柔性薄膜已经被用作太阳能电池帆板和充气反射天线等关键航天器部件，并且需要在热力耦合环境下服役。褶皱是薄膜结构的一种典型的非线性变形模式，数值算法的稳定性对于实现薄膜褶皱变形的高效数值模拟至关重要。课题组首先测量了不同温度条件下薄膜材料的杨氏模量。进行了薄膜褶皱变形的三维散斑实验，测量了方形薄膜在对角拉伸条件下的全场三维变形形貌和应变场，定量地研究了褶皱幅值与波长随拉力、温度变化的变化规律。研究表明，在相同机械载荷作用下，温度越高，褶皱幅值越大。基于参变量变分原理，建立了三维双模量材料的最小势能表达式，通过变分计算和有限元离散，得了问题的有限元平衡方程，将原问题转化为标准的互补问题，很好地提高了该类问题非线性分析的算法收敛性和稳定性。该材料模型和算法被成功地应用到薄膜褶皱变形分析。利用ABAQUS软件，建立了多种形状的薄壳有限元模型，对薄壳进行了后屈曲分析，得到了褶皱变形形貌。将实验结果、ABAQUS模拟结果、程序计算结果三者进行了定量比较。室温条件下，三种结果在褶皱区域、方向、应力水平等指标上吻合良好。高温条件下薄膜褶皱变形的数值模拟并不能很好地重现实验所观测到的结果，有待进一步研究改进。对于具有大规模计算自由度的系统，算法的计算效率有待提高。 2100433B

柔性薄膜已经被用作太阳能电池帆板和充气反射天线等关键航天器部件，并且需要在热力耦合环境下服役。褶皱是薄膜结构的一种典型的非线性变形模式，数值算法的稳定性对于实现薄膜褶皱变形的高效数值模拟至关重要。本项目将基于参变量变分原理和有限单元法，开展热力耦合作用下薄膜褶皱变形精细分析的稳定化计算方法研究。首先，建立各向异性双模量材料的热力耦合模型及参变量变分原理，发展稳定的二次规划算法。其次，结合修正的双模量材料模型和薄壳稳定性理论，建立能够获取褶皱数目、幅值和波长的简化有限元模型。将该模型嵌入已发展的二次规划算法中，通过求解互补问题来确定单元的张紧、褶皱或松弛状态，从而改善算法稳定性，实现热力耦合作用下薄膜褶皱变形的高效数值模拟。进行薄膜褶皱典型实验，以验证模型与算法的正确性。最后，利用所发展的稳定化算法研究褶皱形成和发展的机理，为褶皱抑制方案的设计提供科学依据。

在边坡稳定性的研究中，传统的极限平衡方法与近年来流行的强度参数折减有限元法都不能考虑初始地应力场的影响，通常只是考虑重力场、表面荷载以及地下水的作用。本项目旨在发展有效的数值分析方法，既能考虑地应力这个重要因素，又能对边坡的稳定性直接给出工程师们最关心的安全系数。 本项目首先在边坡稳定分析中引入了弹性补偿法，通过有选择性地调整材料的弹性模量来模拟极限状态的应力分布，同时由相应的速度场获得结构的上限载荷，最终经过迭代分别获得结构的极限下限和上限载荷。我们找到了一个简单而有效的途径，在线弹性有限元算法的基础上，以较小的计算代价实现了上述算法过程，而且还具有相当高的计算精度。通过对不同因素的考察，发现名义载荷和泊松比对计算结果的影响较大，并且名义载荷至少要比极限载荷大，才能使迭代计算很快地收敛于极限载荷。针对实际边坡为岩土类介质和主要承受重力或初始地应力载荷的特点，我们推导了弹性补偿法迭代过程中名义应力、等效应力、塑性耗散能、以及安全系数的表达式。同时，还实现了以强度折减步作为加载步的迭代算法。最终，通过弹性迭代直接求出边坡稳定的安全系数。通过考察初始地应力的影响发现，随着侧压力系数的增大，边坡的安全系数逐渐变小。 本项目还基于塑性力学上限定理的理论框架，推导了考虑附加应力场的新的功－能平衡方程，并且发展和完善了单元集成法，统一地考虑遇水膨胀应力和地质构造应力对边坡稳定的影响。它对膨胀土边坡的超低安全性，对由小范围局部滑动带动并逐渐扩展而形成的渐进式浅层滑坡现象，以及对高地应力区一些水电工程的坝基和坝址岸坡开挖后出现的浅层破坏现象，可以用定量的计算结果（而不仅仅是靠概念性的分析）给出解释。同时还发现，对干湿循环条件下评价边坡安全性的安定分析中，循环载荷部分所对应的纯弹性应力场也可以纳入这种改进的极限分析方法统一地实现。 我们还利用非线性有限元分析方法可以考虑初始地应力的特点，借用极限平衡的概念，给出了一个基于过载定义的安全系数。计算结果显示，不同初始地应力状态对安全系数的影响是不可忽略的。这从另外一个角度证实了本课题在立论时所提出的观点。 为了探索初始地应力状态对边坡安全性的影响，本项目还研制了一套微波反射测量装置，以求利用微波的反射特性进行应力测量。 本项目的研究，为评价初始地应力对边坡稳定的影响提供了一种有效的途径。 2100433B

