高阶常微分方程的动态演化建模

提出了采用高阶常微分方程模型代替传统时序分析中所用的ARMA模型来实现一维时间序列的建模和预报．设计的将遗传程序设计与遗传算法相嵌套的动态演化建模算法,用遗传程序设计优化模型结构,以遗传算法优化模型参数,边收集数据边建模边预报,首次成功地实现了时间序列实时预报的程序自动化．两个时间序列的应用实例表明采用此算法可获得较好的实时预报效果．     

三维鱼体参数化建模

因水下环境复杂,鱼类三维模型获取非常困难,基于三维鱼类数据驱动的很多自动化研究工作无法开展。为此,提出一种三维鱼体参数化建模方法。首先,用专业建模师构建的标准鱼体模板注册扫描仪采集三维鱼体数据,构建拓扑结构一致的三维鱼体网格数据集;其次,用主成分分析法对数据集中的三维鱼体网格模型进行建模分析,建立鱼体的参数化表示模型;最后,采集草鱼数据进行相关实验。实验结果表明,注册得到的三维鱼体模型与真实扫描鱼体模型顶点之间的平均均方根误差仅为0.691 3 mm,在可接受范围。通过改变三维鱼体参数化表示模型中的权参数,快速生成了大量三维鱼体数据,从而解决了三维鱼体数据获取困难的问题。     

用定量会聚束电子衍射技术对二十面体AlPdMn准晶结构的优化

对n0，n1，b1和d0等4个位置上的7个原子面，用位置对称性允许的面谐函数描述原子面边界的形状和大小，用定量会聚束电子衍射技术对描述这7个原子面的形状与大小的15个参数进行了精修，得到了一个新的描述二十面体AlPdMn准晶结构的高维空间模型．由这个模型，在三维物理空间用切割法得到了比不考虑棱边中点d0处原子面的球形模型和非球形模型更加完整的原子结构，原子间距不合理的情况得以消除．通过解析式表述的这一模型，与用菱形多面体和91个参数描述原子面的6维团簇模型相比适用性更强．     

基于局部波形法的六面体自动分割网格法研究

三维有限元法是求解复杂工程问题所需的数值模拟方法．用有限元法进行数值模拟时．首先要建立被离散化的有限元网格模型．但是，许多工程问题的构造和形状非常复杂，为此分割有限元网格的难度也很大．此外，分割网格是否合理，直接影响有限元计算的精度．现有的各种有限元商用软件提供了很好的自动网格分割系统．但是，由于用六面体单元对复杂形状进行自动网格划分是非常困难。而目前为止还是用手来完成复杂的工作，所以六面体单元的自动网格划分和网格自适应性还未充分应用在实际工程之中．对任意复杂形状的物体进行分割网格时仍存在一些问题．本研究将介绍生成或已有的规则六面单元改变成形状复杂并合适的六面体单元的一种新的方法，即基于阻尼波形传播理论的方法．结果表明，只要把复杂外部形状按波的形式传输给指定的规则六面体单元模型，就可得有效的六面体单元的网格模型．     

锤式破碎机数字样机体系构建及其应用

针对数字样机建模仿真优化过程中建模方法、知识重用、优化算法、系统设计等方面存在的问题,提出了一种数字样机集成建模仿真优化方法,结果如下:1.以数字样机元模型为核心,通过对数据、信息、知识、模型的有效组织和管理,提出了数字样机构建及应用的体系框架;2.研究了锤式破碎机数字样机典型产品,建立了以集成过程模型和集成知识模型为核心的锤式破碎机数字样机元模型,并对其进行了动态仿真;3.通过开发设计关键零部件的柔性体生成算法和连接算法,得到了其各阶模态振型图以及关键件的动态载荷值,并以此为依据,实现了锤式破碎机的动力学仿真分析优化.     

