构形理论

摘要： 建立了三维圆柱体热源的自然对流散热模型,以最高温度最小化为目标,开展了自然对流散热条件下圆柱体热源构形研究。结果表明热源的最高温度随着热源半径的增大先上升后下降,存在一个临界半径使其达到最大值;最高温度随热源位置从左端口到右端口的移动先下降后上升,在通道中心处取得最小值;最高温度随着热源和基座导热系数的提高均不断下降。论文研究结果可为电子器件的热设计提供理论支撑。

摘要： 为了打破传统纹样设计方法的效率低下、灵感不足等局限。以传统连缀式四方连续的伊斯兰纹样为例,引入构形理论,在分析纹样构形和图元之后,进行了参数化逻辑的构建,并在Grasshopper软件中进行了纹样的实现。通过调节预留的参数,可达到对于纹样形态的变化和创新。提出的传统连缀式四方连续纹样参数化创新设计方法流程具有可行性,给纹样创新提供了新的思路和方法。搭建好的参数化逻辑可以快速生成大量具有传统风格特征的创新纹样,纹样具有一定的装饰价值,可以被应用于纺织品或者其他产品的设计中。

摘要： 针对高热流密度电子器件的散热问题,建立了内嵌多孔材料矩形微通道复合热沉模型,对热沉单元端面纵横比和热沉整体长宽比进行了双自由度构形优化。结果表明:给定初始条件,对热沉单元端面纵横比进行单自由度优化,可使热沉火积当量热阻比初始值降低44.1%;随着入口Re数的增大,热沉火积当量热阻降低,热沉单元端面最优纵横比有所减小;多孔区域体积占比越大,热沉单元端面最优纵横比越小;较小的孔隙率有助于降低热沉的火积当量热阻;对热沉单元端面的纵横比和热沉整体的长宽比进行二次优化,火积当量热阻最小值比一次优化所得的最小值进一步降低了14.8%。

摘要： 为改善高热流密度器件的散热,建立了多孔铜微通道复合热沉模型,以最大热阻最小为优化目标、热沉单元端面纵横比和热沉整体长宽比为优化变量,开展了多孔铜微通道复合热沉构形设计研究。结果表明:优化热沉单元端面纵横比,增大冷却剂入口Re数和减小热流密度可显著降低最大热阻;最大热阻随着热沉单元端面纵横比的增大而减小,随热沉整体长宽比的增大而增大;当热沉单元端面纵横比和热沉整体长宽比均较小时,消耗的泵功率较少。

摘要： 基于构形理论,建立了二维射流通道内导热基座上方柱离散热源的散热优化模型.给定离散热源的总纵截面面积和热源高度为约束条件,以系统最高温度和熵产率为优化目标,以各热源的长度比为优化变量进行了几何设计,并分析了射流速度和热源间距对热源最优构形的影响.当射流速度和热源间距给定时,均存在最优长度比使系统最高温度和熵产率最低,但对应不同射流速度和热源间距的最优长度比不同.研究结果可为方柱发热器件的热设计提供理论指导.

摘要： 针对现有的传统几何纹样设计方法效率低且纹样原有艺术传承度降低的问题,以土家织锦纹样为例,提出基于参数化思维的传统几何纹样创新设计策略,结合构形理论分析其纹样构形与图元,构建相应的参数化逻辑,通过参数化方法生成新的纹样图案。最后对土家织锦纹样构成的美学特征做了分析与总结。

摘要： 基于汉字的表意性质,将传统汉字构形理论引入到小学低年级识字教学中,紧密结合汉字的形、音、义三者,化抽象为形象,有效激发学生识字的积极性,提高识字教学的效率.

