核加速萤火虫算法求解有界背包问题

针对有界背包问题,本文提出一种结合核算法的改进萤火虫算法.首先采用核算法对问题规模进行缩减,为了使算法更适于不同规模的有界背包问题,根据规模对核半径进行自适应控制,对缩减后的剩余物品利用基于Levy飞行的萤火虫算法进行位置更新,并对更新后的最优个体进行变异操作以此增加种群多样性.通过仿真实验表明新改进算法能有效求解有界背包问题.     

Haar小波方法求解分数阶Poisson方程的数值解

借助Haar小波正交函数的分数阶积分算子矩阵,通过离散未知变量,将待求Poisson方程转化为大型的线性代数方程组,然后利用Matlab软件进行编程求解,即可求得原问题的未知系数矩阵,代入原方程,从而求得数值解.数值结果表明,当Haar小波采取很小的级数项展开时,即可获得满意的数值精度,而且算法比较稳定,有很强的实际应用价值.     

饱和砂土的三剪弹塑性边界面模型研究(二)——模型验证及应用

为验证所提饱和砂土三剪弹塑性边界面本构模型的适用性,取南昌地铁某车站进出口底板下的纯砂,掺入粒径小于0.075mm的江西红黏土颗粒,配制成含泥量分别为0%、5%、10%且密实度分别为25%、45%、70%的砂土样,通过常规三轴试验和循环动三轴试验确定模型参数,将试验数据与理论计算结果对比后发现两者具有较好的一致性,本构模型能较真实地反映饱和砂土样的变形、体变、孔隙水压力特性。其中,等量代换法和坐标平移法的数值计算结果相差不大,坐标平移法数值计算结果更接近试验结果。结果还表明:在单调荷载作用下,砂土的围压和含泥量越大,剪胀现象越不明显;砂土的密实度越大,剪胀现象越明显。在循环荷载作用下,砂土的围压和密实度越大,达到循环稳定时的轴向应变和孔隙水压力越小;轴向应力幅值、频率、含泥量越大,达到循环稳定时的轴向应变和孔隙水压力越大。另外,还将本构模型应用于砂土样的真三轴数值模拟。结果表明:单调加载时中间主应力影响系数b取值越大,应力峰值也越大;循环加载时侧向主应力σ₂和σ₃与竖向应变的关系均呈负相关性,侧向最小主应力s3、含泥量、循环应力幅值与孔隙水压...     

泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律研究(二)——泄压口大小

基于自主开发的程序开展泄压空间内炸药爆炸温度场数值计算,初步探讨泄压口大小对泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律。研究表明:准静态温度峰值、准静态温度平稳值与泄压口边长近似呈线性关系,且随着泄压口边长的增大而减小;随着泄压口边长的增大,爆炸后期准静态温度直线衰减速率呈非线性关系;其他条件不变时,随着泄压口边长的增加,泄压对于温度载荷的降低效果更明显。     

基于Hoek-Brown准则的围岩参数DE-FEM反演程序及应用

针对Hoek-Brown(H-B)准则在数值计算中的奇异点问题,论述了主应力空间中H-B屈服准则的应力回映算法,给出了应力回映区域的判定方法、应力更新方程式和一致切线模量的表达式。采用C++语言编制了节理围岩弹塑性有限元求解程序,通过与FLAC软件计算结果的对比,得出计算位移最大误差为5.36%,验证了所编程序的正确性。针对岩石材料力学参数难以确定的问题,引入差异进化算法,自主开发了DE-FEM位移反分析程序,并将其应用于吉林省高丽沟隧道洞口段工程。结果表明,通过反演所得位移最大误差为8.96%,反演程序具有较高的精确性和实用性,该方法能够为类似工程的安全设计提供参考和帮助。     

爆破作用下山岭隧道衬砌动态响应分析

基于数值计算方法,研究了在底部动载下拱桥铺山岭隧道衬砌的振动速度、应力以及弯矩的分布规律。得到在底部爆破动载作用下,隧道衬砌拱底振动速度峰值最大,其次是两帮,拱顶最小。随着动载作用时间推移,最大主应力越来越大,最小主应力先增大后减小;拱脚处受压较大,拱顶处受拉较大。随着底部动载的传播,最小弯矩和最大弯矩逐渐增大,直至动载趋于稳定时略有回落;隧道衬砌拱脚处负弯矩较大,隧道衬砌拱底处正弯矩较大。     

在侧爆作用下既有山岭隧道支护结构动态响应分析

基于现场监测数据,采用数值分析方法研究了在侧爆作用下拱桥铺山岭隧道衬砌弯矩和锚杆轴力的动态响应规律。随着应力波的传播,衬砌最大正负弯矩先增加后减小,右衬砌拱脚一直受到较大负弯矩作用,衬砌受到正弯矩较大位置在右侧拱腰至拱脚之间。在右侧动载的作用下,无衬砌影响时,锚杆受到的拉力明显增加,并且每根锚杆轴力从锚头至锚尾先增加后减小;受衬砌的影响时,锚杆受到的拉力明显减弱,受到的压力有所增强。     

改进型单晶炉提拉系统偏心平衡研究

随着光伏行业的快速发展, 对硅单晶的品质和长晶装备的稳定性的要求也不断提高。直拉法是生产硅单晶的主要方法,通过提高单晶炉副室的高度以扩大单晶硅的生产规模。由于副室高度的大幅增加,且单晶炉提拉头质心相对于旋转轴心有一定距离,对单晶炉整体稳定性有较大影响,从而降低了单晶硅的生产质量。针对此问题,对单晶炉建立可靠的力学分析模型,采用数值仿真方法,对单晶炉整体进行动力学响应分析,计算得到副室高度增加后的单晶炉工作时中钨丝绳下端晶棒的运动规律以及最大摆动幅度,为改进设计提供依据。数值仿真分析表明提高单晶炉副室高度后,提拉头较大的质心偏心是单晶炉提拉系统发生摆动的主要原因。在此基础上提出在提拉头上添加质心调节装置,通过控制系统调节可保证提拉头质心位置在旋转轴线上以降低提拉系统的摆动。     

VICON程序模拟氧碘化学激光器3维喷管流场的可行性探讨

 用VICON程序对化学氧碘激光器(COIL)喷管冷流场进行了3维模拟,得出的计算区几何较准确地反映了模拟装置的几何变化。主气流方向和副气流方向的分点数反映出了此2维平面内的气动特性,对不同流量的模拟结果对比分析得出穿透过度与穿透不够一样,致使主副气流混合不好。对带化学反应的情况进行了模拟,显现出副气流从喷孔出来后穿进主气流的马蹄形结构的变化过程,这些说明VICON程序可用来模拟研究COIL喷管流场特性。     

Orbital-Free Density Functional Theory for Molecular Structure Calculations

We give here an overview of the orbital-free density functional theory that is used for modeling atoms and molecules.We review typical approximations to the kinetic energy,exchange-correlation corrections to the kinetic and Hartree energies, and constructions of the pseudopotentials.We discuss numerical discretizations for the orbital-free methods and include several numerical results for illustrations.