大型航天器结构-控制-光学一体化建模与微振动响应快速计算方法

目的控制大型航天器一体化模型的计算成本。方法分别使用状态空间法和附加刚度法建立结构-控制-光学一体化模型,并求解微振动响应。使用稀疏矩阵LU分解法和迭代法求解线性方程来加速微振动响应的求解速度。结果对某大型航天器建立一体化模型,并求解微振动响应,总耗时10.35 s,其中使用迭代法计算2794个频率点耗时7.20s,使用稀疏LU分解法计算6个频率点耗时3.15s。结论数值算例证明了该方法的高效性,是适用于实际工程中大型航天器微振动预示的高效算法。     

二维高阶Boussinesq数值模型及其实验验证

基于近似到O(μ2)阶完全非线性的Boussinesq方程,在非交错网格下,建立了有限差分的波浪数学模型.针对该数学模型,利用混合四阶Adams-Bashforth-Moulton预报-校正格式对该方程进行了数值求解.计算了几组地形下的波浪传播变形,数值计算结果与实验结果吻合较好,验证了该波浪数值模型.同时给出了弱非线性方程数值模型的计算结果,讨论了非线性的影响.     

滇池大清河河口二维水环境模型研究与应用

以滇池大清河河口为对象,根据其水动力特征,建立了二维水环境模型.其中水动力模块采用交替方向迭代法进行数值求解,水质模块中参数的取值通过2006年和2007年现场原位实验和实验室模拟实验获得,并利用2007年的实际监测数据对模型进行率定和验证.运用率定的模型,模拟了生态修复工程实施后大清河人湖控制断面的水质变化情况,以期为治理方案的优化和效果评价提供参考.     

用MATLAB函数解承压含水层完整井非稳定流问题

本文主要介绍应用MATLAB提供的函数pdepe求解承压含水层完整井中的定流量非稳定流、阶梯状定流量非稳定流、定降深非稳定流问题,该种方法上机计算绝对误差小.研究结果表明,MATLAB函数为研究地下水数值模拟提供了一种简便有效的途径.     

传递系数法在滑坡稳定性评价中的几个问题探讨

本文运用LASA软件,分析了采用传递系数法计算滑坡稳定系数时,传递系数计算式、条块划分、渗透压力计算对稳定系数的影响。传递系数计算式的分析得出采用迭代法求解是比较合理的方法;通过实例对条块划分导致的影响分析,可知条块划分应当尽量与滑体的实际情况相符合才可以减小计算误差;渗透压力计算分析指出稳定性计算考虑动水压力时,应当根据不同情况选择不同水力坡降计算式。     

一维非稳态河流水质模型的一种数值解法

根据实际情况需要，讨论了一维河流在非稳态条件下难于解析法求解时的一种数值法－隐式差分法，在此基础上，为了对实际工作中相应河流模式计算提供借鉴和参考。应用微机对这种方法进行了模拟计算和结果分析。     

电除尘器电场特性实验研究与数值分析

数值分析是研究电除尘器电场特性的重要手段,有助于电除尘器电极配置的设计选型以及提高其供电控制水平。本文在实验的基础上,建立和求解电晕电场的数学模型,采用有限元有限差分法对RS线的电晕电场进行计算,计算结果与实验测试结果基本吻合。     

转子-轴承-干气密封系统振动响应及结构优化

目的为了提高干气密封系统在运行工况下的稳定性,对密封螺旋槽槽型参数进行优化。方法根据转子-轴承-干气密封系统轴向振动动力学模型,建立双自由度振动方程。在特定的工况下,通过Maple软件多次拟合求解气膜非线性方程,得到气膜轴向刚度和阻尼。运用MATLAB软件中的龙格-库塔法对三阶的非线性振动方程数值求解,绘制不同螺旋角度下的时间历程图和相图,分析对比不同螺旋角度下静环的振动位移。结果从螺旋角度与静环振动位移的关系得出,当α=74.53°时,静环振动位移最小,其最大振幅为7μm,最大振速为7μm/s;当α=73.78°时,静环振动位移最大,其最大振幅为16.5μm,最大振速为17μm/s。改变螺旋角度可以调节和减小静环的振幅。结论在考虑叶轮转子的气动力和轴承油膜力的干气密封系统下,螺旋角度的增加能够提高系统运行的稳定性,增加螺旋角度(0.5°~0.6°)使得动静环的追随性最佳,对干气密封结构的设计提出了指导。     