摘要： 基于(火积)理论和构形理论,在三个主要换热部件(蒸发器、过热器和经济器)总换热面积一定的约束条件下,以第Ⅲ对流蒸发管束外径、过热器管外径和经济器管外径为优化变量,对船用锅炉进行性能优化,得到整体锅炉的最优性能和最优构形.首先,以(火积)耗散率和耗功率线性加权组成的复合函数为目标进行优化,并分析保热系数、加权系数和换热率等初始设计参数对整体锅炉构形优化结果的影响.结果表明:第Ⅲ对流蒸发管束无量纲管外径、过热器无量纲管外径和经济器无量纲管外径分别存在最佳值1.2, 1.3和1.1,使得复合函数取得三次最小值0.737.相比于初始设计点,优化后整体锅炉的复合函数最高降低26.3%,锅炉综合性能得到显著提升.其次,采用NSGA-Ⅱ算法对整体锅炉进行两目标优化得到相应的Pareto前沿和锅炉最优构形,为整体锅炉的性能优化和结构设计提供一个更为广泛的选择空间.本文研究结果可为各种锅炉的性能优化设计提供理论指导.

摘要： 建立考虑传热(炽)耗散率和总泵功率的线性加权复合函数,在总冷凝率和总传热面积一定的条件下以复合函数最小为目标,对有机工质的管壳式冷凝器进行构形优化,得到最小复合函数和冷凝管最佳外径.结果表明:冷凝器最优构形与初始设计结构相比,总(炽)耗散率提高了10.70％,而总泵功率和复合函数分别降低了54.94％和6.46％.这说明复合函数牺牲了一定的传热性能,使得冷凝器流动性能显著提高,最终使得其综合性能得到提高.选择合适的冷凝管数目可实现复合函数二次最小化.将(炽)理论应用到有机工质管壳式冷凝器的构形优化中,为其结构优化设计提供了新的指导,这一方法可进一步推广到有机工质循环系统的优化设计中.

摘要： 基于构形理论和[火积]理论,以传热[火积]耗散率和总泵功率组成的复合函数为优化目标,在总换热率和总传热面积一定的条件下,对管壳式换热器有机工质蒸发过程进行构形优化,得到最小复合函数和最佳换热管外径.结果表明:管壳式换热器最优构形与初始设计结构相比,传热[火积]耗散率和复合函数分别降低9.54%和1.56%,总泵功率增加22.40%.这说明换热器综合性能的提高是通过较大程度地降低流体流动性能和显著减小传热不可逆性来实现的.增大总换热面积和工质质量流率、减小工质进口温度以及选择合适的总换热管数和热水质量流率均有助于进一步提高换热器的综合性能.[火积]耗散率和泵功率复合函数最小的换热器最优构形与换热率和泵功率复合函数最小的最优构形是完全不同的.将[火积]理论应用到有机工质管壳式换热器的构形优化中,为其结构优化设计提供了新的指导.

摘要： 回顾了构形理论的产生与发展过程，指出事物结构源自于性能达到最优是其理论精髓，已发展成为研究自然界和工程界中各种形态组织和结构的一个新兴学科分支。从工程界中的热、机械、流体流动、电、磁、化学等学科，到自然界中的生命系统和非生命系统等广泛的研究领域，全面阐述了构形理论和应用发展现状。

摘要： 基于构形理论,以导热过程中的熵产生最小为优化目标,对"体-点"导热问题进行了研究。得到了矩形单元面和各级构造面的最优外形及高导热材料的最优分布；分析了优化级数对最小化熵产生的影响；比较了本文所得的最小熵产生与热阻优化过程中熵产生的大小；还比较了以熵产生最小为优化目标与热阻最小为优化目标所得的最优构形的差异.

摘要： 基于构形理论,以传热和流动阻力引起的火积耗散率最小为目标,对矩形内H形热水用户网络进行构形优化,得到其最优构形.结果表明:存在最佳管径比使得热水用户网络火积耗散率取得最小值.最小火积耗散率随着热损失单元数N0的增大而减小,此时热水用户网络的整体传热性能得到提高.这是由于N0增大时,传热和管内流动阻力引起的火积耗散率均减小,最终总火积耗散率减小.这与最小复合函数(总压降与用户热水温度之商)随N0增大而增大的特性关系不同.火积耗散率目标是热水输送过程不可逆性的新度量,以其最小化为目标的构形优化为传热和流动的热水用户网络优化设计提供了新的指导.

