热柱复合毛细芯的成形工艺及其优化

针对当前微电子芯片的高热流密度问题,设计了一种具有复合毛细芯结构的热柱.其成形工艺为利用犁切-挤压的方法加工热柱蒸发端和冷凝端表面的交错微沟槽,然后在微沟槽表面烧结一层铜纤维.文中通过综合分析热柱毛细芯的成形过程,研究犁切-挤压参数对热柱蒸发端微沟槽成形的影响,以及烧结参数对烧结层的影响.结果表明:在热柱毛细芯微沟槽的...     

不同导叶包角圆管螺旋流起旋器出口流速场的试验研究

探讨了产生圆管螺旋流的局部起旋器,并在模型试验的基础上,通过对两套起旋装置在不同流量下的轴向流速及周向流速以及起旋器结构参数的比较和分析,得到了更有利于圆管螺旋流输送的结构参数。     

寒区隧道地源热泵供热系统及优化分析

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中.系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和排水系统加热.在分析研究该系统传热机理的基础上,建立考虑热阻和热源的隧道取热段传热模型,利用叠加原理、格林函数法和拉普拉斯变换法相结合的方法获得其解析解.热交换管间距对热交换管换热量有显著影响,随着管间距的增加,换热量呈线性增加.热交换管换热量随隧道埋深的增加而呈线性增加,热交换管应布置在埋深深的部位.与热泵持续运行相比,间歇运行有利于土壤温度场的恢复,有助于提高热泵运行效率.     

基于变形均匀的叶片锻造预成形拓扑优化设计

为了优化预成形设计,提出了针对提高锻件变形均匀性的预成形拓扑优化算法及相关单元增删准则,并开发了优化程序,对叶片锻件翼型截面的预成形结构进行了优化设计.与静水压力的单元增删准则优化的预成形进行比较,结果表明,新模型在模腔充满的基础上可有效改善锻件的成形均匀性.另外,相对简单的外形轮廓也便于预成形的完成,总体优化设计效果比较理想.     

换热器折流区域流路的传热分析及与逆流换热偏差的研究

本文采用换热器壳程流路传热分析的方法,对换热器折流区域流路的传热进行了数学分析,并与纯逆流的换热过程作了对比。通过数学分析,对换热器折流区域的传热性能在不同的冷热流出口温度比例条件下较逆流换热过程性能偏离的程度得到了定量的结果,给出了在换热器中冷热流体在不同的换热任务时应该选择的折流区域与逆流区域的面积比例关系。揭示了现有换热器技术在结构大型化之后难以在单个换热器中完成冷热流体出口温度比例小于1换热的原因,并给出了大型换热器结构改进的有效途径。     

混凝土坝浇筑机械联合施工的模拟优化及其应用

在混凝土坝的施工过程中,普遍存在入仓机械联合浇筑一个混凝土仓位的情况.以南水北调中线丹江口大坝加高工程为背景,通过对入仓机械联合施工的目的、要求和限制条件的分析,建立了混凝土坝入仓机械联合施工的模拟与优化模型.模拟与优化模型以提高入仓机械利用率、加快施工进度为目标,通过对入仓机械的优化调度,产生与实际施工过程极为接近的、理想的浇筑方案.通过模拟与优化模型在丹江口大坝加高工程中的应用表明,模拟计算结果符合工程施工实际,制定的浇筑方案在实际施工中切实可行,对于混凝土坝施工的指导及其实际应用具有理论意义和工程实用价值,且在混凝土坝施工中具有普遍意义和推广价值.     

桁架材料和结构组合多目标优化设计

同时为桁架的每个杆件确定最为合适的材料和结构尺寸属于桁架材料和结构组合优化问题．提出一种桁架材料和结构组合多目标优化的方法．为材料分配唯一的标识编码，把杆件所用材料直接作为设计变量，并且和杆件截面积一起构成设计变量空间．考虑结构重量、成本和节点位移3个目标以及应力约束，建立了桁架材料和结构组合优化问题的数学模型．应用多目标遗传算法进行求解．算例结果表明，采用多目标遗传算法可以为桁架设计参数的确定提供多种选择方案，决策者可以根据目标的重要程度确定最后设计方案．算例分析结果验证了该方法的有效性．     

圆口喷射器湍流流场数学模型及其最优设计

本文根据湍流射流和湍流边界层理论对圆喷嘴喷射器混合段湍流流场进行了研究,应用雷诺方程推导出喷射器混合段的基本方程和动量积分方程,用数学模型研究了喷射燃烧器,并对喷射器提出了一套最优设计公式。     

改进的Kriging近似方法及其在鱼雷外形优化中应用

摘要：
对小样本条件下Kriging拟合精度的研究后发现,由原样本点生成新样本点后,拟合这2组样本点可提高其拟合精度.使用2种方法生成新样本点,一种是基于极大似然估计的生成方法;另一种是基于最小均方误差的生成方法.经分析,第1种方法要求较为苛刻,导致新样本点不能提供有效的样本信息;而第2种方法得到了带有有效附加信息的新样本点.数学算例表明,基于最小均方误差生成新样本点的方法得到的样本点提高了Kriging模型的拟合精度.将该方法应用于鱼雷外形优化中,得到了较为满意的优化结果,表明了改进的Kriging近似方法的有效性.
关键词：
Kriging插值; 极大似然估计; 均方误差; 优化设计
中图分类号： TP 202.7
文献标志码： A     

遗传算法在离散变量结构优化设计中的应用

研究适于离散变量结构优化设计的遗传算法．探讨了离散变量结构优化问题的基因表达模式，提出了一种减小基因搜索范围的子空间构造方法．该算法可处理受应力、位移约束的结构优化问题．数值计算实例表明该算法效率高，具有很强的适应性     

