摘要 3D 打印或基于材料挤压的增材制造已从一种有前途的制造技术发展成为一种成熟的方法,可以集成到众多应用中。然而,这种技术涉及大量变量,这些变量会显著影响最终结构。此外,这种依赖性阻碍了数值模型的开发,无法估算具有不同打印配置的 3D 打印组件的机械行为。因此,提出了相场方法,通过相对简单的能量平衡最小化问题来预测裂纹扩展。然而,这种计算方法需要确定特定的参数。因此,提出了一种基于拉伸试验的实验方法来机械地表征材料,并从实验结果中分析定义必要的断裂参数,包括强度和临界能量释放率。在不同配置下研究了使用可持续热塑性塑料通过材料挤压制造的无缺口和有缺口样品,以分析断裂机制,同时提出减少打印缺陷的策略。此外,还开发了一种基于相场断裂建模的开源数值预测工具,以及对基本长度尺度参数的评估。实验和数值研究的结合验证了所提出的方法,并证明了其易于在进一步的案例研究中重现。
粘合接头在组装承重结构的结构可靠性和耐久性中起着重要作用。这项研究的灵感来自风力涡轮机叶片的应用,风力涡轮机叶片由复合材料制成,并通过粘合剂连接在一起。与传统的粘合接头指导原则相反,风力涡轮机叶片接头厚度较大,约为 10 毫米。出现空隙和孔隙的概率很高。尽管如此,机器的经济寿命为 20 年,疲劳可能是一个关键现象。这项研究侧重于自下而上的粘合剂性能表征及其在复合材料接头中逐层验证。它从本体粘合剂的表征开始,直至粘合接头样品和子部件。本文重点关注粘合剂材料本身和接头的水平。经过大量的实验,特别关注粘合剂的孔隙率,开发了一种概率方法来确定最合适的失效准则。强度预测方法不仅考虑应力分布的大小,还考虑应力作用的体积,从而考虑材料强度的统计尺寸效应。该方法随后用于简单接头中接头强度的数值预测以及受风力涡轮机叶片启发的应用中。接头的预测阻力与实验接头测试非常一致。
在CCR“一年审视”的第七期!2024对于CCR来说是一个忙碌的时间。新加坡的第三次国家气候变化研究(V3)是由可持续性和环境部长格雷斯·福(Grace Fu)女士正式启动的,2024年1月5日,在Sands Expo and Convention Center,Marina Bay Sands(MBS)的一次研讨会上,有400多人参加。CCR还有机会在ASMC-WMO区域论坛上分享V3调查结果并与我们的区域同行交流,该论坛也于2024年9月在MBS举行。在CCRS较早地升级到2023年12月1日的运营“ Singv-Da”数值预测(NWP)系统之后,对我们的“ Singv-EPS”合奏预测系统的进一步升级处于术前测试的最后阶段。在此新闻通讯中可以找到两个NWP升级的更多详细信息。我非常高兴地报告,2024年7月,CCR通过与美国国家大气研究中心(NCAR)(NCAR)的备忘录(MOU)签署了与美国科学家合作的新阶段。在谅解备忘录下,CCR和NCAR科学家将在热带天气/气候科学中进行联合研发。我们已经在最初的项目中取得了长足的进步,以开发新加坡的下一代“ Singv_ng”天气/气候建模能力,并针对热带和城市环境进行了优化。
近年来,加利福尼亚(CA)野火的强度和频率增加,造成了对人类健康和财产的重大损害。2007年10月,许多小型火灾事件,共同称为巫婆溪火或女巫大火,在加利福尼亚南部开始,并在强烈的圣安娜风中加剧。作为当前中尺度建模功能的测试,我们使用天气研究和预测模型(WRF)模型在气象条件下模拟2007年野火事件。本研究的主要目标是研究水平网格分辨率和行星边界层(PBL)方案对与大火相关的气象条件模型模拟的影响。我们评估了WRF模型的预测能力,以模拟关键气象和火灾天气预测参数,例如风,水分和温度。这项研究的结果表明,可以通过将区域数值预测产物降低到1 km的分辨率来实现与更好预测野火相关的温度和风速相关的预测。此外,对近地表条件的准确预测取决于行星边界层参数化的选择。与YSU参数化相比,MYNN参数化得出更准确的预测。以1 km的分辨率下的WRF模拟可以更好地预测温度和风速的预测,而不是2007年女巫大火期间的相对湿度。总而言之,具有更精细的网格分辨率模拟的MYNN PBL参数化方案可改善野火事件期间近地表气象条件的预测。