摘要： 基于构形理论，以质量积耗散率最小为优化目标，在构造体总体积和高渗透性材料一定的条件下，对基于环形高渗透性通道和圆柱形单元体的三维"体点"传质模型进行构形优化，得到无量纲平均压差最小的三维圆柱体最优构形。结果表明：存在最佳高渗透性通道尺寸比10(/)optDD和最佳圆柱形构造体径高比01(/)ooHH使得圆柱形单元体和一级构造体的无量纲平均压差分别取得二次最小值。对于圆柱形一级构造体，增加单元体数目n有助于提高圆柱形一级构造体的传质性能；当n>5时，其传质性能提高幅度很小，此时增加单元体数目对圆柱形一级构造体的传质性能改善不明显。无量纲平均压差最小和无量纲最大压差最小目标下的圆柱形构造体最优构形是不同的。基于质量积耗散率最小所得到的圆柱形构造体最优构形能够降低构造体的平均传质压差，改善其整体传质性能。本文将从传质优化的角度为基于圆柱形单元体的三维"体点"传质构形提供一个最佳备选方案。

摘要： 基于构形理论，以火积耗散率最小为优化目标，在微、纳米尺度下对"盘点"导热问题进行构形优化，得到存在尺寸效应影响的无量纲平均传热温差最小的辐射状和一级树状圆盘最优构形。结果表明：在微、纳米尺度下，尺寸效应影响下的圆盘构造体最优构形与无尺寸效应影响时的圆盘构造体最优构形有明显区别。存在最佳展弦比使得扇形单元体无量纲平均传热温差取得最小值；存在高导热材料最佳单元体占比使得一级树状圆盘无量纲平均传热温差取得最小值。对于3种结构形式(nn、nb和bb)的一级树状组合圆盘，其无量纲临界半径分别为1.16、1.45和1.75。当一级树状圆盘半径大于临界半径时，圆盘高导热材料需采用树状布置，反之则采用辐射状布置。火积耗散率最小和最大温差最小的圆盘构造体最优构形是不同的，基于火积耗散率最小化的"盘点"导热构形优化能够降低圆盘构造体的平均传热温差，提高其整体传热性能。

摘要： 基于构形理论,以火积耗散率最小为优化目标,在微、纳米尺度下对圆盘导热问题进行构形优化,得到尺寸效应影响下的无量纲当量热阻最小的圆盘构造体最优构形.结果表明:在微、纳米尺度下,尺寸效应影响下的圆盘构造体最优构形与无尺寸效应影响时的圆盘构造体最优构形有明显区别.存在最佳无量纲高导热材料通道长度使无量纲当量热阻取得最小值;随着扇形单元体数目的增大,最小无量纲当量热阻先减小后增大,存在最佳的扇形单元体数目使得无量纲当量热阻取得双重最小值,这与常规尺度下圆盘构造体相应的性能特性明显不同.火积耗散率最小的圆盘构造体火积耗散率比最大温差最小的构造体火积耗散率降低了7.31%,也即圆盘构造体的平均传热温差降低了7.31%.微、纳米尺度下基于火积耗散率最小的圆盘构造体最优构形能够降低圆盘构造体的平均传热温差,同时有助于提高其整体传热性能.本文工作有助于进一步拓展火积耗散极值原理的应用范围.

摘要： 结合火积耗散极值原理和构形理论,以基于火积耗散率的当量热阻最小化为目标,采用解析解法对Y 形肋片进行了构形优化,分析了复合参数a (关于对流换热系数、肋片的包络面积及其热导率的简单函数)和肋片占比1 Φ对Y 形肋片优化的影响,并比较Y 形和T 形肋片的整体传热性能的优劣。结果表明,增大a和增大1 Φ可降低肋片的无量纲当量热阻,改善其整体传热性能。总体积和肋片材料的体积都相同时,Y 形肋片无量纲当量热阻要比T 形肋片的无量纲当量热阻小很多。也就是说,Y 形肋片优于T 形肋片,更能提高系统的整体传热性能。

