、成长性五个因素设为二级指标。从实证的角度对银行A、银行B、银行C、银行D、银行E五大国有银行进行分析验证,对其属性值进行和谐性与非和谐性检验得出,银行B竞争能力最强,银行E竞争能力最弱,五大国有银行均有改进空间。     

网约车新政下平台和乘客的Stackelberg博弈模型及策略研究

近年来,滴滴和优步等网约车平台的出现给城市居民出行带来了新的选择,然而随着新政的实施以及垄断巨头的酝酿诞生,网约车平台是否会降补贴提车价成为消费者最为关心的问题。文章构建网约车平台和乘客之间的Stackelberg博弈模型,分析了网约车平台的补贴和抽成策略对乘客是否选择网约车出行的决策行为以及网约车市场均衡的影响。理论研究和仿真结果表明:网约车平台合理的补贴力度和抽成力度可以有效规避行政监管成本增加和乘客资源流失的风险,提高双方的收益,实现社会的帕累托最优。     

城市老旧居住小区交通环境评价指标与评价方法

定量的评判城市老旧居住小区整体交通环境质量并进而科学有效的提出老旧小区交通环境更新与改善措施,对城市老旧居住小区交通环境进行了调查,明确了老旧居住小区存在的突出交通问题,并提出了城市老旧居住小区交通环境评价的指标体系,包括行人跨路出行指数、无人行道路段长度占比、停车泊位供需比、路内非法停车占比、平均停车步行距离、泊位数量户数比、人均步行空间、无障碍通道、盲道设置比例、非机动车泊位供需比、地面停放车辆数小区面积比、外部穿行交通周转量小区面积比等。并给出了具体指标的计算方法与获得办法。以长沙市四个典型老旧居住小区为例,对评价方法进行了论证,并得到城市老旧居住小区存在的一般问题,包括人车混杂、人车交织现象严重,停车泊位短缺、车辆乱停乱放,交通设施、特别是弱势群体交通设施缺乏。给出的评价指标、评价方法与结论可为城市老旧小区改造更新,特别是其中很重要的交通环境更新提供决策依据。     

数量折扣契约下制造商与零售商库存合作联盟的稳定性

针对实际中存在的不同形式合作联盟,研究了零售商库存合作联盟,以及制造商与零售商库存合作联盟所形成混合合作联盟的稳定性。在随机需求情况下,制造商通过自身中心仓库向多个零售商提供数量折扣契约,首先证明了两个合作联盟的最优运作决策都存在且唯一,并给出了制造商向零售商库存合作联盟提供数量折扣契约的形式,然后分析了两种合作联盟的稳定性,并得出混合合作联盟的总期望利润要高于零售商库存合作联盟的结论。     

一体化生产企业进货决策研究

综合考虑一体化生产企业原料使用中存在的间接消耗和循环消耗情况、企业进货受到的多种约束条件的限制以及多种物资的批量折扣的存在,在建立企业物资需求模型、进行物资需求量计算的基础上,建立了一体化生产企业进货决策模型,进而提出了模型的两种可供选用的求解方法：分解法、调整法。算例求解结果正确合理。     

基于风险偏好和公平偏好的PPP项目政府补偿机制研究

本文在综合考虑社会资本风险偏好和公平偏好的基础上,构建了政府与社会资本之间的Stackelberg博弈模型,分析了社会资本风险偏好和公平偏好影响下PPP项目政府补偿机制的最优设计。研究表明:社会资本的最优投资水平随风险规避度的增高而降低,随公平偏好程度的增高而增高;政府补偿机制的最优设计应是在考虑单期风险及公平溢价成本的基础上,估计单期期望运营收益的高低,进而协调年建设成本补偿及运营期补偿系数两者的相对关系,设计最优的年建设成本补偿和运营期补偿系数。     

基于FECM模型的社会融资规模对我国宏观经济影响的测度

从社会融资规模入手更加全面深入地研究了金融与实体经济的关系,引入了能够很好地处理大规模数据的FAVAR模型以及它的改进模型FECM,后者结合了误差修正、协整和动态因子分析的特点,比起单纯的ECM模型和FAVAR模型有着理论上的优点.实证研究证实了FECM模型在捕获大规模数据的长期趋势信息和预测效果方面有着明显的优势,同时也表明社会融资规模对实体经济产生了较大影响,更加全面的编制这一指标可以加强金融对实体经济的支持.     

函数空间多体挠性结构系统动力学、稳定性与控制的研究

利用现代数学方法,在函数空间中研究了一类无穷维系统动力学、稳定性与控制问题.首先提出并建立了具有阻尼、陀螺部件和约束阻尼的多拓扑结构多挠体分布参数系统动力学控制模型;其次给出并论证了多体挠性结构特征、系统分析结果--可控可观性充要条件、稳定性理论和系统的渐近性质.研究的结果扩充和发展了本领域关于多挠体系统动力学与控制的理论成果,具有重要的工程意义.     

Nonlinear analysis of buckling,free vibration and dynamic stability for the piezoelectric functionally graded beams in thermal environment

Employing Euler–Bernoulli beam theory and the physical neutral surface concept, the nonlinear governing equation for the functionally graded material beam with two clamped ends and surface-bonded piezoelectric actuators is derived by the Hamilton’s principle. The thermo-piezoelectric buckling, nonlinear free vibration and dynamic stability for the piezoelectric functionally graded beams, subjected to one-dimensional steady heat conduction in the thickness direction, are studied. The critical buckling loads for the beam are obtained by the existing methods in the analysis of thermo-piezoelectric buckling. The Galerkin’s procedure and elliptic function are adopted to obtain the analytical solution of the nonlinear free vibration, and the incremental harmonic balance method is applied to obtain the principle unstable regions of the piezoelectric functionally graded beam. In the numerical examples, the good agreements between the present results and existing solutions verify the validity and accuracy of the present analysis and solving method. Simultaneously, validation of the results achieved by rule of mixture against those obtained via the Mori–Tanaka scheme is carried out, and excellent agreements are reported. The effects of the thermal load, electric load, and thermal properties of the constituent materials on the thermo-piezoelectric buckling, nonlinear free vibration, and dynamic stability of the piezoelectric functionally graded beam are discussed, and some meaningful conclusions have been drawn.