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平板模拟叶片不同角度鸟撞响应数值研究

机电信息 2020年第20期 123-124页

作者：王小党镇璐娜中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

针对航空发动机风扇叶片的抗飞鸟撞击设计需求,建立了钛合金平板模拟叶片受模拟鸟撞击的有限元模型,分析了不同撞击角度下叶片的动态响应特征变化规律。

关键词：风扇叶片不同角度鸟撞响应数值模拟

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高通量热疲劳试验系统研究

机电信息 2020年第23期 106-107页

作者：王小党镇璐娜沈阳中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 南京鑫合材料分析检测有限公司江苏南京210046

阐述了高通量热疲劳试验系统开发的必要性,分析了高通量热疲劳试验系统的原理和基本结构,并从系统结构设计、测温模块设计以及实际效果3个方面,对高通量热疲劳试验系统进行了研究,对今后热疲劳试验系统的开发有良好的借鉴意义。

关键词：高通量热疲劳试验系统开发

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多卡车与多无人机协同配送路径优化问题研究

管理科学学报 2024年第7期27卷 1-18页

作者：镇璐高佳静谭哲一上海大学管理学院上海200444

随着智能物流业的飞速发展,卡车和无人机协同运输系统在业界的探索性应用越来越引起学界研究的重视.本文研究了多卡车多无人机协同配送问题,以最小化系统的总成本为优化目标,建立一个混合整数规划模型.为了求解该模型,本研究还设计了一... 详细信息

随着智能物流业的飞速发展,卡车和无人机协同运输系统在业界的探索性应用越来越引起学界研究的重视.本文研究了多卡车多无人机协同配送问题,以最小化系统的总成本为优化目标,建立一个混合整数规划模型.为了求解该模型,本研究还设计了一种基于列生成的求解算法,以及基于变邻域搜索算法的加速算法改进策略,进一步缩短求解时间.本研究通过大量数值实验验证了所提模型的有效性和算法的有效性,另外还通过一些敏感性分析实验提出了若干对实践有指导意义的管理启示。

关键词：协同配送路径优化无人机混合整数规划列生成

工程管理背景下的无人机巡检路径调度优化（英文）

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Engineering 2024年第5期 223-239页

作者：镇璐杨志远 Gilbert Laporte 伊文范天一 School of Management Shanghai University Department of Decision Sciences HEC Montréal School of Management University of Bath Department of Building and Real Estate The Hong Kong Polytechnic University

Technological advancements in unmanned aerial vehicles(UAVs) have revolutionized various industries,enabling the widespread adoption of UAV-based solutions. In engineering management, UAV-based inspection has emerged as a highly efficient method for identifying hidden risks in high-risk construction environments, surpassing traditional inspection techniques. Building on this foundation, this paper delves into the optimization of UAV inspection routing and scheduling, addressing the complexity introduced by factors such as no-fly zones, monitoring-interval time windows, and multiple monitoring rounds. To tackle this challenging problem, we propose a mixed-integer linear programming(MILP)model that optimizes inspection task assignments, monitoring sequence schedules, and charging decisions. The comprehensive consideration of these factors differentiates our problem from conventional vehicle routing problem(VRP), leading to a mathematically intractable model for commercial solvers in the case of large-scale instances. To overcome this limitation, we design a tailored variable neighborhood search(VNS) metaheuristic, customizing the algorithm to efficiently solve our model. Extensive numerical experiments are conducted to validate the efficacy of our proposed algorithm, demonstrating its scalability for both large-scale and real-scale instances. Sensitivity experiments and a case study based on an actual engineering project are also conducted, providing valuable insights for engineering managers to enhance inspection work efficiency.