摘要： 基于构形理论，以无量纲最大热阻最小为优化目标，通过释放"下一级构形体由上一级最优构形体组成"的约束，在微、纳米尺度下对基于三角形单元体的"体点"导热问题进行构形优化，得到尺寸效应影响下的无量纲最大热阻最小的"体点"导热问题最优构形。结果表明：在微、纳米尺度下，存在尺寸效应影响时的构造体最优构形与无尺寸效应影响时的构造体最优构形有明显区别。通过上一级最优构形设计方法得到的下一级构造体导热性能并不是最优的，整体最优构形设计方法与上一级最优构形设计方法相比，三角形构造体的导热性能得到有效提高。基于最大温差最小得到的三角形结构体最优构形能够有效地降低其极限温度，增强其安全性。

摘要： 基于构形理论,以导热过程中的(火积)耗散最小为优化目标,对三角形单元体"体一点"导热问题进行了研究。得到了传热效率最高的三角形单元面和各级构造面的最优外形及高导热材料的最优分布；分析了优化级数对(火积)耗散最小的影响。

摘要： 建立了新的梯形固体外部被均匀加热的矩形腔散热模型,对该模型和梯形固体内部均匀产热的矩形腔散热模型,均以无量纲最大热阻最小化和基于火积耗散的无量纲当量热阻最小化为目标,进行了构形优化的比较研究。结果表明：无量纲最大热阻最小值和无量纲当量热阻最小值均随着空腔长宽比的增长快速增大到最大值然后缓慢减小。当量热阻最小值和最大热阻最小值在固体被加热时比固体产热时都明显增大,系统传热性能明显降低。

摘要： 本发明涉及一种监测实际焊缝构形(128)相对于所需焊缝构形(138)的横向偏移量(140)的方法，特别是在机动车的部分中，其包含以下步骤：(a)在所需焊缝构形(138)的区域中提供至少一第一结构部件(100)，其具有一几何偏差(104、114)；(b)沿着所述第一结构部件(100)引导一激光束(124)，以产生一焊缝(126)而形成一熔池(142)，因而产生所述实际焊缝构形(128)；及(c)在步骤(b)的同时，检测来自所述熔池(142)的一反射(144)。

摘要： 齿轮精滚刀构形方法及其所构形的精滚刀，其基本蜗杆产形面为渐开螺旋面，瞬时接触线为直线，按0°媒介齿条啮合的基本蜗杆，以产形面端面截形——渐开线、轴向截形——曲线、基圆柱切平面截形——直线分别为刀刃构形多种类型齿轮精滚刀，构形滚刀的前、后刀面均是形状简单、工艺方便的平面或渐开螺旋面，不同类型滚刀可分别采用现有齿轮磨床、滚刀磨床刃磨或设计成可转位不重磨结构，具有无理论构形误差、加工精度高、重磨简单、切齿效率提高、成本降低、运用广泛的显著特点。

摘要： 本发明公开了一种基于格序理论的由蕴含规则重构形式背景的方法，属于化学反应过程中化学成分的分析领域。用以解决根据重构的形式背景确定参与化学反应的化学品种类，并刻画出各类化学品的基本反应现象仍然没有相关研究的问题。包括将蕴含规则集确定为对于E＝{e

摘要： 本发明涉及一种监测实际焊缝构形(128)相对于所需焊缝构形(138)的横向偏移量(140)的方法，特别是在机动车的部分中，其包含以下步骤：(a)在所需焊缝构形(138)的区域中提供至少一第一结构部件(100)，其具有一几何偏差(104、114)；(b)沿着所述第一结构部件(100)引导一激光束(124)，以产生一焊缝(126)而形成一熔池(142)，因而产生所述实际焊缝构形(128)；及(c)在步骤(b)的同时，检测来自所述熔池(142)的一反射(144)。

摘要： 齿轮精滚刀构形方法及其所构形的精滚刀，其基本蜗杆产形面为渐开螺旋面，瞬时接触线为直线，按O°媒介齿条啮合的基本蜗杆，以产形面端面截形——渐开线、轴向截形——曲线、基圆柱切平面截形——直线分别为刀刃构形多种类型齿轮精滚刀，构形滚刀的前、后刀面均是形状简单、工艺方便的平面或渐开螺旋面，不同类型滚刀可分别采用现有齿轮磨床、滚刀磨床刃磨或设计成可转位不重磨结构，具有无理论构形误差、加工精度高、重磨简单、切齿效率提高、成本降低、运用广泛的显著特点。