地下水数值模拟的研究与应用进展

地下水数值模拟逐渐成为研究分析地下水各种问题的重要手段。对地下水数值模拟的模型求解方法和软件平台进行简要介绍;分析阐述了地下水数值模拟的应用进展情况,从广泛应用于研究水量评估、水资源管理、地下水动态变化等"水量问题",逐步发展为研究水源地、规划地等水资源评估及加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地评估的"水质问题",并愈加广泛,逐渐成熟;最后,提出地下水数值模拟的发展趋势,并进行展望,对地下水数值模拟的应用推广具有一定的借鉴意义。     

水污染负荷优化分配模型研究进展

水污染负荷优化分配是总量控制的关键技术要点,对流域水环境管理有极为重要的意义。文章从线性方程、非线性方程以及基于动态、随机和模糊条件下的污染物通量削减分配和基于多目标以及不确定性和概率约束条件下的污染物通量优化分配模型等几个方面进行综述,并指出它们各自的优缺点及各自适用情况,提出针对线性及非线性模型与其他模型的耦合、多目标以及不确定性等问题的优化模型以及分区、分期、分类、分级的优化模型是水污染负荷优化分配下一步的研究方向。     

基于MATLAB的对流弥散方程的不稳定源解

基于MATLAB可靠的数值计算、强大的绘图功能和简单易学的语言体系,利用MATLAB求解实验条件下不稳定污染源的对流弥散方程。同时将实测值与拟合值进行比较分析。指出MATLAB在运用最优化方法于对流弥散方程求解中的作用。     

环形件摆动辗压过程中接触区域轮廓的数值计算方法

摆动辗压过程中锥形摆头与坯料接触面积是一个十分重要的参数,此文从辗压过程中坯料螺旋式送进的事实出发,首次给出了环形坯料,接触区域轮廓坐标的数值求解过程,为正确计算接触面积提供了精确的计算方法。     

基于一般浓度入射条件的汽车扬尘数值模拟研究

数值模拟是研究汽车扬尘时空分布的重要方法,地面扬尘浓度条件则是数值模拟求解的关键。不同于已有的整体均匀入射或局部单一强度入射条件,由风沙理论推导了更合理的一般浓度边界条件,在此基础上研究了颗粒重力及车轮旋转对扬尘的影响,并得出车速与扬尘量之间近似为指数的关系。这一方法对进一步研究汽车造成的污染问题具有积极的作用。     

洪水入海对养殖环境影响的数值分析

基于三维流体动力学和热力学原始方程 ,采用σ坐标变换技术 ,建立了三维斜压场数值模型。模型采用ADI格式求解连续方程和动量方程 ,采用FS法和TVD格式求解各标量方程 ,从而使模型的精度提高到二阶 ,并且节省运算时间。利用建立的三维斜压场数值模型 ,对鸭绿江洪水期形成的低盐水体的分布进行了数值模拟 ,进而分析了鸭绿江洪水入海对黄海北部海域的海水养殖业的可能影响。鸭绿江特大泄洪形成的超低盐混浊水体入侵 ,是筏养扇贝致死的主要原因。及时预报大洪水影响下的低盐水体分布 ,可有效地防止洪水污损灾害。     

