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基于ThreeJS的导管架平台结构健康监测系统设计与研究

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基于ThreeJS的导管架平台结构健康监测系统设计与研究

作者：康琪大连海洋大学

学位级别：硕士

导管架平台是海上油气开发的重要工具,长期受恶劣的海洋环境影响,平台结构容易出现腐蚀和损伤,导致结构强度下降,产生诸多安全隐患。为确保海上油气的安全生产,给平台安全运行提供重要保障,本文以南海某导管架平台为研究对象,设计研发... 详细信息

导管架平台是海上油气开发的重要工具,长期受恶劣的海洋环境影响,平台结构容易出现腐蚀和损伤,导致结构强度下降,产生诸多安全隐患。为确保海上油气的安全生产,给平台安全运行提供重要保障,本文以南海某导管架平台为研究对象,设计研发了导管架平台结构健康监测系统,对平台结构健康状态进行安全评估和监测。首先,本文详细阐述了静力分析、疲劳分析、倒塌分析和风险评估的原理及计算方法,依据研究对象的结构数据和设计图纸,运用SACS软件构建了有限元模型,并在此模型基础上对平台进行了计算分析和风险评估。通过静力分析计算得到了平台结构在作业工况下杆件和节点的强度,筛选出危险的构件,对其重点关注;通过疲劳分析计算,判断构件能否在服役期间安全工作;通过倒塌分析计算,筛选出易受到损伤的构件进行风险评估。根据疲劳失效概率和倒塌失效概率的计算结果,判断出构件风险水平,及时对危险的构件制定相应的检验计划。其次,提出了构建参数化模型的流程,在Three JS环境中渲染场景等基本组件。提出了圆柱形杆件、圆锥过渡体杆件和工字钢杆件三种模型的绘制算法,并代入相关参数,对平台中这三种模型杆件进行构建,实现了基于Three JS在浏览器端构建了导管架平台三维模型。在浏览器端将监测数据或评估结果关联到模型上并进行交互操作,可以实时查看每个构件及平台的相关数据信息。方便了对海洋工程类专业软件操作不熟练的用户,无需专业软件的帮助,也可以随时随地实时查看模型,提高了用户体验感和工作效率,为系统设计和实现奠定了基础。最后,结合实际工作流程和需求分析,设计研发了基于JEECG框架和Three JS技术的导管架平台结构健康监测系统。本系统实现了系统管理、三维仿真、安全评估和监测功能。系统管理功能可以进行用户登录和后台管理,保障了系统各种功能数据的安全;三维仿真功能可以将Three JS构建的三维模型与工程数据信息、计算分析结果和相关监测数据信息相关联,实现交互操作;安全评估功能将评估结果关联到模型上,对危险构件制定检验计划和检验实施,便于管理人员及时查看和分析;监测功能实现了实时监测本系统中平台结构的健康状况,便于有计划的对该平台进行维修和结构加强,对可能出现的问题进行预警,降低了事故发生的概率。

关键词：导管架平台 ThreeJS 模型建模系统设计健康监测系统

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起伏地势背景下目标复合电磁散射分析

起伏地势背景下目标复合电磁散射分析

作者：赵友祺西安电子科技大学

学位级别：硕士

不同环境下的复合散射分析是目前研究的热点问题。起伏地势环境是一种常见的陆地环境,它是由多种随机粗糙面组成的模型,会产生比较复杂的地面散射杂波,这对军用雷达探测、电磁目标隐身和民用卫星遥感等领域提出了挑战。本文使用sigmoid... 详细信息

