航天器结构声振耦合问题的有限元-边界元方法数值仿真研究

针对高超声速、结构轻量化带来的航天器复杂结构声振耦合动力学环境难以精准预示问题,提出一种基于有限元-边界元(FEM-BEM)方法的声振耦合问题数值仿真方法。分析国内外求解声振耦合问题的主要数值仿真方法,从影响航天器性能设计的低中频声振耦合动力学特性入手,采用有限元-边界元方法,以航天器典型结构截锥壳为研究对象,开展混响噪声作用下的声振耦合研究。建立了声振耦合模型,获得了主体结构、主要支撑结构及设备的声振耦合响应。提出的数值仿真方法和仿真分析过程,为航天器声振耦合分析提供了理论基础和仿真手段。     

气囊回收系统的着陆适应性仿真分析

目的提出一种气囊着陆缓冲等效分析方法,将有限元仿真和理论分析相结合,借助理论分析的优点实现对气囊回收系统着陆缓冲冲击性能快速评估的目的。方法首先建立气囊有限元模型,通过有限元分析获得载荷-压缩量曲线,根据曲线拟合出接触载荷与气囊压缩量的关系式。同时,利用高斯函数模拟斜坡,考虑一质量块和气囊以一定初速度竖直向下撞击到该坡面上,只考虑坡度大小和表面粗糙度对气囊冲击载荷的影响。最后,利用中心差分法计算出质量块的位移、速度以及加速度。结果在撞击点的坡度为0°,20.27°和31.24°时,得到理论的水平方向和竖直方向上的最大过载,与仿真输出的结果进行对照,在误差允许的范围内,理论与仿真结果一致。分析比较不同撞击点的坡度下水平和竖直方向最大过载以及气囊离开地面时的角速度。当撞击点坡度为0°时,水平方向最大过载为0,随着撞击点坡度增大,水平方向的最大过载逐渐增大;竖直方向最大过载的值最大,为224.5 m/s2,随着撞击点坡度增大,竖直方向的最大过载逐渐减小。当撞击点坡度为0°时,角速度为0,气囊离开地面时的角速度逐渐增大,其增幅在0°到20°之间较大。结论气囊着陆缓冲等效分析方法计算得到的结果与仿真得到的结果相一致,验证了该理论计算方法的有效性,因此可以利用该方法对缓冲气囊的冲击性能进行快速评估。     

基于系统动力学模型的北极航线安全机制研究

为研究北极航线安全的作用机理和演化趋势,运用系统动力学模型对北极航线安全机制进行研究。通过对北极航线安全的影响因素进行统计分析,将北极航线安全的影响因素划分为人、机、环境、管理四类,首先建立北极航线安全的影响因素体系,其次运用系统动力学方法建立北极航线安全的系统动力学因果关系图和系统动力学流图,最后运用Vensim软件对北极航线安全状态进行仿真模拟。结果表明:北极航线安全呈现正向发展的态势,其中环境方面占有较大比例,但随着环境方面的好转,其比例将会减少;人、机和管理方面在前期占有比例较小,但在后期占有较大比例。该仿真结果能够刻画北极航线的安全态势,可为北极航线安全管理提供借鉴和参考。     

材料结构参数对薄板冲压成形仿真结果的影响

采用不同材料屈服模型及参数对典型冲压过程进行了仿真 ,对仿真结果进行了分析。分析表明材料模型及参数对仿真结果影响至关重要 ,板料的厚度分布及成形极限图对结构参数n和r值很敏感。这对更好的了解不同材料在冲压时的力学行为和进行冲压仿真时怎样合理选择材料模型及参数提供了帮助     

基于MATLAB的随机振动数据分析方法研究

本文阐明了利用MATLAB对随机振动数据进行谱分析的方法,介绍了数据采集、处理、分析的常规流程。针对一部分关键流程,开展了详细的推理与说明,便于后续使用MATLAB进行随机振动数据数据分析的工程技术人员参考,避免发生错误。根据工程需要,建议工程技术人员采用MATLAB的GUI界面技术分析数据,因为GUI能直观的设置参数和显示分析结果,能提升工作效率。     

自动抢接止回阀装置液压系统设计及仿真分析

利用井口自动化装置进行石油钻井过程中溢流、井喷时的关井作业是目前井控作业的热点。为了有效减少工作人员操作时间,保证装置的可靠性。提出了1种自动抢接止回阀装置,并将装置的控制系统设计成全液压系统。基于AMEsim对设计的液压系统进行建模以及模拟仿真分析,得到了执行元件（3个液压马达和1个伸缩液压缸）的输出特性曲线,然后与理论计算、设计及选型的执行元件的参数进行对比。研究结果表明:设计的液压回路可以确保自动抢接止回阀装置的整个工作过程正常、稳定的进行。设计的自动抢接止回阀装置的性能基本满足使用要求,具有一定的实用价值。     

上海市雾霾天气影响因子研究

为了更加准确地判断出不同程度的雾霾天气下的每个因子的影响程度,根据神经网络可以逼近任意非线性函数的特点,利用MISO多元广义神经网络对各个因子逐个进行检测并进行对比分析。首先选用上海市20130101-20141231之间的各空气污染物分指数作为原始数据序列,对MISO多元广义神经网络模型进行训练并测试。然后利用测试合格的MISO多元广义神经网络对2014年11月和8月的中度雾霾天气影响因子进行等距对比分析。MATLAB仿真结果表明,中度雾霾中PM_(2.5)的实际影响力远大于其他影响因子,其次影响力由大到小依次是CO、SO_2、O_3、NO_2和PM_(10)。此模型具有较高的精确度和实用性。     

基于OPMSE的畜禽养殖行业排放限值仿真

通过对清河流域畜禽养殖行业产生污水的各指标(BOD5,COD,NH_3-N)浓度进行统计,得出了排放污水中各污染物指标的浓度值范围。通过OPMSE的仿真计算,得出了排放污水经过BAT处理后,污染物浓度正态分布均值在90%,95%,99%置信水平下的置信区间。在置信水平为99%时,畜禽养殖行业的COD置信区间为(42.00,48.19),BOD_5置信区间为(7.47,8.74),NH_3-N置信区间为(6.78,7.88)。同时,依据仿真计算结果还得出了处理后污染物浓度的极小值和极大值,畜禽养殖行业的最佳出水COD,BOD_5,NH3_-N指标质量浓度分别为22.0,2.1,3.09 mg/L,最差出水COD,BOD_5,NH_3-N指标质量浓度分别为84.4,14.2,13.29 mg/L。将仿真结果与现有排放标准对比,拟定畜禽养殖行业的COD,BOD_5,NH_3-N直接排放限值分别为50,9,8 mg/L。     

集成仿真在空间望远镜设计和优化中的应用

针对空间望远镜设计过程中涉及学科多、系统复杂、真实环境验证难度大等特点,集成仿真在空间望远镜设计和优化过程中具有巨大应用价值。本文给出了集成仿真在NGST、NEXUS和JWST等空间望远镜设计过程中的应用实例,介绍了集成仿真所包括的扰动源、结构、光学、控制和模型集成等方面的具体内容,并给出了集成仿真在性能分析、灵敏度分析、同效性分析、多目标优化和干扰来源定位与缓解等方面的应用。集成仿真技术及其应用案例,对我国在研大型空间望远镜的设计有指导和借鉴意义。