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机械加工中有限元技术的计算精度优化研究
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作者 杨云辉 《电子科技》 2024年第3期98-102,共5页
有限元模型技术被广泛应用于机械加工领域,其也是实现数字控制与现代加工的核心理论技术,得到了各领域研究者的广泛关注与深入探讨。基于有限元模型的计算仿真模拟技术能够大幅提升机械加工制造的精度,大量的机械加工零件实验也为有限... 有限元模型技术被广泛应用于机械加工领域,其也是实现数字控制与现代加工的核心理论技术,得到了各领域研究者的广泛关注与深入探讨。基于有限元模型的计算仿真模拟技术能够大幅提升机械加工制造的精度,大量的机械加工零件实验也为有限元模型提供详细的数据参考。文中通过总结有限元分析技术的研究历史,分析归纳了当前有限元分析技术中精度优化的核心策略及其不足之处,展望了在机械加工过程中有限元分析技术的未来发展方向。 展开更多
关键词 机械加工 有限元模拟 计算精度 残余应力 误差函数 数值分析 正交切削 工件寿命
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湍流模型对轴流泵全工况计算精度的影响研究
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作者 陈迪 张校文 +3 位作者 汤方平 王林 许旭东 关子龙 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第12期47-56,共10页
【目的】研究湍流模型在轴流泵全工况的数值模拟过程中对计算精度的影响。【方法】采用Standardk-ε、RNG k-ε和SST k-ω3种湍流模型对轴流泵进行全工况的数值模拟计算,将计算结果和试验结果进行对比并结合内流场进行分析。【结果】在... 【目的】研究湍流模型在轴流泵全工况的数值模拟过程中对计算精度的影响。【方法】采用Standardk-ε、RNG k-ε和SST k-ω3种湍流模型对轴流泵进行全工况的数值模拟计算,将计算结果和试验结果进行对比并结合内流场进行分析。【结果】在定常状态下,采用Standardk-ε、RNG k-ε、SST k-ω3种湍流模型计算的扬程曲线与试验曲线的趋势基本一致。在正转逆流制动工况中,采用Standardk-ε和SST k-ω湍流模型计算扬程的精度相近且高于RNG k-ε湍流模型的计算精度,相较于RNG k-ε湍流模型扬程计算最大误差减小了0.13m和0.22m,平均误差减小了0.55m和0.48m。在正转水泵小流量工况中,采用Standardk-ε湍流模型计算的扬程值最大误差和平均误差最小,计算精度相对于其他2种湍流模型显著提高,相较于RNG k-ε和SST k-ω湍流模型扬程计算最大误差减小了1.19m和0.96m,计算的平均误差减小了0.56m和0.68m。在反转顺流制动工况中,采用SST k-ω湍流模型计算扬程的精度更高,相较于Standardk-ε和RNGk-ε湍流模型扬程计算最大误差减小了1.08m和1.63m,计算的平均误差减小了0.6m和0.9m。在反转水泵工况中,采用Standardk-ε湍流模型计算的计算扬程的精度更高,相较于RNG k-ε和SST k-ω湍流模型扬程计算最大误差减小了0.65m和0.74m,计算的平均误差减小了0.34m和0.44m。在正转水泵大流量工况、正转顺流制动工况、正转和反转的水轮机工况中,数值模拟的内流场流态平顺,外特性计算结果较为接近试验值,精度较高,且3种湍流模型的外特性计算结果相互接近。【结论】在实际轴流泵数值模拟计算中,可以根据不同的运行工况选用计算效果更好的湍流模型来保证计算的结果精确度。研究成果为特殊运行工况的轴流泵的数值模拟计算提供了参考。 展开更多
关键词 湍流模型 轴流泵 数值模拟 计算精度 全工况
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黏弹性人工边界中侧向边界距离选取对计算精度的影响
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作者 蒋永攀 宋贞霞 +1 位作者 朱玮 丁海平 《苏州科技大学学报(工程技术版)》 CAS 2024年第3期15-22,共8页
现有研究成果和震害调查均表明不规则地形对场地地震响应有重要影响,黏弹性人工边界因具有概念清晰,稳定性高,精度好的优点,广泛用于场地地震响应分析。对场地进行地震响应分析时需从无限介质中截取出计算区域,地震波通过黏弹性人工边... 现有研究成果和震害调查均表明不规则地形对场地地震响应有重要影响,黏弹性人工边界因具有概念清晰,稳定性高,精度好的优点,广泛用于场地地震响应分析。对场地进行地震响应分析时需从无限介质中截取出计算区域,地震波通过黏弹性人工边界进入计算区,同时该边界模拟无限域的弹性恢复和辐射阻尼作用,但通过人工边界向无限域透射的散射波仍会有部分反射进计算区域形成计算误差。本文分别建立半圆凹陷和陡坎地形场地,基于ANSYS结合黏弹性人工边界对比分析侧向边界距离选取对计算精度的影响,结果表明:地震响应分析中,人工边界截断处会引起边界及相邻一定范围内场地地震响应计算误差,应充分考虑人工边界选取距离对精度的影响,设置合理的人工边界选取长度。 展开更多
关键词 黏弹性人工边界 计算精度 侧向边界距离选取
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广东省调提高状态估计计算精度的措施 被引量:43