基于储存寿命的战储器材轮换方法研究

针对传统轮换方法在战储器材轮换上的缺陷和不足,结合长储器材失效数据较少、无法实时检测等特点,提出了一种利用定期检测数据分析小子样储存可靠度,并估计其储存寿命来确定轮换期的方法。在求解寿命分布参数时,为克服迭代法运算时间较长、初始值选取对迭代结果收敛性影响较大等不足,利用粒子群算法求解。通过实例分析表明,该方法得到的结果与工程实际相吻合,能为战储器材的轮换提供有效的决策支持。     

板料成形过程数值模拟中的动态接触条件处理

为了解决板料成形过程数值模拟中非线性边界条件问题,本文提出并建立了控制约束的描述方法、接触结点、确定的新方法——垂足法、计算接触应力的剪应力法、以及处理非线性滑动接触边界条件的降阶-摩擦载荷迭代法.经实际模拟计算,证明了这些方法的正确性.     

基于U-D分解卡尔曼滤波地下水污染源溯源辨识

采用基于U-D分解的卡尔曼滤波与非线性规划优化模型相结合,溯源辨识出地下水污染源的个数、位置与释放强度.基于一个假想例子,建立地下水污染质数值模拟模型,运用灵敏度分析筛选出对模型影响较大的参数作为模型中的随机变量.然后,应用基于U-D分解的卡尔曼滤波辨识出污染源的个数与位置.在此基础上建立辨识污染源释放强度的优化模型,应用克里格插值法建立地下水污染质运移数值模拟模型的替代模型,代替模拟模型,作为约束条件嵌入优化模型中,运用遗传算法求解优化模型辨识出地下水污染源源强.结果表明：采用基于U-D分解的卡尔曼滤波方法能够保证滤波的稳定性,有效识别出污染源的个数和位置;非线性规划优化模型,可以辨识出污染源释放强度.在优化模型的求解过程中,应用克里格方法建立模拟模型的替代模型嵌入优化模型,能在保证一定精度的情况下,大幅度减少计算负荷和计算时间.     

常村煤矿综掘面合理除尘方式选择及其应用

为了合理选择常村煤矿综掘面除尘的通风方式,本文根据煤矿中常用的通风方式和气固两相流的理论,利用fluent非稳态的数值模拟方法来模拟压入式和长压短抽两种不同通风方式下常村煤矿掘进面粉尘的运移规律以及司机处粉尘浓度分布,并进行了现场实测验证。结果表明:对于粉尘运移模型,采用非稳态的求解器要比稳态的求解器更加精确;在长压短抽通风方式下,涡流对粉尘运移影响较大,可以通过调整风速和除尘风机的负压来减小涡流的影响区域;采用长压短轴的通风方式比压入式通风方式在数值模拟情况下,前者比后者掘进机前部的粉尘浓度降低了22.2%,通过现场实测得到其降低了31.6%,巷道中部粉尘的平均浓度可由508mg/m3下降到185mg/m3,降幅为63.6%,表明长压短抽通风方式数值模拟和现场实测都要优于压入式通风方式;此外,需要在掘进机的前面和回风侧增加除尘措施,以确保司机处的粉尘浓度符合标准。     

板料拉延成形中应力状态的研究

在采用Hill关于各向异性材料的修正屈服函数,并运用板块分析方法对板料轴对称成形进行数值模拟的基础上,着重分析了拉延成形中悬空区域材料的应力状态,提出了对该区域应力状态过渡点即周向应力为零的应力分界圆进行数值求解的公式及方法,同时对影响该分界圆位置的诸因素进行了细致分析.     

倾斜烟羽模式最大地面浓度出现位置的求解

对于粒径大于１５μｍ的尘粒子，我国环境技术标准中建议使用倾斜烟羽模式对其浓度作预测和估计。文章对该模式进行敢适当的转化，利用数值分析中的迭代法和最小二乘拟合法，拟合出不同粒径的尘粒子在不同稳定度，风速条件下出现最大地面浓度的位置，同时与Ｇａｕｓｓ扩散模式中出现最大地面浓度位置的关系进行了探讨。