具有动应力、动位移可靠性约束的结构优化设计

讨论了随机参数结构在微机荷载激励下的优化设计问题,建立了具有动应力、动位移可靠性约束和设计变量上、下限约束的工程结构优化数学模型,并将可靠性约束等束显示化为常规约束,优化中采用复合形法求解。算例表明了文中建立的优化模型和提出的求解方法的正确性与可行性。     

EBG结构在PDS设计中的应用研究

提出了一种利用电磁带隙(Ectromagnetic Band Gap,EBG)结构来有效抑制同步开关噪声(SSN)的方法,并应用到具体电路设计中来减小同步开关噪声.仿真结果表明,利用EBG结构来抑制同步开关噪声,可获得比传统电源分配系统设计中单纯加去耦电容更好的效果.     

纯钢结构高架皮带的设计与推广应用

针对煤矿皮带输送机机头安装中存在的问题,提出了纯钢结构高架皮带的设计方案,并对其技术、经济优势进行了比较。     

高效高速波型挡板塔盘在化工生产上应用

阐述波型挡板塔盘气液两相接触流动,传热,传质的机理分析,该塔盘用于分离甲醇－水物系的甲醇回收等,已在全国８个化工厂推广应用了３１套塔装置,实践表明其生产能力大,可提高３０％－１００％;分离效果好,塔顶,塔釜液的质量控制指标为０．１％或０．０１％以下,回流比可减少３０％－５０％;弹性大,压降小,不易堵塔,操作稳定易调节控制;节能降耗,经济效益显著,可在化工,石油化工等的精馏,吸收,洗涤除尘冷却等单元     

网络型组织中产品设计过程建模及优化

网络型组织是组织之间因为某种目的或任务,根据一定的规则而结成的一种组织,如多组织之间的产品协同开发.应用有向图和模糊结构设计矩阵(FDSM)对网络型组织中产品开发设计过程进行了建模,并在此基础上应用解耦、矩阵交换、分解等方法对设计活动进行优化处理,以便在不损害产品开发质量的基础上,提高网络型组织产品开发的效率和整体开发进度,减少产品开发中的设计迭代问题,缩短产品开发的周期,使网络型组织中的各合作单位最大限度的协同并行工作.     

动车组车辆地板振动问题及其优化

针对某型动车组高速运行时地板振动脚感发麻问题,对该车进行了线路运行试验.通过振动传递分析与运行舒适度分析发现,车体钢结构振动经弹性支撑元件传递至地板后,在20~50Hz频率范围的振动被放大,且该频率范围覆盖了人体腿部敏感频率,导致乘坐时脚感发麻.为进一步研究地板振动放大机理,建立了包含地板的车体精细化有限元模型,并对模型进行验证.有限元分析结果表明,原地板弹性支撑刚度参数不当,导致地板局部模态频率与车体钢结构局部模态频率接近,进而导致地板与车体底架发生局部共振现象,地板振动能量被放大.针对地板弹性支撑参数不当进行了优化研究,并对优化方案进行了试验验证.试验结果表明,优化设计有效地解决了地板振动发麻问题.     

寒冷地区村镇住宅建筑单热源供热系统设计与优化

对不同规模的村镇住宅建筑供热系统优化设计方案与全生命周期内的经济性展开研究.首先,采用TRNSYS软件模拟得到60~2 000 m²范围内不同供热面积村镇住宅建筑的动态热负荷,并对太阳能、电锅炉、地源热泵及空气源热泵4种不同热源供暖系统的控制运行情况进行模拟,得到不同热源供暖系统在不同供热面积下的优化设计方案.在此基础上,对不同热源供暖系统在全生命周期内的经济性进行对比分析,得到不同村镇住宅建筑供热面积下的热源推荐方案.结果表明:对于不同热源供暖系统的总费用,电锅炉供暖系统最大,太阳能供暖系统最小,太阳能供暖系统总费用比电锅炉供暖系统减少近65%.     

利用并行子空间优化方法实现复杂工程系统并行设计优化

介绍了应用于航空航天领域内复杂系统设计的一种基于全局敏度方程的并行子空间优化算法,分析了算法的计算结构和参数设置,根据其收敛过程振荡和收敛早熟问题,发展了折衷系数的优化规律替代法和自适应累积约束参数法,提高了算法的收敛性能.算例表明改进后算法收敛性能有很大提高.将该算法用于某通用航空飞机的概念设计,考虑气动、重量和性能等3个学科,很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算困难,证实了本文算法的有效性.     

PCR芯片中微腔室高度及加热器结构优化设计

对PCR扩增芯片中微加热器的传热及微腔(DNA反应液腔)室的高度优化问题进行了有限元分析,通过ANSYS软件模拟分析了单蛇形、双蛇形以及双螺旋形等典型结构微加热器的温度场分布,分析了不同腔室高度PCR芯片的温度场分布,重点探讨了不同微加热器结构、不同布线规律对PCR芯片微腔室温度分布均匀性的影响,PCR芯片中DNA反应液厚度与芯片上下表面温差的关系.仿真结果表明:均匀加热器比非均匀加热器温度分布均匀性更好;双螺旋形加热器较单蛇形与双蛇形加热器更能满足实际需要;DNA反应液厚度与芯片上下表面温度差之间具有良好的线性关系.同时根据分析结果得到了所设计的具有电极均匀分布双螺旋微加热器的PCR芯片微腔室最佳高度为340μm,能很好满足片上PCR芯片扩增所需的温度环境条件.