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基于灵敏度矩阵分析的钢桁架桥模型修正

建筑钢结构进展 2021年第1期23卷 94-100页

作者：李坤张宇鑫上海理工大学环境与建筑学院上海200093 上海师范大学建筑工程学院上海201418

基于灵敏度矩阵分析的模型修正方法是目前最常用的模型修正方法之一。而在模型修正过程中,不可避免地存在求解过程的不适定性。不适定问题的求解中,正则化参数的选取对结果精度和效率都有重要影响。研究了基于灵敏度矩阵分析的钢桁架桥... 详细信息

基于灵敏度矩阵分析的模型修正方法是目前最常用的模型修正方法之一。而在模型修正过程中,不可避免地存在求解过程的不适定性。不适定问题的求解中,正则化参数的选取对结果精度和效率都有重要影响。研究了基于灵敏度矩阵分析的钢桁架桥有限元模型修正工作,并对目前较常用的正则化参数选取方法——广义交叉验证(generalized cross validation,GCV)进行了研究。通过钢桁架桥模型的数值仿真分析,研究了采用GCV方法选取正则化参数进行模型修正方法的有效性和精度问题;并通过钢桁架桥试验验证了此方法的有效性。研究可以为钢桁架桥模型的修正工作提供参考。

关键词：模型修正灵敏度矩阵分析正则化参数广义交叉验证数值仿真分析

基于遗传算法的混凝土三维非稳态温度场反分析

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计算力学学报 2004年第3期21卷 338-342,367页

作者：张宇鑫宋玉普王登刚上海师范大学建筑工程学院上海201418 大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 同济大学建筑工程学院上海200092

大体积混凝土结构施工期间的合理温度控制问题非常重要,而精确进行温度计算所需的一些材料参数往往不易直接测得,需要根据一些易测得的量进行反求。本文基于三维瞬态温度场有限元求解理论与反问题理论,建立了混凝土三维瞬态温度场反问... 详细信息

大体积混凝土结构施工期间的合理温度控制问题非常重要,而精确进行温度计算所需的一些材料参数往往不易直接测得,需要根据一些易测得的量进行反求。本文基于三维瞬态温度场有限元求解理论与反问题理论,建立了混凝土三维瞬态温度场反问题求解数值模型。运用遗传算法寻求非线性反演问题全局最优解,只需要若干点温度实测值便可实现混凝土多个热学参数如绝热温升、导温、导热系数及热交换系数等的同时反演,算例对本文反演方法的反演精度及数值稳定性给出了满意的证明。

关键词：温度反问题热学参数有限元/遗传算法

自动网格体系在柱体绕流大涡模拟中的适用性评估

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 542-550页

作者：张宇鑫曹曙阳操金鑫同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为了评估基于snappyHexMesh方法生成的自动网格体系在二维柱体绕流大涡模拟中的适用性,比较了该自动网格体系与人工网格体系对于Re为3900圆柱绕流和Re为22000方柱绕流的数值模拟结果。通过设置合理的计算域以及数值格式,采用snappyHexM... 详细信息

为了评估基于snappyHexMesh方法生成的自动网格体系在二维柱体绕流大涡模拟中的适用性,比较了该自动网格体系与人工网格体系对于Re为3900圆柱绕流和Re为22000方柱绕流的数值模拟结果。通过设置合理的计算域以及数值格式,采用snappyHexMesh自动网格以及人工网格的算例都表现出良好的数值稳定性。将不同网格体系的数值模拟结果与物理试验结果进行对比,结果表明,采用snappyHexMesh网格可以提高数值求解效率;圆柱绕流对网格体系的变化比较敏感,不同密度的snappyHexMesh网格会显著影响圆柱气动力特征以及尾流区域的流场结果;snappyHexMesh网格体系可以准确预测方柱绕流,在方柱绕流大涡模拟中具有相较于圆柱绕流更好的适用性。

关键词：计算流体力学自动网格体系柱体绕流大涡模拟气动力特征流场结构

基于应变空间的碾压混凝土各向异性损伤本构模型

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工程力学 2004年第6期21卷 149-155页

作者：刘海成宋玉普吴智敏张宇鑫大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 上海师范大学建筑与管理工程学院上海201418

根据碾压混凝土材料的力学特性和损伤拉压显著不同的特点,分别在拉应变和压应变空间建立了碾压混凝土的本构关系和损伤演化方程。在拉应变空间,碾压混凝土的变形特性表现为脆弹性,考虑弹性与损伤耦合,应用正交各向异性损伤理论描述碾压... 详细信息