用三维电镜图像数据比较空穴直径和空穴深度

用SiC炭化硅强化金属基复合材料制作的不同切口的拉伸试样进行了拉伸试验并对拉伸延性断面进行了微小空穴的三维形状测试．详细分析了在不同应力三维度下、空穴聚合时空穴几何形状的变化．为准确模拟金属基复合材料及其零部件在多向外载荷下的损伤过程，判断延性损伤机理提供了科学依据．     

信号灯控制下的交通流数值模拟

为研究信号灯控制下的交通流特性,利用先前提出的一个改进的NaSch模型对信号灯控制下的单车道交通流进行了建模和模拟,模型中考虑了司机和车辆的敏感性．模拟得到的流量一密度图包括3个不同的密度区域,即畅通交通、饱和交通和拥挤交通．结果显示：当信号周期丁小于某个值时,饱和流量随着丁的增大而增大,这与大多数微观模型的模拟结果不同．随后通过车辆演化时空图分析了其中的微观机理,得出司机和车辆的敏感性对流量的变化起着重要的作用．同时对交通拥堵特性也进行了研究,表明当处于饱和交通时,信号灯不仅会引起局部拥堵,还会对整体交通造成影响．     

青霉素模型化合物的密度泛函研究

用密度泛函理论的BLYP方法，在6-311＋G^＊基组水平上对青霉素的3个模型化合物的几何构型和红外光谱进行了优化、计算和归属，得到每个模型化合物羰基的红外频率，从而确定了青霉素的结构．同时，文中还分析了3种模型化合物的几何构型和红外光谱的变化原因，证实了密度泛函理论计算方法对研究大分子结构的可行性．     

用形状指数研究苯酚类化合物对大型蚤的急性毒性

基于分子拓扑理论，计算了18种取代苯酚的Kier分子形状拓扑指数（^mK）．利用最小二乘法建立了不同pH值下11种取代苯酚对大型蚤急性毒性（pIC50）的QSAR模型，其相关系数（R^2）依次为：0．963（pH=6．0），0．966（pH=7．8），0.846（pH=9．0）．这些模型的计算值与其实验值基本吻合．通过留一法检验及对其余7种取代苯酚类化合物的pIC50值进行预测，结果表明该模型具有良好的稳健性和预测能力．     

Ag,Cu离子注入石英玻璃光学吸收谱研究

用Mie理论和Maxwell—Garnett(M—G)理论对Ag，Cu单元素注入石英玻璃的吸收谱进行了模拟，得到了与实验结果一致的表面等离子体共振吸收峰．模拟结果显示，吸收峰来源于Ag和cu注入石英玻璃后形成纳米颗粒的光吸收．假定Ag，Cu双元素注入石英玻璃后形成合金结构，M—G理论模拟结果与实验吻合良好，说明形成合金结构的可能性很大．同时，用电子自由程理论对金属颗粒的介电函数进行了修正，给出了可以反映共振吸收峰的峰宽和强度随颗粒尺寸变化的模拟结果，为光开关的研究提供了一定的理论依据．     

基于拓扑与尺寸优化的风力机叶片轻量化设计

为有效减轻风力机叶片质量, 进一步实现降本增效, 对叶片内部结构进行拓扑优化与尺寸优化设计. 首先以叶片内部单元密度为设计变量, 将叶片柔顺度最小作为目标, 并以结构体积为约束条件, 考虑3种极限荷载工况, 利用ANSYS软件对叶片内部实体结构进行拓扑优化; 然后根据拓扑优化结果结合实际叶片内部材料铺层情况建立叶片壳体模型, 以关键结构参数为设计变量, 以叶片质量最轻为目标, 叶片强度、刚度、振动性能及稳定性等为约束, 采用MATLAB和ANSYS软件对叶片内部结构进行尺寸优化. 拓扑优化结果表明, 对叶片传统结构形式进行适当改进, 可有效改善叶片结构性能; 尺寸优化结果表明, 基于拓扑优化结果的改进结构优化方案与初始方案相比质量减轻了12.4%, 与传统结构优化方案相比质量减轻了2.6%, 较好地实现了叶片轻量化.     

并行Pareto多目标演化算法

提出并实现了一个并行Pareto多目标演化算法(PPMEA)，PPMEA算法是一个通过演化算法来解决基于Pareto的多目标优化问题的并行计算模型。在这个算法中，采用了并行演化算法中常用的全局并行模型和粗粒度并行岛模型。构成每个岛的子群体以不同的杂交概率和变异概率各自独立的演化，但是每隔一定的代数它们要交换外部集中的个体。标准测试函数的数值实验结果表明，所提出的算法能够使找到的解集快速收敛到Pareto非劣最优目标域，并且解集沿着Pareto非劣最优目标域有很好的扩展性。     