不同环境下的复合散射分析是目前研究的热点问题。起伏地势环境是一种常见的陆地环境,它是由多种随机粗糙面组成的模型,会产生比较复杂的地面散射杂波,这对军用雷达探测、电磁目标隐身和民用卫星遥感等领域提出了挑战。本文使用sigmoid边界过渡函数建立了一套起伏地势的理想导体简化模型,仿真分析其散射特性,并以起伏地势为背景,分析常见目标的复合电磁散射特征,为实际应用提供一定的理论基础,为工程应用提供仿真实例。主要工作内容有以下三个方面:一,对起伏地势背景进行了分析研究。首先,研究了随机粗糙地面的统计特征和建模的数学理论,使用蒙特卡罗法生成随机粗糙面的几何模型,并分析了参数变化对粗糙度的影响;其次,针对不同起伏地势的典型地面参数,依据不同参量建立相应模型;最后,针对起伏地势的复杂情况,使用过渡函数结合数学变换方法建立理想导体材质的单倾斜起伏面、凹凸型起伏面和双直线型起伏面,结合不同的典型地面参量特征,得到了一套起伏地势的简化模型。二,研究了起伏地势背景的散射特征。首先介绍物理光学法(Physical Optics,PO)的计算原理和数据处理方法,并给出了一种简单实用的遮挡判断算法;其次基于该方法计算了圆盘模型、立方体模型和随机粗糙面模型的散射结果,并与商业软件FEKO中PO算法的计算结果进行比较,验证了算法的可靠性;最后,针对起伏地势的简化模型,分析了三种典型地面环境参量和建模方法的不同对起伏地势电磁散射特性的影响。三,研究了目标在起伏地势下的复合电磁散射特征。针对复合散射情况,给出MoM-PO混合算法修正阻抗矩阵法和迭代法的求解过程,基于该方法仿真分析了三种情况下的复合散射问题。第一,针对简单模型的复合散射问题,分析了小立方体与局部起伏背景之间、大立方体与单斜坡起伏面之间的复合散射特征,对于后一种情况,还讨论了入射角度、目标观测面以及目标放置位置的变化对复合散射特征的影响;第二,针对单斜坡粗糙面与战车的复合散射问题,分析了单斜坡面的倾斜角度、粗糙度以及战车与斜坡粗糙面的距离等因素的变化对复合散射特征的影响;第三,计算并分析了导弹分别与裸土粗糙平面、单斜坡粗糙面和双直线型粗糙面复合的散射结果,其中针对低空导弹与双直线型起伏面复合的模型,分析了改变导弹的悬空高度、解体状态对复合散射造成的影响,为以后的实际应用提供经验分析及规律。

关键词：起伏地势背景电磁散射模型建模高频近似算法复合散射特征分析

SiBCN先驱体转化陶瓷分子动力学模拟研究

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SiBCN先驱体转化陶瓷分子动力学模拟研究

作者：罗义华南理工大学

学位级别：硕士

先驱体陶瓷在生物工程领域的应用主要是作为固定化酶载体,是催化剂活性组分的重要骨架之一,能支撑活性组分,使活性组分得到分散,同时还可以增加催化剂的强度。在固定化酶技术中,载体材料的结构与性能对酶的活性保持及应用至关重要,因此... 详细信息