摘要： 本发明公开一种高轨卫星区域防护的多环巡视构形方法，该方法包括以下步骤：根据防护任务，输入高轨卫星区域防护中防护对象的数量n、轨道初始相位分布rG以及安全护卫距离ΔrH、第1层巡视卫星数量m1、巡视环层数p；计算每层巡视环对应的防护区域轨道高度及相位分布范围，以及巡视环东漂和西漂轨道上卫星数量，以及巡视环东漂和西漂轨道上巡视卫星的初始相位；对巡视环东升和西降过程的两次脉冲速度增量，以及东升过程和西降过程的轨道转移时间进行计算；根据计算得到的巡视环东漂和西漂轨道上巡视卫星的初始相位，计算得到每层巡视环对应的东漂、西漂轨道转移时间，以及巡视环上每个巡视卫星单圈燃料消耗；根据所得参数建立高轨卫星区域防护的多环巡视构形。

摘要： 本发明公开了一种具备可控低频电磁屏蔽性能的3D打印波浪结构形状记忆复合材料及其制备方法，涉及功能复合材料领域，所述复合材料由以下按重量份数的原料组成：聚乳酸PLA50～70份、热塑性聚氨酯TPU30～50份、多壁碳纳米管MWCNT5～8份、铁含量为50％的铁镍合金3份和纳米级铜粉2份，其制备方法包括四个步骤。本发明能够解决现有的制备功能复合材料的方法流程较为复杂，成本高、制备慢，无法满足快速高效制备具有特殊功能、特殊结构复合材料的需求的问题。

摘要： 本发明提供了一种周期纳米结构形貌参数测量方法、装置、设备及介质，其方法包括：确定周期纳米结构的当前形貌参数；基于所述当前形貌参数，获取所述周期纳米结构的当前测量信号以及当前仿真信号；根据所述当前测量信号和所述当前仿真信号确定所述当前形貌参数是否为目标形貌参数；当所述当前形貌参数不是所述目标形貌参数时，基于鲁棒非线性修正方法，根据所述当前形貌参数、所述当前测量信号和所述当前仿真信号确定备选形貌参数；根据所述备选形貌参数确定所述目标形貌参数。本发明通过基于鲁棒非线性修正方法确定备选形貌参数，可有效抑制当前测量信号中的显著偏离正态统计分布中的数据点，进而提高获得的目标形貌参数的准确性。

摘要： 本申请公开了一种STI结构形成方法，包括：提供半导体衬底；在半导体衬底上依次形成衬垫氧化层和衬垫氮化层；在垫衬氮化层上旋涂光刻胶，利用携带能量的惰性气体硬化光刻胶；以光刻胶为掩模刻蚀衬垫氧化层和衬垫氮化层至半导体衬底的上表面，去除光刻胶；以剩余的垫氮化物层和剩余的垫氧化物层为掩模刻蚀半导体衬底形成浅沟槽凹槽；在浅沟槽凹槽里沉积沟槽氧化物层。本发明提供的STI结构形成方法，在利用光刻胶作为掩模进行刻蚀前，利用携带能量的惰性气体对光刻胶进行了硬化处理，可以保证不在损耗光刻胶的情况下有效地硬化光刻胶，明显改善了光刻胶表面线性粗糙度，从而达到STI结构要求。

摘要： 本发明公开了一种基于J2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，包括：计算编队平面内构形参数偏差；判断到重构前后相对偏心率矢量角度变化方向同J2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向相同，控制相对偏心率矢量幅值，基于J2摄动完成角度变化；判断到重构前后相对偏心率矢量角度变化方向同J2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向相反，以时间为优先，完成平面内构型重构；确定利用J2摄动进行省燃料平面外构形重构的策略；脉冲控制造成主动偏置的主从星轨道倾角差，基于J2摄动改变相对倾角矢量y轴分量，完成平面外构型重构。通过使用本发明，实现比传统解析脉冲重构更省燃料消耗的编队构形重构控制。本发明可广泛应用于卫星编队构形控制领域。