这项研究探讨了尼日利亚南部的机器学习技术在洪水预测和分析中的应用。机器学习是一种人工智能技术,它使用基于计算机的指令分析和将数据转换为有用的信息,以使系统能够进行预测。传统的洪水预测和分析方法通常无法提供有效灾难管理的准确和及时信息。更重要的是,由于无法将复杂的大气动力学简化为简单方程式,因此对19世纪的洪水灾害的数值预测不是很准确。在这里,我们使用了机器学习(ML)技术,包括随机森林(RF),逻辑回归(LR),幼稚的贝叶斯(NB),支持向量机(SVM)和神经网络(NN)来建模引起洪水泛滥的复杂物理过程。数据集包含59个具有目标特征“事件类型”的案例,其中包括39例洪水和20例洪水/暴雨。基于使用历史记录创建的模型的评估指标的比较,结果表明,NB的性能比所有其他技术都更好,其次是RF。开发的模型可用于预测洪水事件的频率。大多数洪水场景表明,该事件对人们的生命构成了重大风险。因此,每个紧急响应要素都需要足够了解洪水事件,持续的预警服务和准确的预测模型。本研究可以扩大有关弱势领域洪水预测建模的知识和研究,以告知有效,可持续的应急计划,政策和管理洪水灾害事件的行动,特别是在其他技术欠发达的环境中。
本论文对旋转叶盘与柔性壳体之间的行波速度不稳定性进行了分析。这种与结构接触的相互作用在某些情况下可能发生在高速涡轮机械中,例如航空发动机或压缩机,并且可以通过将转子的动能旋转到振动中,以不稳定的方式放大耦合转子-定子系统的振动。为了使涡轮机械安全运行,必须避免行波速度重合,并分析发生相关不稳定性的可能性。以前,大多数航空发动机的壳体都附有齿轮箱等附加结构。这些附件使机壳失调,从而降低了响应中的行波分量,从而使能量传递机制效率降低,降至由其他系统参数(例如阻尼和旋转部件与静止部件之间的间隙大小)定义的非临界阈值水平以下。新型航空发动机设计趋向于轴对称机壳,对于这种机壳,行波速度不稳定性的研究变得更加重要。在文献中,少数处理与叶盘接触的弹性定子的作者没有研究行波速度不稳定性的可能性,这可能是由于缺乏对现有设计的适用性,但大多数研究人员仅分析了具有刚性定子的系统。对于具有弹性转子和定子的系统,这种方法是不够的,因为包含定子动力学会导致耦合系统的临界速度数量增加。在本论文中,转子和定子被分别建模为具有线性动力学的结构。为了减少微分方程的数量,采用模态模型将计算工作量限制在相关的参与模式中。叶片盘和定子之间的接触由冲击摩擦定律建模,包括冲击损失。在转子-定子系统分析中加入壳体动力学的影响进行了分析描述,在数值模拟中进行了计算,并在实验中进行了演示。对于所研究的不稳定性,预测结果与实验结果之间取得了良好的定性一致性。数值预测和实验数据都表明存在行波速度不稳定性,并验证了所选方法。研究结果表明,行波速度不稳定性是存在的,并且它是一个潜在的安全威胁,必须通过设计或选择操作条件来避免。
B部分B摘要I拥有Aachen Rwth University(德国)的一流杂志学位,其主要学科的物理地理位置与2009年9月获得的学士学位和硕士学位相当。由莱昂纳多(Leonardo)赠款资助,我在圣地亚哥·德·孔波斯特拉(Santiago de Compostela)的加利西亚气象局(Meteogalicia)开发了我的杂志论文。在这项工作中,我根据统计缩减方法为西北伊比利亚半岛提供了首个区域气候变化预测,后来在研究文章中发表(Brands等人。2011b)。从2009年11月到2012年10月,Cantabria University在Estcena项目中工作,致力于基于统计降低方法的伊比利亚半岛的气候变化预测。