先驱体陶瓷在生物工程领域的应用主要是作为固定化酶载体,是催化剂活性组分的重要骨架之一,能支撑活性组分,使活性组分得到分散,同时还可以增加催化剂的强度。在固定化酶技术中,载体材料的结构与性能对酶的活性保持及应用至关重要,因此对固定化酶载体的研究成为该领域研究的热点之一。随着计算机技术的发展,通过计算机对实验对象进行模拟分析可以克服很多条件的限制,故在研究分子结构与性能等领域得到了广泛的应用。使用计算机模拟,获得先驱体的力学性能的各项数据,可对深入研究先驱体陶瓷的结构与性能提供帮助。本文应用分子动力学方法研究了八种Si BCN先驱体陶瓷,创建了研究新型陶瓷微观结构性能的方法,实现了通过分子模拟技术为传统实验技术提供帮助的初步探索。在论文中,详细论述了模型的搭建过程、构造机理以及涉及到的模拟参数设置和选择,并运用分子力学和分子动力学的计算方法,模拟得到能量、温度等参数,从而选出最稳定的研究对象并建立单胞模型,再对其进行动力学平衡的计算,得到弹性模量、体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等参数,为继续研究其力学性能提供了依据。实验研究得到如下结论:1、TADB各个方向的杨氏模量:Ex=1112.07（pa）,Ey=617.16（pa）,EZ=1004.80（pa）,TADB的拉梅常数:λ=1510.19pa,μ=1217.38pa2、DMTA各个方向的杨氏模量:Ex=1104.12（pa）,Ey=634.03（pa）,EZ=1010.78（pa）,DMTA的拉梅常数:λ=1490.13pa,μ=1278.68pa3、DSMN各个方向的杨氏模量:Ex=1214.12（pa）,Ey=658.18（pa）,EZ=1024.78（pa）,DSMN的拉梅常数:λ=1475.16pa,μ=1327.48pa先驱体陶瓷TADB、DMTA、DSMN的力学参数对研究其结构与性能提供帮助,可以筛选出更合适的先驱体作为固定化酶载体材料,从而更有助于固定化酶活性的保持与应用领域的发展。

关键词： SiBCN陶瓷先驱体转化法分子动力学模拟模型建模力学性能

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350MW机组锅炉SCR脱硝系统优化

洁净煤技术 2020年第1期26卷 221-227页

作者：孙雪峰王强颜世剑李鲁明吴东垠新疆东方希望新能源有限公司新疆昌吉831100 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,但准东煤在锅炉燃烧过程中易发生结焦问题,一般掺烧高岭土缓解结焦。某燃用准东煤350 MW机组,锅炉燃煤掺烧高岭土后烟气携带灰尘颗粒及灰尘量增大,出现SCR脱硝系统烟道积灰严重和喷氨量明显偏大问题,... 详细信息

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,但准东煤在锅炉燃烧过程中易发生结焦问题,一般掺烧高岭土缓解结焦。某燃用准东煤350 MW机组,锅炉燃煤掺烧高岭土后烟气携带灰尘颗粒及灰尘量增大,出现SCR脱硝系统烟道积灰严重和喷氨量明显偏大问题,同时在空气预热器形成硫酸氢氨堵塞,使机组不能长周期稳定运行。通过与国内同类型多台机组锅炉对比后发现,脱硝系统均存在易产生积灰的脱硝转向室、催化剂上方及空气预热器入口斜坡积灰状况等情况。针对存在的问题,通过建立改造前、后的模型计算分析,进行了导流板布置的优化设计、CFD流场分布、优化SCR系统导流板设计、声波与蒸汽吹灰器结合吹灰和氨注射栅格优化升级等工作,应用德图480风速仪实测风速试验,发现脱硝烟道原导流板设计不合理及施工安装偏差;原导流板水平段跨距大,支撑不足,造成导流板压塌变形,影响烟气流场分布;锅炉所烧煤质为高钠煤,为防止锅炉结焦掺烧高岭土后,增加了烟气飞灰颗粒及灰尘量,飞灰具有很大黏性,易沉积在烟道导流板及烟道壁面上。因此,提出对脱硝内部各处导流板进行优化改造,对脱硝系统烟道易产生积灰的部位增加声波吹灰器,对喷氨格栅喷嘴数量及氨空混合器升级,同时开展锅炉SCR脱硝喷氨热态优化调整试验工作。通过开展相关工作,SCR烟气系统的烟气流场相对标准偏差优化5%,相同负荷下液氨消耗量降低45%,彻底解决脱硝系统积灰和空气预热器堵塞问题,实现机组满负荷达标稳定运行。锅炉长期运行半年后停炉检查,发现前期脱硝系统烟道高达1 m的积灰部位彻底解决,催化剂表面干净无杂物,解决了脱硝系统积灰问题,同时配合提高空气预热器冷端综合温度的措施,彻底解决锅炉空气预热器堵塞问题。同时,经济效益显著,每年可以分别节约液氨费用70万元,节约风机电耗费用100万元,节约检修清理积灰及检修费用80万元,节约空气预热器冲洗治理费用20万元,综合节约费用270万元/a,达到预期效果实现机组长周期安全经济稳定运行。