关键词：

幔源岩浆在地壳中分层侵位的控制因素:二维热-力学模拟

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岩石学报 2024年第4期40卷 1087-1101页

作者：崔晓娜陈林中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

幔源岩浆在地壳内的上升和聚集样式不仅依赖于岩浆自身的性质,还取决于围岩的强度和热状态。已有数值和物理模型大多关注岩浆自身物性对其上升过程的影响,而对围岩流变强度或热状态如何影响岩浆的上升和聚集过程的研究相对薄弱,尤其是... 详细信息

幔源岩浆在地壳内的上升和聚集样式不仅依赖于岩浆自身的性质,还取决于围岩的强度和热状态。已有数值和物理模型大多关注岩浆自身物性对其上升过程的影响,而对围岩流变强度或热状态如何影响岩浆的上升和聚集过程的研究相对薄弱,尤其是周期性的幔源岩浆在壳内分层侵位的受控因素仍然不清楚。本文利用二维热-力学数值模拟方法,通过发展多期岩浆脉冲和岩墙生成算法,研究了岩浆从深部地幔上升至地壳内部侵位的动力学过程,系统测试了地壳(围岩)地温梯度(上、下地壳的地温梯度分别以GUC和GLC表示)和地壳强度对岩浆上升过程和聚集样式的影响。模拟结果表明:(1)地壳地温梯度对岩浆的侵位深度有重要影响,岩浆侵入冷地壳(GUC=GLC=12.5K/km),岩浆主体在岩石圈深度聚集,地表的相对高差小于140m;岩浆侵入温地壳(GUC=GLC=15K/km)在下地壳底部聚集形成岩浆房,上升至上、下地壳界面,岩浆房上方的地表地形呈现中心拗陷两翼隆起的形态,地表最大高程可达3km;岩浆侵入热地壳(GUC=GLC=17.5K/km)仅在下地壳底部聚集形成岩浆房,地形演化特征与温地壳背景的情况类似,但最大高程小于1.5km。(2)在同等地壳地温梯度条件下,上、下地壳的相对强度决定了岩浆的聚集样式:下地壳的强度越弱,岩浆更易在下地壳聚集形成岩浆房;上地壳的强度越弱,岩浆更易在地表喷发。进一步分析表明:岩浆的聚集样式受地壳地温梯度与地壳流变分层性的共同控制,地壳越热且流变强度分层性越显著则越有利于岩浆在地壳中的多层级侵位;每一期岩浆脉冲的供给均会导致岩浆房内部的超压值骤增。我们的模拟结果对理解火山喷发前壳内岩浆的赋存状态及岩浆活动区的地形演化具有启示意义。

关键词：岩浆地壳地温梯度粘度数值模拟

基于多层MPC框架的类车机器人调速路径跟踪

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工程科学学报 2024年第8期46卷 1469-1478页

作者：张俊娜白国星山西机电职业技术学院长治046011 北京科技大学机械工程学院北京100083 唐山冀东装备工程股份有限公司唐山063200

针对类车机器人路径跟踪控制的研究工作尚未考虑主动调速与路径跟踪之间的关联,现有控制系统为了保证较高的路径跟踪控制精度只能将纵向速度设置为较低值.同时,在其他移动装备的主动调速路径跟踪控制策略中,以模型预测控制(Model predic... 详细信息

针对类车机器人路径跟踪控制的研究工作尚未考虑主动调速与路径跟踪之间的关联,现有控制系统为了保证较高的路径跟踪控制精度只能将纵向速度设置为较低值.同时,在其他移动装备的主动调速路径跟踪控制策略中,以模型预测控制(Model predictive control,MPC)为基础的多层模型预测控制(Multilayer MPC,MMPC)具有对于误差来源兼容性较强的优势,但是现有系统采用速度较高时精度不佳的线性模型预测控制(Linear MPC,LMPC)作为底层路径跟踪控制算法,因此纵向行驶速度仍然较低.针对这些问题,结合基于MMPC的主动调速路径跟踪控制框架、精确性和实时性均较好的前馈模型预测控制(Feedforward MPC,FMPC)底层路径跟踪控制算法与长时域预测精度较高的非线性模型预测控制(Nonlinear MPC,NMPC)顶层速度决策算法,构建了新的基于MMPC框架的主动调速路径跟踪控制系统.通过MATLAB和CarSim联合仿真对提出的MMPC系统进行了测试.提出的MMPC系统可以在平均行驶速度较高时实现较高精度的路径跟踪,在平均行驶速度为4.2859 m·s^(-1)时,位移误差的最大幅值为0.1838 m,航向误差的最大幅值为0.1350 rad.在纵向速度较高时,提出的MMPC相比恒速的FMPC、NMPC系统和已有的MMPC系统精度更高,在相同工况下,FMPC系统误差发散,提出的MMPC系统可以相对已有的NMPC和MMPC系统将位移误差最大幅值减小46.29%和62.22%.在能够保障较高精度时,提出的MMPC系统的平均行驶速度较高,相比已有的FMPC和MMPC系统,可以将平均行驶速度提高43.06%和317.48%,与NMPC系统指标接近.