电力生产过程中实时数据处理和应用的滞后不仅造成巨大的资源浪费，而且严重制约着电力生产过程数字化管理水平的提高。.在实时数据中学习和挖掘有关机组特性知识，既能够满足机组性能分析、运行优化和故障诊断的迫切需要，还能够浓缩信息。因此，本研究不仅具有明显的经济和社会效益，也是实现现代化管理的必由之路。.本研究选择凝汽器这一多输入、多输出、非线性和大惯性并具有特殊参量（排汽焓）的典型热力设备为研究对象，以知识样本的自主产生和自适应维护作为突破口，将数字信号处理技术、多元数理统计方法、运筹学优化方法、人工智能方法、蒸汽动力设备特性机理研究的成果交叉运用于动力设备特性知识的挖掘和学习，得到前期研究的有力支持。.研究成果不仅有助于解决汽轮机设备性能分析（低压缸效率）、运行优化（循环水优化调度）和故障诊断（真空系统故障诊断），还可以方便地推广应用于其他热力设备的知识发现和挖掘，具有便于移植应用等特点。 2100433B

对于各式各样的褶皱进行捕述和研究，认识和区别不同形状、不同特征的褶皱构造，需要统一规定褶皱各部分的名称。褶曲要素是组成褶皱各个部分的单元，包括核部、翼部、轴面、轴、转折端和枢纽等(图2)。

(1)核

核指褶皱的中心部分。如果褶皱岩层受风化剥蚀后，出露在地面上的中心部分称之为核。背斜核部为志留系(S)，向斜核部为二叠系(P)。核部出露的地层与岩层的剥蚀作用的强弱有关，背斜剥蚀越深，核部地层出露越老。对于同一个褶皱，由于不同地段的剥蚀深度上有差异，可以出露不同时代的地层，因此，褶皱的核与翼是相对概念。

(2)翼

翼指核部两侧对称出露的岩层。当背斜与向斜相连时，翼部是共有的。

(3)枢纽

枢纽指褶曲在同一层面上各最大弯曲点的连线，或者褶曲中同一层面与轴面的交线：褶曲的枢纽有水平的，有倾斜的，也有波状起伏的，其空间方位南测得的倾伏向和倾伏角确定。

(4)轴面

轴面即褶曲轴面，以褶曲顶平分两翼的面，或者连接褶皱各层的枢纽构成的面。轴面是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面。它可以是一个简单的平面，也可以是一个复杂的曲面。轴面可以是直立的、倾斜的或平卧的。

(5)轴

轴指褶曲轴面与水平面的交线。轴的方位即为褶曲的方位。轴的长度表示褶曲延伸的规模。

(6)转折端

转折端指从褶曲一翼转到另一翼的过渡弯曲部分，即两翼的汇合部分。它的形态常为圆滑的弧形，也可以是尖棱或一段直线。