根据碾压混凝土材料的力学特性和损伤拉压显著不同的特点,分别在拉应变和压应变空间建立了碾压混凝土的本构关系和损伤演化方程。在拉应变空间,碾压混凝土的变形特性表现为脆弹性,考虑弹性与损伤耦合,应用正交各向异性损伤理论描述碾压混凝土的刚度退化和应变软化;在压应变空间,考虑弹塑性与损伤耦合,应用内时理论来描述碾压混凝土的弹塑性特性,正交各向异性损伤理论来描述微裂缝扩展引起的刚度退化和应变软化,内时理论没有屈服面,使模型的参数和方程大大减少,从而简化了非线性计算过程。计算结果表明,该模型能够较好地描述碾压混凝土在单轴和多轴加载下的性质。

关键词：碾压混凝土本构模型应变空间正交各向异性损伤内时理论

张弦梁结构振动方法索力识别(Ⅱ)：实用公式及误差分析

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振动与冲击 2009年第3期28卷 158-160,181页

作者：张宇鑫李国强赵世峰上海师范大学建筑工程学院上海201418 同济大学土木学院上海200092

基于提出的张弦梁结构下弦拉索频率方程,研究了运用数值迭代求解方法进行索力求解的数值稳定性。结果表明,基于数值迭代求解方法识别索力精度无法保证。为提高精度及简化计算,通过分析迭代计算得到的反映频率与索力相关关系的曲线,和已... 详细信息

基于提出的张弦梁结构下弦拉索频率方程,研究了运用数值迭代求解方法进行索力求解的数值稳定性。结果表明,基于数值迭代求解方法识别索力精度无法保证。为提高精度及简化计算,通过分析迭代计算得到的反映频率与索力相关关系的曲线,和已有索力识别经验公式的形式特点,进行数值拟合,提出一组索力计算的实用公式。并对方法的误差敏感性、识别精度等进行了讨论。

关键词：张弦梁结构振动索力识别误差

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基于序关系法-熵权法的矿井通风网络可靠性评价方法研究

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中国矿业 2024年第3期33卷 202-211页

作者：张宇鑫辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105

矿井通风网络可靠性评价在确保矿井生产安全与稳定方面具有重要意义。为了准确反映通风网络的可靠性,结合序关系法和熵权法构建了矿井通风网络可靠性评价体系。为了建立指标体系的层次结构,引用了鱼骨图法,将矿井通风网络可靠性确定为... 详细信息

矿井通风网络可靠性评价在确保矿井生产安全与稳定方面具有重要意义。为了准确反映通风网络的可靠性,结合序关系法和熵权法构建了矿井通风网络可靠性评价体系。为了建立指标体系的层次结构,引用了鱼骨图法,将矿井通风网络可靠性确定为总体指标,并细化为通风方式、生产布局、风网结构、设备水平、能耗效率和成本造价等分支指标。在评价通风网络可靠性的总体指标方面,融合了稳定性、完备性、合理性和经济性等因素。这些因素综合考虑了通风网络在长期运行中的稳定性、信息传递的完备性、设计与实际应用的合理性,以及经济效益的实现。本文研究建立了序关系法-熵权法模型,采用了国内某矿的实测数据来验证评价模型的可行性。通过该方法,能够评估和分析矿井通风网络的可靠性。这种方法为矿井通风网络可靠性评价提供了一种有效的方法和工具,可以帮助决策者全面评估矿井通风网络的可靠性,并制定更科学合理的决策,以确保矿井通风网络的安全与稳定。

关键词：序关系法-熵权法可靠性通风网络多指标矿井通风

村镇家庭活动碳流模型构建及实证研究 ——以山东省淄博市洪山镇为例

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村镇家庭活动碳流模型构建及实证研究 ——以山东省淄博市洪山镇...

作者：张宇鑫山东师范大学

学位级别：硕士

在人文地理学领域,人类活动与环境之间的关系一直是重要的研究课题。随着全球气候变化和环境问题的日益突出,人们对碳排放及其生态影响的关注也日益增加。长期以来,碳排放研究主要集中于工业及城市领域,并获得了丰硕成果。但随着全社会... 详细信息