关键词：类车机器人路径跟踪主动调速预测控制多层控制

扩压式自泵送流体动压机械密封性能分析及双目标优化研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第7期44卷 947-959页

作者：王琳娜孙见君南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面... 详细信息

泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面重要结构参数对其密封性能的交互影响;基于均匀试验设计和多元回归分析法建立了扩压式自泵送流体动压机械密封的开启力和泄漏率预测模型;采用NSGA2遗传算法进行双目标寻优,得到Pareto最优解集,再结合TOPSIS法从解集中筛选出了不同权重下的最优结构参数.研究结果表明:对于中小轴径的扩压式自泵送流体动压机械密封,动环端面密封坝坝长与扩压环槽槽宽的比值在1.46~2.01之间,螺旋槽槽长和扩压环槽槽宽的比值在1.32~1.86之间时,密封性能最优.研究成果为扩压式自泵送流体动压机械密封动环端面的设计提供理论基础.

关键词：非接触式机械密封数值模拟计算流体力学均匀试验设计优化 NSGA2遗传算法交互作用

基于海洋捕食者算法的波浪能转换装置模型预测控制

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1468-1480,I0018页

作者：方红伟魏秀娜天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072

该文提出一种基于智能海洋捕食者算法的模型预测控制策略,实现了波浪能转换装置的动态最大能量捕获。提出的模型预测控制策略利用海洋捕食者算法来获取最优控制力,并采用非线性限制来控制功率的单向流动。通过相应的对比分析验证了海洋... 详细信息

该文提出一种基于智能海洋捕食者算法的模型预测控制策略,实现了波浪能转换装置的动态最大能量捕获。提出的模型预测控制策略利用海洋捕食者算法来获取最优控制力,并采用非线性限制来控制功率的单向流动。通过相应的对比分析验证了海洋捕食者算法的优化准确性和快速收敛性。该方法还利用控制域来处理最优控制变量以便在算法的计算负担和优化准确度之间进行平衡。所提出的方法证明在处理多维的波浪能转换系统方面,特别是系统的非凸和非线性限制问题,具有较好的利用价值。仿真与实验结果证明提出的方法能较好地提高波浪能转换装置的输出功率,并满足典型海域工况下的实时需求。

关键词：海洋捕食者算法模型预测控制单向功率流动限制波浪能转换

碳排放权交易试点政策的减排效应分析——基于碳排放量和碳排放效率的视角

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系统工程理论与实践 2024年第9期44卷 2838-2853页

作者：蔡俊骆丹娜萧莘玥华中科技大学管理学院武汉430074 浙江大学经济学院杭州310013 上海财经大学经济学院上海200433

准确刻画碳排放效率和正确评价碳交易政策对实现“双碳”目标具有重要的理论和实践意义.本文基于改进的随机前沿模型和双重差分模型,收集了2003–2019年30个省(市)的能源消耗及经济投入产出的面板数据,并测算了碳排放权交易政策对试点... 详细信息

准确刻画碳排放效率和正确评价碳交易政策对实现“双碳”目标具有重要的理论和实践意义.本文基于改进的随机前沿模型和双重差分模型,收集了2003–2019年30个省(市)的能源消耗及经济投入产出的面板数据,并测算了碳排放权交易政策对试点省份碳排放量和碳排放效率的影响及作用机理.实证研究发现,碳排放权交易政策可以降低试点地区4.4%的碳排放量,提高试点地区10.4%的碳排放效率,有助于推动实现“双碳”目标.机制分析表明,碳交易政策通过降低能源消耗量、调整能源结构和限制重点行业(如水泥)产能来减少碳排放量和提高碳排放效率;然而该政策并没有显著促进企业低碳技术的研发.异质性分析结果显示,在碳排放权试点政策的实施中,交易价格具有调节作用,即价格越高,减碳效果越显著.这些发现为全国范围内推广碳排放权交易政策提供了重要启示,对实现“双碳”目标具有较高的参考价值.

关键词：碳交易市场试点碳减排效应碳排放效率随机前沿分析双重差分模型