基于近似模型的透平机械多目标优化

本文研究了采用多目标优化算法NSGA—II与前馈神经网络的耦合优化方法的收敛性问题。提出了一种改进的拥挤距离和coarse-to-fine的迭代策略,有效地解决了原耦合方法不收敛的问题。在此基础上,提出了基于数值模拟和耦合优化方法的多目标气动设计框架,并对转子37进行了三目标优化。优化结果表明,多目标优化结果的气动性能...     

某跨音转子设计中叶型中线分布特征研究

本文通过调整叶型中线分布设计了几种不同的跨音转子,并采用数值模拟的方法研究了其对跨音转子流场性能的影响。研究结果表明,高来流马赫数下跨音转子流场对叶型中线分布比较敏感,中线分布应尽可能保证负荷的平稳加载和预期的气流折转;跨音转子叶根区域仅在前缘附近存在局部超音区,较大的叶型折转对流场影响不大;其叶尖区域主要依靠激波增压...     

基于风力机叶片铺层的频率优化设计

从叶片的铺层角度出发,编程建立了一种风力机叶片的约束优化设计模型。采用风力机叶片主梁帽的铺层厚度及位置为优化设计变量,在保证气动外形不变,满足各种约束的情况下,以获得最大一阶挥舞频率为设计目标,使用改进粒子群算法进行搜索约束优化解。结果表明:合理地设计主梁帽的铺层厚度和位置能得到更好的结果,验证了模型的有效性。优化结果对工程设计具有一定的参考价值。     

应用近红外光谱技术测试温室黄瓜叶片全氮含量

近红外分析技术是一种新型、快速、无损的检测技术,是未来农业化学分析检测的发展方向.文章采用近红外分析技术对黄瓜叶片中全氮进行了无损测试.主要结论如下:应用黄瓜叶片的全氮含量测定值(凯氏定氮法)与近红外光谱建立模型,然后进行外部验证,验证结果为:模型的决定系数为0.406 6,相对标准差为0.155 9,校正标准差为0....     

科氏效应对叶片-桨毂-轴耦合系统振动特性的影响规律研究

采用几何精确模型与阶次截断方法描述叶片的空间变形,建立了考虑科氏效应与离心刚化作用的叶片-桨毂-轴耦合系统动力学模型,推导了耦合系统振动微分方程。采用Rayleigh-Ritz法进行数值离散,计算了不同刚度比、半径比、转速和叶片数下,科氏效应对系统模态频率的影响。研究表明：叶片-桨毂-轴耦合系统模态中包含耦合和非耦合两类模态,耦合模态频率在考虑科氏效应后发生明显降低;随着半径比增加,科氏效应对第1阶耦合模态频率的影响逐渐减弱,对第2阶耦合模态频率的影响逐渐增强;转速的增加会提升耦合模态对科氏效应的敏感性;刚度比处于10~3～10~5范围内时发生叶片模态振型转换的现象,模态振型转换后科氏效应的影响更为显著;随着叶片数目的增加,科氏效应对模态频率的影响逐渐减弱。研究结果可为旋转叶片-桨毂-轴耦合系统的动力学设计提供理论参考。     

叶片挤出机制备中药渣纤维/回收ABS复合材料的结构与性能研究

利用基于拉伸流变的叶片挤出机制备中药渣纤维/回收ABS复合材料,并研究叶片挤出机的加工温度、加工转速对复合材料结构与性能的影响。研究结果表明,随着叶片挤出机加工温度的升高,中药渣纤维/回收ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度都呈现先增大后减小的趋势,并且在200℃时达到最大值,分别较最小值提高了19.48%、14.57%,冲击强度变化较小;叶片挤出机加工转速对复合材料综合力学性能的影响与加工温度类似,30rpm为最佳加工转速。从复合材料的SEM图可以看出,随着加工转速的提高,中药渣纤维在复合材料中的取向更加明显。     

基于高光谱数据研究应用近红外相机加装滤光片实现玉米叶片水分测量的关键参数

实现玉米等活体作物叶片不同区域以及近地冠层的水分含量检测,可为研究作物生长中的水分胁迫响应机制,以及旱情监测、精准灌溉等提供有效技术手段。大体积、大重量、低光通量的高光谱仪难以在田间实现活体检测,将小体积、小重量、高光通量近红外相机加装滤光片使其具有波长分辨能力,有望实现田间活体叶片水分含量成像检测。基于玉米叶片的近红外高光谱数据,对实现水分测量的特征波长位置及个数,以及特征波长带宽和偏移限度等关键参数进行研究;其中,不同带宽的仿真数据依据滤光片透光分布函数得到;固定带宽条件下的中心波长偏移仿真数据依据插值方法得到。研究结果表明：特征波长分别为1 150和1 400 nm,带宽小于100 nm时可满足要求,能够找到符合参数条件的滤光片产品;在带宽为25 nm下所建水分含量模型,其建模集的决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）分别达到0.968,1.245%,预测集分别达到0.960,1.298%,可实现玉米叶片水分的准确检测。为推测加装滤光片所建模型受环境温度的影响,应用固定中心波长下的模型预测不同偏移量的仿真数据,当偏移量为0.05 nm时,模型预测误差为不漂移条件下3%左右,可忽略,由干涉滤光片中心波长漂移与温度的关系,相当于环境温度在50 ℃的范围对检测结果影响不大。该研究对近红外相机加装滤光片形成多光谱成像检测装置提供了重要技术参数支撑和环境工作范围建议,装置的搭建工作已开始,装置的实现可为现代农业作物生理、生产研究提供新型、有效手段。     