关键词：准东煤掺烧 SCR脱硝积灰模型建模导流板

基于CREO零件库资源集成框架系统设计与开发

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基于CREO零件库资源集成框架系统设计与开发

作者：张恒合肥工业大学

学位级别：硕士

为实现企业零部件资源的集成与共享,体现知识的重用思想,缩短设计周期,提高生产效率,建立合格的零件库已成为解决问题的有效手段之一。零件库将工程中常用的标准件、自定义以及零件关联信息存放在一起,采用现代化的数据管理技术将零件... 详细信息

为实现企业零部件资源的集成与共享,体现知识的重用思想,缩短设计周期,提高生产效率,建立合格的零件库已成为解决问题的有效手段之一。零件库将工程中常用的标准件、自定义以及零件关联信息存放在一起,采用现代化的数据管理技术将零件信息集成并共享给用户,以此提高产品效率和创新水平。本论文综合了CREO二次开发技术、模型建模技术、网络组件服务、网络通信服务、数据库技术等技术手段,在对系统进行功能分析的基础上,对基于CREO零件库资源集成框架系统进行了深入地研究与开发。主要的工作包括:(1)通过系统设计原则,详细分析了系统的数据源模块、前端设计模块、客户端功能设计模块及功能管理模块的功能设计内容,为零件库系统的开发奠定了坚实的基础。(2)从技术层面上分析零件库开发需要的关键技术,重点介绍了数据库技术、CREO二次开发技术、Active X组件技术、网络通讯技术、动态链接库技术等技术。(3)对系统各功能模块的具体逻辑实现进行详细的分析说明,包括建模方法、模型入库和出库、模型与文件的预览和下载、零件库系统开发模式、基于角色的权限管理、零件库反馈系统。(4)根据系统各功能模块的需求,详细的阐述了零件库系统中可视化界面的设计原理。

关键词： CREO二次开发技术模型建模零件库数据库技术权限管理

Materials Studio模拟分析葡甘聚糖分子模型力学性能

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Materials Studio模拟分析葡甘聚糖分子模型力学性能

作者：黄勤福建农林大学

学位级别：硕士

魔芋是天南星科多年生草本植物的总称,全世界魔芋品种大约有130种,我国魔芋主要有花魔芋和白魔芋两种,盛产于四川、湖南、湖北、贵州、福建等省,栽培适应性强,块茎大产量高,葡甘露聚糖含量大,魔芋葡甘露聚糖（Konjae glucomannan,简称KG... 详细信息

魔芋是天南星科多年生草本植物的总称,全世界魔芋品种大约有130种,我国魔芋主要有花魔芋和白魔芋两种,盛产于四川、湖南、湖北、贵州、福建等省,栽培适应性强,块茎大产量高,葡甘露聚糖含量大,魔芋葡甘露聚糖（Konjae glucomannan,简称KGM）是天南星科中魔芋植物块茎所富含的一种非离子型水溶性高分子多糖,在食品化工、生物医药、农业等方面有着重要的用途,但是葡甘聚糖的机械强度和稳定性差,在很大程度上限制了它的应用。 20世纪90年代,随着计算机硬件和模拟技术的发展,鉴于计算机分子模拟研究不受样品制备、测试技术和设备购置等限制等优点,计算机模拟技术在研究复杂的分子结构方面得到了广泛和重要应用。葡甘聚糖微观结构研究是获得对高分子结构和生物功能认识的基点。基于此,本文建立葡甘聚糖微观结构模型,通过运用分子动力学模拟,从理论计算和计算机模拟角度去探索、获得关于葡甘聚糖分子运动、结构和弹性模量等信息,加深人们对葡甘聚糖结构和力学性质认识,对葡甘聚糖的合成、改性与应用产生指导作用。本文通过利用分子动力学模拟软件Materials Studio建立葡甘聚糖的无定型单胞三维初始模型;通过选取COMPASS力场,运用分子力学和分子动力学计算方法,模拟运算获得分子位移和能量等参数,确定适合研究的单胞模型;通过对其进行动力学平衡运算,得到弹性模量,据此求出体积模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比等参数,进而讨论模型力学性能。本文建立了常温常压下合适的葡甘露聚糖分子片段单链单胞模型,加深我们对葡甘聚糖分子结构的认识,为研究葡甘露聚糖材料提供一定的模型依据;为葡甘露聚糖材料的研究提供计算机模拟依据;为其他粒子或聚合物交联葡甘聚糖,实现改性研究提供新的技术手段。