在人文地理学领域,人类活动与环境之间的关系一直是重要的研究课题。随着全球气候变化和环境问题的日益突出,人们对碳排放及其生态影响的关注也日益增加。长期以来,碳排放研究主要集中于工业及城市领域,并获得了丰硕成果。但随着全社会范围内碳减排工作的纵深推进,以村镇家庭为基本单元的碳政策逐渐成为前沿热点话题。村镇家庭是人类社会的基本单元,其家庭结构、消费模式、文化习惯等因素会引起不同类型家庭在能源使用结构、生活消费结构、交通出行方式、基础建设等多个方面的不同,进而影响着碳排放水平。在这一背景下,村镇家庭活动碳流模型的构建及实证研究变得愈加迫切和必要。通过深入研究村镇家庭碳排放情况,可以更好地理解人类活动对区域环境和全球气候变化的影响机制,为当地制定可持续发展策略提供科学依据。本研究运用物质流分析方法,确立了家庭活动的边界范围,进而从活动视角(生产活动和生活活动),基于家庭活动间及活动与外部系统间物质流关系,构建了包括产品流、服务流、资源流、废物流、决策流和GHG流在内的村镇家庭活动碳流模型框架。随后,在构建的模型框架基础上,从结构和效率两方面出发,设计了碳流评价指标。另外,根据模型分析需求和指标要求,本研究设计了配套的半结构式调研问卷(纸质版)和调研问卷(网络版)。最后,以山东省淄博市淄川区洪山镇为调研区,展开实证分析。按照家庭户口、人口结构、工作性质等家庭特征,将村镇家庭划分为城市家庭、兼业型家庭、纯工型家庭和留守型家庭。基于模型和指标,核算和对比分析了不同类型家庭的碳流特征和碳流指标。运用最优尺度方法和多重比较分析法,研究了村镇家庭碳排放的影响因素。基于山东省淄博市洪山镇的实证研究结果如下:(1)在碳排放及碳汇特征上,总体来看,四种类型家庭在碳排放总量没有明显差异,但在碳排放结构上存在差异,家庭消费(非能源商品与服务和能源及能源产品)是家庭碳排放的主要来源。在非能源商品与服务上,家庭碳排放主要由食物、衣着、教育和医疗保健等生活必需品产生。在能源及能源产品上,家庭碳排放主要由用电产生。留守型家庭在大部分指标上都表现为最低水平,且与其他类型家庭有明显差异。在生产活动碳排放及碳汇特征上,兼业型家庭的碳排放量和碳汇量都高于留守型家庭。(2)在碳流结构上,所有家庭都表现为:家庭碳流主要由非能源商品与服务产生,其次是能源及能源产品,但二者在不同类型家庭中所占比例不同。从具体碳源视角来看,家庭产生碳流最多的碳源都为食物,最少的为某种能源,各碳源之间产生的碳流差异不大,绝大部分的碳流值在百分位以内。从循环问题来看,各类型家庭循环利用废弃物而避免产生的碳流差异不大。从活动类型来看,存在两种活动的兼业型家庭和留守型家庭的碳流主要由生活活动产生。(3)在碳流评价结构指标上,四种类型家庭的碳排放以间接碳排放为主,且四种类型家庭的直接碳排放和间接碳排放之间都有明显差额。家庭碳排放主要由投入过程产生,且该过程产生的碳排放量远超其他环节。物质循环过程产生的碳抵消和碳汇过程碳吸收量无法抵消家庭活动碳排放量。在碳流评价效率指标上,城市家庭、纯工型家庭和留守型家庭在碳效率和碳消费率两个指标上水平相近,但城市家庭创造的经济效益最高,消费高碳产品也更多。兼业型家庭在碳效率和碳消费率上都表现为较低水平。在碳循环率上,四种类型家庭水平相近,废弃物循环利用水平都不高,仍有较大减排空间。(4)在影响因素分析上,六个因素按照影响程度由高到低依次为老人比例、家庭收入、家庭规模、浪费行为、节约意识、儿童比例。其中村镇家庭碳排放与家庭收入、家庭规模、浪费行为呈现正相关,与其他三个因素呈现负相关。对老人比例和家庭收入进行多重比较分析发现,老人占家庭人数半数以上的家庭和月收入水平低于12000元的家庭与其他家庭在碳排放总量上存在显著差异。六个因素的作用机理是:通过两种方式影响家庭的碳排放水平,一是通过改变家庭的需求间接调节家庭资源的投入量,进而影响家庭碳排放水平。二是直接作用家庭产出量,从而影响家庭碳排放水平。根据碳流特征分析和影响因素分析,本研究提出以下建议:1)优化消费结构,选择低碳产品;2)提高居民意识;3)构建循环经济;4)实施减排增汇措施;5)注意碳平等问题。

关键词：家庭碳排放碳流影响因素碳排放评价碳排放模型

锂电池卷绕过程中集流体失效的力学分析及研究

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锂电池卷绕过程中集流体失效的力学分析及研究

作者：张宇鑫太原科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着石油等化石能源的大量使用,能源紧缺和环境污染问题日益严重,这些问题严重影响了人类社会的可持续发展。在此背景下,汽车作为化石能源消耗的主要源头之一,迫使人类推动了新能源汽车的快速发展以减少对环境的负面影响。新能... 详细信息