基于偏振反射模型和随机森林回归的叶片氮含量反演

叶片氮含量极大程度上影响植被生物化学过程,有重要的研究意义。利用机载高光谱数据反演叶片氮含量在农业遥感领域有广泛应用,但其反演精度不能完全满足精细农业的需要,有一定提升空间。叶片氮含量遥感反演精度受机理误差和算法误差的影响,机理误差主要来源于叶片表面反射。传感器探测到的反射辐射既包含叶片内部多次散射,又包含叶片表面镜面反射部分,只有前者是携带叶片内部生化组分（如氮含量）信息的,由于后者是入射光在叶表蜡质层发生的直接反射,因此该部分并不携带叶片内部信息。根据菲涅尔定律,叶表镜面反射是部分偏振的,而内部散射是非偏振的,因而通过偏振反射建模可部分去除叶表镜面反射影响,以消除机理误差。算法误差主要来源于不同氮含量反演算法对于高光谱数据挖掘能力的差别。比较了偏最小二乘法、主成分回归、支持向量机、K-近邻算法和随机森林回归在高光谱叶片氮含量反演中的表现,在调整算法参数之后,选择使用随机森林回归算法以减少高光谱反演算法误差。以常绿针叶林、落叶阔叶林和针阔混交林为研究对象,利用多角度偏振卫星POLDER/PARASOL的多光谱数据库构建二向偏振反射模型,用以模拟和分析研究区森林的偏振反射率;从HySpex传感器系统获取的机载高光谱数据中去除偏振反射率带来的光谱机理误差,以实现叶片氮含量的精确反演。以均方根误差为主要指标评估精度变化可获得以下结论：在高光谱叶片氮含量反演中,消除偏振反射率带来的机理误差后,各算法反演精度均有提升,平均提升了4.244%。其中,随机森林回归可以最大程度减小反演算法误差（可决系数达到0.803,均方根误差达到0.252）,且对光谱偏振信息最为敏感,去除偏振后精度提高了13.103%。相比于广泛使用的偏最小二乘算法,去除光谱机理误差并减小反演算法误差后,叶片氮含量反演精度整体提高了32.440%。该研究实现了基于机载高光谱数据的叶片氮含量精确反演,证明了在叶片氮含量反演中去除偏振反射率的必要性,体现了在高光谱氮含量反演中随机森林算法的应用潜力。     

滞尘影响下的茶树叶片水分高光谱估算

减少叶面滞尘对茶树叶片水分有效光谱信息提取的干扰,有利于建立更加稳健的茶树叶片水分高光谱估算模型。以“舒茶早”为研究对象,通过田间随机采集鲜叶样品,测定叶片原始光谱反射率、含水量以及滞尘率。比较分析滞尘对茶树叶片原始光谱的影响,分别基于归一化计算与比值计算方法构建新波段植被指数,并利用相关系数法筛选叶片水分含量相关性最高的新波段植被指数,结合相对变率分析获取滞尘对叶片水分估算影响不敏感的待选指数。通过分析不同滞尘条件下新建植被指数和已有水分指数与滞尘的响应关系,筛选出滞尘影响下茶树叶片水分估算的最优植被指数,最终构建茶树叶片水分估算的高精度模型。结果表明：（1）位于711~1 378 nm波段范围的叶片光谱反射率受滞尘影响呈现显著降低的趋势,随着滞尘率增大光谱反射率减小,且无尘叶片反射率与有尘状态反射率具有明显聚类现象,相同状态下的不同叶片反射率差异性极显著。（2）新波段植被指数、已有水分指数与茶树叶片含水量之间的相关性以及基于该指数构建的茶树叶片水分估算模型的精度,在滞尘影响下均呈现明显的下降趋势。（3）在滞尘混合状态下,以1 298和1 325 nm为中心波段的新建比值植被指数对滞尘敏感性最低,且与叶片含水量相关性高,为最优植被指数,其建立的茶树叶片水分高光谱估算模型具有较高的预测精度（y=0.245x-0.241,R2=0.854,RMSE=0.001）,并且实测值与预测值具有较好的一致性。因此,该研究可为茶树的水分精细化管理提供依据,并可为基于高光谱信息构建复杂环境条件下的水分估算高精度模型提供新思路。     

基于TRIZ系统论对海上风机叶片的分析

在介绍海上风机发展前景及海上风机所面临技术问题的基础上,利用TRIZ系统分析工具对海上风机叶片的磨损进行了详细分析,并指出了解决风机叶片磨损的方向,最后给出最优解决方向,并进一步阐述了目前在最优解决方向上所做的努力及不足。