基于COMSOL有限元法的电涡流传感器仿真

为了研究电涡流传感器中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,以电磁场理论为基础,采用有限元分析法,以有限元仿真软件COMSOL为工具,建立电涡流传感器的检测模型,通过仿真研究电涡流传感器探头的电磁特性和影响其性能的探头线圈内径、外径、厚度等结构参数.结果表明:电涡流传感器探头线圈的电阻值与电抗值随线圈内径和外径的增大及厚度的减少而呈上升趋势,当内径和外径越大、厚度越小时,电涡流传感器的灵敏度越高,且线圈厚度对传感器灵敏度的影响更明显.研究结果对研制用于钢闸门缺陷检测的电涡流传感器的优化设计具有一定的参考价值.     

基于距离反比法的土壤盐分三维空间插值研究

以新疆兵团一块面积约70 hm2的盐碱地为研究对象,采用EM38与土钻取样相结合的方法得到了126个点不同土层(0~200 cm)的1 386个土壤盐分数据,应用三维距离反比法(3D-IDW)对土壤盐分进行了空间插值,探讨了垂向坐标扩大倍数和搜索点数对插值结果精度的影响。结果表明,研究区0~140 cm土层盐分平均含量较高,为1.84~2.11 g/kg,盐分变异较大,而140~200 cm土层盐分平均含量较低,为1.74~1.79 g/kg。所有土层盐分含量的统计特征值(平均值、标准差和变异系数等)均随土层加深而呈现递减的趋势。土壤盐分实测值和估计值的均方根误差随垂向坐标扩大倍数的增大而减小,随搜索点数的增加而增大,其值在0.1~0.4 g/kg范围内变化,当垂向坐标扩大300倍、搜索点数为6个时,插值效果较优。采用确定的参数对研究区的土壤盐分进行了三维空间插值,结果表明土壤盐分空间分布特征与实测值比较吻合,大部分区域土壤盐分含量小于2.5 g/kg,靠近北部和南部边界区土壤含盐量较低,属于非盐化土区,而大于4 g/kg盐化土主要分布在中间和南部局部区域。研究区80%土壤为非盐化土和轻度盐化土,20%为中度和重度盐化土。影响该区盐化土分布的主要因素有灌溉、局部地形、粘土层位置、地下水埋深和矿化度。当不同方向的取样间距相差很大时,选取合适的垂向坐标扩大倍数和搜索点数对保障3D-IDW法的插值结果精度至关重要。     

闸门的优化设计

用平面体系的方法进行结构分析，对排灌机械中平面钢闸门的面板－梁格体系的优化设计进行了探讨，用边界搜索法将有约束优化问题转换为无约束优化问题，给出了优化设计程序框图进行实例理论验证，结果表明，彩本文介绍的优化方法设计，闸门的叶体积可减小２０％左右。     

Determining the disaggregated economic value of irrigation water in the Musi sub-basin in India

In this paper the residual method is used to determine the disaggregated economic value of irrigation water used in agriculture across crops, zones and seasons. This method relies on the belief that the value of a good (its price by its quantity) is equal to the summation of the quantity of each input multiplied by its average value. By applying this method to the Musi sub-basin; a subdivision of the Krishna basin in India, it was found that the value of irrigation water use is not equated across the crops, zones and seasons. The reasons why there is no sinlge value of irrigation water use are suggested. As farmers do not have perfect knowledge, do not all possess the same resource base, plant different crops for a variety of reasons (some for a financial return on land instead of water and others for sustenance), possess different crop rotation practices and are possibly riks adverse, they all value water differently. However, the results need to be interpreted with care as the crop with the lowest return to water is probably not the one to be sacrificed if water is restricted, since farmers plant crops for a variety of reasons (and sometimes not for the highest return to water that they can achieve).     

基于APDL参数化建模的轴系可靠性

运用大型通用有限元软件ANSYS提供的PDS模块,以泵轴的几何尺寸、载荷、应力、弹性模量以及强度极限等参数作为随机输入变量,根据应力-强度干涉理论,建立极限状态函数;通过APDL参数化设计语言,建立泵轴参数化三维实体模型,根据实际受载情况,对泵轴进行静应力分析,生成概率分析文件,选用蒙特卡罗有限元方法和拉丁抽样法对泵轴进行可靠度设计,得到比传统设计方法精度高、易于实现的泵轴失效概率及可靠度.以HS1K型碱泵的泵轴为例进行计算,获得了碱泵的应力概率分布特征,在置信度为95%时,该泵的可靠度为99.75%.实践表明,利用ANSYS/PDS模块对泵轴进行可靠性分析,能为生产厂家改进设计提供理论依据,具有一定的工程应用价值.     

基于CVM的鄂尔多斯沙棘景观服务价值评估

在调查鄂尔多斯沙棘（Hippophae rhamnoidesL．）状况的基础上,以意愿评估法（CVM）为依据,设计了250份问卷,调查了鄂尔多斯地区居民对沙棘景观服务的支付意愿（WTP）,并利用SPSS软件对影响居民支付意愿的因素进行了相关性分析。研究结果表明：WTP与收入水平和旅游意愿显著相关,与受访者的文化程度及其对沙棘生态作用的认知度也存在较显著的相关性。每位居民支付意愿的中位值为110．62元／年,平均值为221．17元／年,并基于中位值法和Spike修正模型的平均值法将此结论推广到整个鄂尔多斯地区,得出鄂尔多斯沙棘景观服务的总价值为1．759×108元／年～3．095×108元／年。     

半挂汽车车架整体及局部动态特性分析

选择梁单元建立半挂汽车车架有限元模型,计算了车架的模态参数,分析结果表明,该型车架的各阶模态振型以扭转和弯曲为主,低阶模态频率处于路面激励频率范围内,主纵梁鹅颈部位产生较大的交变应力,易产生疲劳和断裂。通过局部刚度加强处理,可大大提高车架的抗扭刚度。利用子模型法建立了鹅颈部位横梁和纵梁连接处的子模型,得到危险部位的应力分布,为车架的结构设计和改进提供了理论依据。     

基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算

基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度。以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度。将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差。选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证。结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高。其中,各站地表温度RMSE平均仅为1 K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2。因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的。     

土方机械落物保护结构动态仿真及试验

简述了土方机械落物保护结构的特点及性能要求,建立了落物保护结构受瞬态冲击响应的有限元结构动力学方程并提出了求解算法。以某装载机落物保护结构为例,建立了落物保护结构的非线性有限元模型,讨论了有限元网格划分及载荷施加方法,分析了落物保护结构的主要设计参数对冲击点最大位移及落锤速度和加速度的影响,并给出了更合理的结构。在试验台上对该装载机落物保护结构进行了落物冲击试验,试验结果和仿真结果吻合较好。落物保护结构的动态仿真为结构的设计提供了依据。     

水土侵蚀过程分析的小波精细积分法

将小波配置方法和精细积分方法相结合,提出了一种对水土侵蚀模型进行数值分析的新方法——小波精细积分法。与传统的有限元方法相比,本文方法属于半解析方法,对时间步长不敏感,可有效提高计算效率。数值分析结果表明了该方法的有效性。