本研究通过引入非线性收敛因子,对传统灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)进行精细化改进,以最大化结构固有频率为优化目标,以半锥角、层数和静载参数为优化变量,通过改进的GWO获得最优设计参数,并以临界激励频率和非稳定区域作为...
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本研究通过引入非线性收敛因子,对传统灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)进行精细化改进,以最大化结构固有频率为优化目标,以半锥角、层数和静载参数为优化变量,通过改进的GWO获得最优设计参数,并以临界激励频率和非稳定区域作为评估结构动力稳定性的指标,研究石墨烯增强功能梯度圆锥壳在热荷载作用下的动力稳定性,并对其进行优化。结果表明:改进的GWO具有更强的全局搜索能力和更高的求解精度;当石墨烯质量含量从1%、3%、5%不断增加时,量纲归一化激励频率和动力非稳定区域逐渐增大;此外,石墨烯分布模式与最优参数具有较强的关联性,而静载参数的优化几乎不受石墨烯含量及分布模式的影响。
本文基于正压浅水模型,分析基态位涡(Potential Vorticity:PV)结构对热带气旋(Tropical Cyclone:TC)类涡旋系统稳定性及其波动特征的影响.通过引入基态PV结构参数:宽度δ(眼墙内外边界涡度发生陡变的半径长度之比)和中空度γ(眼心相对涡度与内核区域平均相对涡度之比),设计具有相同基流最大切向风速和最大风速半径的170组不同基态PV环结构的敏感性试验,并讨论了不同基态PV结构下涡旋系统最不稳定波数(the most unstable wavenumber:MUWN)和系统最不稳定模态(the most unstable mode of System:MUMS)的特征频率及其不稳定增长率的大小.结果指出:当PV环较宽,系统表现为低波数最不稳定,相应的MUMS为低频波且增长率小;当PV环较窄,系统表现为高波数不稳定,且PV环越实最不稳定波数越高;当PV环窄且空时,MUMS均为中高频波动,且不稳定增长率随PV环的宽度变窄和中空度变空而明显增大.分析典型PV结构下系统演变特征可知,当PV环较宽,MUMS表现为具有平衡约束的低频波动的线性不稳定特征;当PV环趋向窄且空时,MUMS的平衡性约束趋向弱化,同时不稳定增长表现为明显的指数型增长.进一步讨论系统内部非对称结构的形成和传播机制发现,对于弱不稳定的PV环来说,低波数波最不稳定的特征波动具有典型涡旋Rossby波特征;而对于强不稳定的PV环来说,高波数不稳定的特征波动混合波性质明显.
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