从2011年11月至2015年6月,我被CSIC的JAE-Predoc计划(IFCA,CSIC-UC)雇用,由CSIC的JAE-Predoc计划开发我的博士学位论文,我在2017年在Meteogalicia工作时完成了我的博士学位论文。在这些年中2013),2。气候远程连接(Brands等人 2012,Brands 2013,Brands等人。 2014,品牌2014)和3。大气河研究(请参阅我的博士学位论文和品牌等 2017)。 我还积极参与了由道格拉斯·马拉恩(Douglas Maraun)主持的欧盟成本行动价值(Soares等人 2019),并在乌维戈(Uvigo)的ephyslab完成了两项研究(Lorenzo等人 2016)和非线性物理组,USC(Eiras等人2013),2。气候远程连接(Brands等人2012,Brands 2013,Brands等人。2014,品牌2014)和3。大气河研究(请参阅我的博士学位论文和品牌等2017)。我还积极参与了由道格拉斯·马拉恩(Douglas Maraun)主持的欧盟成本行动价值(Soares等人2019),并在乌维戈(Uvigo)的ephyslab完成了两项研究(Lorenzo等人2016)和非线性物理组,USC(Eiras等人2016)。在2015年7月,我签约了元中学的数值预测和调查部门。除了开发和监督其数值链外,我还继续追求上述3个研究行(Brands 2017,Ummenhofer等人。2017)并打开了第四个
摘要 科学界普遍认为,自然资源在暴力冲突中发挥着重要作用。资源的稀缺性和丰富性都会导致暴力冲突,这取决于当时的社会经济和政治条件。因此,自然资源的关键性可能比稀缺性或丰富性更能描述与暴力冲突的联系。然而,研究难以揭示导致自然资源冲突的确切社会环境机制。因此,自然资源管理干预措施在预防冲突和建设和平方面效果有限。本论文的总体目标是促进对暴力自然资源冲突潜在机制的理解,以有效预防冲突。本论文重点关注 1989 年以来国家内部的暴力自然资源冲突,因为随着冷战的结束,武装冲突的性质越来越多地转向国内冲突。我提出以下问题:(1)什么是关键的自然资源?(2)考虑到复杂的社会经济和政治背景,自然资源和暴力冲突在数量上是否相关?(3)将自然资源与暴力冲突联系起来的核心社会环境因果途径是什么? (4) 有哪些机会可以防止因资源使用而引发的暴力冲突?采用了多种方法,包括系统文献综述、文本数据的开放编码、使用逻辑回归和机器学习技术的预测模型、因果网络映射以及因果图的网络分析。第一篇论文通过定义自然资源冲突并描述分析它们的三个分析视角(通过资源特征、冲突周期和地理尺度)从理论上阐述了这一论点。本论文的第二篇论文表明,现有的对关键自然资源的描述过分强调其经济重要性,而忽视了生态系统支持和自然资源的社会文化功能;与可再生能源相比,不可再生资源的比例过高。因此,它提出了一种新的、整体的自然资源关键性定义,该定义基于人类需求的层次结构,而不仅仅是经济价值。第三和第四篇论文证实了自然资源变量在数值预测冲突方面的重要性,尽管它们的影响通常受到中间社会经济变量的影响。更具体地说,水和食物等可再生能源是冲突的重要预测因素,而非可再生能源的重要性则不如先前的研究表明的那样。在所有确定的社会环境相互作用中,粮食生产与其经济和人口背景之间的相互作用最为密切。第五篇论文确定了自然资源冲突的因果路径上的关键结构点,这些结构点可能有助于有效预防冲突。为了将冲突的恶性循环扭转为和平的良性循环,我的分析发现,必须改善国家和自然资源管理机构,平衡资源的供应和需求,限制人口流动,并确保足够的生计。我的分析进一步发现,资源开发及其产生的收入以及环境保护和遏制环境恶化可以稳定和平局势。