关键词：魔芋葡甘露聚糖 Materials Studio 模型建模力学性能

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硬件在环台架制动性能精度影响研究

汽车零部件 2020年第4期 29-32页

作者：吴君杨洪福张斌泛亚汽车技术中心有限公司上海201315

制动性能是车辆核心功能之一,硬件在环台架(HIL)可以更好地支持车辆的快速开发及智能驾驶功能测试,而基于HIL台架开发需要确保台架的测试结果与实车测试一致性。通过将制动过程逐层分解,对制动执行机构、制动器、轮胎等影响测试精度的... 详细信息

制动性能是车辆核心功能之一,硬件在环台架(HIL)可以更好地支持车辆的快速开发及智能驾驶功能测试,而基于HIL台架开发需要确保台架的测试结果与实车测试一致性。通过将制动过程逐层分解,对制动执行机构、制动器、轮胎等影响测试精度的模型进行优化,明确关键因子,并从制动响应趋势、减速度和制动距离等多个维度对实车与台架测试的数据进行客观比较分析。对标结果表明:优化后的模型在制动响应趋势、减速度、制动距离等方面与实车具有较好的一致性。

关键词：硬件在环台架制动控制系统模型建模

基于数字孪生的GIS智能变电站健康评估及故障诊断模型

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河北电力技术 2021年第3期40卷 15-18,48页

作者：吴学正李树荣国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司河北雄安新区071000

在现有GIS智能变电站中电力变压器、组合电器、开关柜三类主设备故障诊断技术研究的基础上,结合数字孪生技术,提出一种GIS智能变电站数字孪生模型建模方法。分析认为该模型可以同步显示实体变电站各仪表的数值,能基于变电站实时数据和... 详细信息

在现有GIS智能变电站中电力变压器、组合电器、开关柜三类主设备故障诊断技术研究的基础上,结合数字孪生技术,提出一种GIS智能变电站数字孪生模型建模方法。分析认为该模型可以同步显示实体变电站各仪表的数值,能基于变电站实时数据和历史数据进行健康评估及故障诊断,并在三维模型中对应空间位置显示,各设备运行状态一目了然,故障类型及位置指示准确。

关键词：智能变电站数字孪生模型建模故障诊断

一种基于GM(1,1)算法在矿产预测中应用

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科技通报 2012年第12期28卷 18-20页

作者：毕明丽长春工程学院长春130061

矿产资源在我国属于资源比较丰富,但是我国对于矿产资源的预测数据确是少之又少,其矿产的机理又比较复杂。针对这个情况,本文利用灰色GM(1,1)模型时间序列预测理论对矿产资源预测进行建模预测,分析了该预测模型在实地矿产预测中的实际应... 详细信息

矿产资源在我国属于资源比较丰富,但是我国对于矿产资源的预测数据确是少之又少,其矿产的机理又比较复杂。针对这个情况,本文利用灰色GM(1,1)模型时间序列预测理论对矿产资源预测进行建模预测,分析了该预测模型在实地矿产预测中的实际应用,证明了方法的有效性。

关键词： GM(1,1)算法矿产预测模型建模