近年来,随着石油等化石能源的大量使用,能源紧缺和环境污染问题日益严重,这些问题严重影响了人类社会的可持续发展。在此背景下,汽车作为化石能源消耗的主要源头之一,迫使人类推动了新能源汽车的快速发展以减少对环境的负面影响。新能源汽车的核心部件——动力锂离子电池,因其高能量密度、寿命长和环保的特性而成为该领域的研究重点。锂电池的生产工艺复杂,其中卷绕工艺作为其生产的关键步骤之一,对电池性能的提升具有至关重要的意义。本文采用理论研究、数值模拟和实验验证的方法,深入探讨了锂离子电池集流体在卷绕工艺中的失效问题。首先本文分析了集流体和极片失效的根本原因,通过受力分析的方式探讨了初始张力、卷绕曲率半径、卷绕厚度、卷绕宽度、卷绕速度等关键工艺参数对卷绕工艺流程中集流体应力应变的影响。其次本文通过建立有限元模型分析了集流体卷绕的力学演化机制,探究工艺参数变化对卷绕应力的影响,并将有限元分析所得出的结果与理论推导所得出的结果进行比对,验证了理论推导的可靠性。最后本文对不同厚度集流体进行拉伸实验,获取集流体的力学性能参数,探讨了厚度对集流体力学性能的影响,并通过卷绕实验验证了理论推导和有限元仿真部分的正确性。结果表明,集流体在卷绕过程中宽度方向的应力应变分布基本一致。同时,集流体在卷绕过程中最大应力出现在卷绕曲率半径最小处的外法线位置。集流体的应力与集流体的厚度成正比,与集流体的卷绕曲率半径成反比,集流体受到的初始张力与卷绕弯曲应力近似为叠加关系。由于集流体质量较小,且离心拉应力主要取决于卷绕速度和集流体质量,因此在卷绕速度不高时,可以忽略速度对卷绕的影响。此外,集流体厚度显著影响了集流体的屈服极限和断裂极限,特别是正极铝箔集流体相对于负极铜箔集流体具有更小的屈服极限和断裂极限。因此,在制造单电极过程中,集流体的屈服强度应由使用的厚度决定,而在电芯制造过程中,应重点关注屈服极限和断裂极限较小的正极铝箔集流体。

关键词：锂离子电池集流体卷绕工艺失效准则

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我国国民收入再分配之经济法调节机制研究

我国国民收入再分配之经济法调节机制研究

作者：张宇鑫青海师范大学

学位级别：硕士

公平是我们长久以来的价值追求,公平体现在生活中的每一个方面。十一届三中全会之后,改革开放推动我国市场经济大跨步前进,进入二十一世纪以后,经济发展日新月异,党的十九大报告指出我国社会的主要矛盾已经发生了变化。故,不平衡不充分... 详细信息

公平是我们长久以来的价值追求,公平体现在生活中的每一个方面。十一届三中全会之后,改革开放推动我国市场经济大跨步前进,进入二十一世纪以后,经济发展日新月异,党的十九大报告指出我国社会的主要矛盾已经发生了变化。故,不平衡不充分的发展成为了我们日益关注并亟待解决的重要问题,其中,收入分配不公是发展的不平衡不充分所带来的众多问题之一,这一问题不仅造成了我国贫富差距大的局面,而且也严重阻碍着我们走向共同富裕之路,影响着整个社会的和谐与稳定。我国目前实行按劳分配为主、多种分配方式并存的分配制度。在社会主义市场经济体制下,初次分配制度主要受民法所调整,民法对分配制度的设计主要集中在《民法典》中物权编与合同编等方面。例如,物权编中规定了所有权的取得方式,合同编中对双方当事人享有的权利和履行的义务等作出了详尽的规定。可见,民法通过调整平等主体之间的人身关系和财产关系,进而调整市场交易中发生的交易关系。市场主体在市场经济活动中获取收入,该收入在如民法等法律的调整下进一步得到分配,这就是笔者论文意义上的初次分配。然而,民法是私法,它以意思自治为原则,从这个意义上说,初次分配的结果未必是公平的,由于这种分配受诸多因素的影响,只是形式上的公平。因此,需要对收入进行二次分配也就是收入的再分配,而达到实质上的公平。本文将我国当前的收入分配制度作为切入点,分析我国目前分配体制以及该体制下产生的分配不公、贫富差距大、地区发展不平衡的问题,通过分析经济法的再分配功能将其与收入再分配制度勾连起来,并在经济法的两大组成部分即市场规制法、宏观调控法两个方面分析其二者在国民收入再分配制度的具体表现,呈现出目前经济法对我国国民收入再分配的调节机制。以此调节机制为出发点,研究美国、德国和日本三个发达国家相关调节机制和法律制度的发展历程和现状分析以及对我国的启示。最后对我国目前经济法调节国民收入再分配的机制的缺陷和不足进行分析探究并提出完善建议。

关键词：经济法国民收入再分配税法价格法