改进的Scheibel萃取塔非平衡级模型的建立与求解

建立了1个描述1级改进的Scheibel萃取塔稳态传质过程的非平衡级模型,并采用庚烷一丙酮一水体系进行稳态传质实验以验证该模型．通过对不同条件下模型计算值与实验值的分析表明,在搅拌速度和两相总流量较低的情况下,使用该模型能准确地模拟1级改进的Scheibel萃取塔中的传质行为．     

Benard花纹的格子BGK模拟

建立了用于模拟二维Benard对流现象的格子BGK模型，该模型要求粒子碰撞过程不仅满足质量和动量守恒，而且满足能量守恒，结合二迭加FHP模型和三迭加HPP模型，确定了此模型的平衡态形式，导出了此模型对应的宏观质量、动量和能量方程，用该模型成功地模拟了二维Benard花纹．     

基于模拟退火与Dijkstra算法的复杂网状结构供应链最优化研究

复杂网状结构供应链费用最优化已成为研究的热点问题.基于模拟退火与Dijkstra算法对复杂网状结构供应链费用的优化问题进行了研究.把全国的城市分布作为复杂网状结构,以城市间的距离和建立供应点的费用作为参数,建立数学模型,并进行数值仿真,分别以全1序列、〖JP5〗全0序列、随机序列为初始值的选取方式进行模拟,从中确定了最优解,并给出了最优供应链网络.     

多台阶涡轮轴三辊斜轧减径量对轧制过程的影响规律研究

运用Simufact有限元软件建立了三辊斜轧两道次成形多台阶涡轮轴的仿真模型, 通过数值模拟分析了涡轮轴成形情况, 探究了减径量对轧制过程中轧制力、等效应力-应变以及外圆度误差的影响规律. 结果表明: 随减径量的增大, 轧件第1道次和第2道次的径向载荷、等效应力、等效应变和外圆度误差均呈增大趋势. 综合比较3种方案下的轧件成形情况, 方案2为最佳的道次减径量分配方案, 即第1道次减径6mm, 第2道次各台阶减径量分别为2、9和14mm.     

一种基于空间结构的数值优化演化算法

提出一种求解数值优化问题的演化算法－－基于空间结构的演化算法(Space GA），在这种算法中，作者将演化种群中的每个个体放在固定的位置上，杂交操作在其邻居上的几个点进行，因此不用选择遗传操作的父体，从而避免了确定选择压力的问题，同时空间结构保证了搜索的全局性，遗传操作保证了较优解在其空间中的扩展，从而达到了全局寻优的目的。文章还讨论了不同的空间结构算法的影响，此算法可以求角数学规划问题、约束函数优化问题，如果对实型变量采用取整的操作，算法还可以求解混合整数非性规划问题，数值试验的结果表明了算法在求解的速度，稳定性，质量等方面都优于一般的演化算法。     

多粒度通信优化的MPSoC调度映射策略

随着嵌入式系统处理器核数的增加,映射与调度成为软件开发的关键.为了提升系统性能,需要格外关注映射与调度过程中的通信开销.现有的粗粒度系统级或细粒度线程级通信优化虽然能提升性能,但都各有缺陷.为此,提出了基于整数线性规划的用于Simulink模型的多粒度通信优化映射与调度策略,将不同粒度的通信优化方法相结合,实现优势互补.实验结果表明,该方法能有效提高系统的整体性能.     

热滚压成型工艺参数对微流道回复率的影响

为研究热滚压成型工艺参数对微流道成型弹性回复的影响, 基于Maxwell模型建立了微流道截面弹性回复率与各工艺参数之间函数关系的分析模型, 并利用非线性有限元仿真软件ABAQUS对PMMA、PVC、PC非结晶材料的热成型进行有限元模拟, 系统分析了温度、预压紧量及滚动速度对弹性回复率的影响. 结果显示, 当增加温度和减小预压紧量、滚动速度时, 可以有效地减小微流道截面弹性回复率.     

基于不同风险度量的投资组合模型的实证比较

提出以收益一波动比率为标准，对基于不同风险度量的投资组合模型进行实证比较，并分别以风险弹性和收益一波动比率为比较标准，以模拟退火算法作为投资组合模型的求解算法，对均值一方差模型、绝对离差模型和半方差模型进行了实证比较分析．结果表明，在我国股票市场上，构造投资组合时，半方差模型优于均值一方差模型和绝对离差模型，而绝对离差模型又优于均值一方差模型．