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作者 黄滔 卢建刚 张辉 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第16期78-81,共4页
摘要:结合广东省调EMS中状态估计软件的运行情况,从网络模型建立和量测采集的角度介绍了提高状态估计计算精度的一些措施,针对母联开关刀闸遥信错误对状态估计计算造成的严重影响,给出了一种检查与纠正母线分裂错误的方法,作为对状态估... 摘要:结合广东省调EMS中状态估计软件的运行情况,从网络模型建立和量测采集的角度介绍了提高状态估计计算精度的一些措施,针对母联开关刀闸遥信错误对状态估计计算造成的严重影响,给出了一种检查与纠正母线分裂错误的方法,作为对状态估计量测预处理手段的一个重要补充。这些建议和方法的实施显著提高了广东省调状态估计的计算精度。 展开更多
关键词 电力系统 状态估计 能量管理系统 计算精度 EMS 广东
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一种验证网格质量与CFD计算精度关系的方法 被引量:9
5
作者 董亮 刘厚林 +2 位作者 谈明高 王勇 王凯 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期4293-4299,共7页
针对网格质量衡量准则与计算精度之间关系验证过程中的难题,提出一种准确验证它们之间关系的方法。该方法首先生成一系列不同单元数的网格,接着采用三维线性插值算法,获得相邻两套网格单元速度相对误差,当该误差小于某一阈值时,则认为... 针对网格质量衡量准则与计算精度之间关系验证过程中的难题,提出一种准确验证它们之间关系的方法。该方法首先生成一系列不同单元数的网格,接着采用三维线性插值算法,获得相邻两套网格单元速度相对误差,当该误差小于某一阈值时,则认为此网格计算得到的数值解为网格独立解。此外,在网格独立解的基础之上,获得不完善网格中各单元的计算误差,并与各单元的度量值建立相应的数据库,采用不同的统计方法对其进行对比分析,获得它们之间的关系。研究结果表明:同质量衡量准则QEVS和QEAS相比,本文提出的质量衡量准则QNEW1和QNEW2在误差较大的区间内(E re>0.15),与计算精度有较好的关系。因此,在网格生成过程中,采用QNEW1和QNEW2能够正确地评判出对计算精度影响较大的单元,而QEVS和QEAS则不能。 展开更多
关键词 网格质量 CFD计算精度 网格独立解 四面体网格
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通用大气辐射传输软件(CART)分子吸收和热辐射计算精度验证 被引量:14
6
作者 戴聪明 魏合理 陈秀红 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期174-180,共7页
为检验通用大气辐射传输软件CART分子吸收和热辐射的计算精度,利用精确的逐线积分法(LBLRTM)和广泛使用的中分辨率大气传输模式(MODTRAN4.0),就CART软件计算的晴空大气分子吸收透过率和热辐射进行对比验证。模拟了水平距离、观测天顶角... 为检验通用大气辐射传输软件CART分子吸收和热辐射的计算精度,利用精确的逐线积分法(LBLRTM)和广泛使用的中分辨率大气传输模式(MODTRAN4.0),就CART软件计算的晴空大气分子吸收透过率和热辐射进行对比验证。模拟了水平距离、观测天顶角和观测点高度对光电工程各观测波段内平均大气透过率和积分辐射的影响特性。结果表明:CART软件分子吸收的计算精度优于MODTRAN4.0软件,大气热辐射的计算精度和MODTRAN4.0相当。 展开更多
关键词 CART 大气分子吸收 热辐射 计算精度
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数值解析结合法提高电机磁场后处理计算精度 被引量:13
7
作者 章跃进 江建中 崔巍 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期68-72,共5页
气隙磁场对电机的性能分析十分重要,但是气隙网格的存在使电机磁场后处理计算难以达到满意的精度。采用数值解析结合法计算旋转电机磁场,气隙内无网格,转子可以自由转动,能方便地计算电机感应电动势和电磁转矩,并能容易地找到齿槽定位... 气隙磁场对电机的性能分析十分重要,但是气隙网格的存在使电机磁场后处理计算难以达到满意的精度。采用数值解析结合法计算旋转电机磁场,气隙内无网格,转子可以自由转动,能方便地计算电机感应电动势和电磁转矩,并能容易地找到齿槽定位转矩的最大值,计算精度也相应提高。计算了一台非均匀气隙各相解耦永磁同步电动机的感应电动势和齿槽定位转矩,电动势波形和实验波形取得很好的一致,证明了方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 数值解析结合法 旋转电机 转子转动 后处理 计算精度
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通用大气辐射传输软件(CART)大气散射辐射计算精度验证 被引量:10
8
作者 戴聪明 魏合理 陈秀红 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1575-1581,共7页
为检验通用大气辐射传输软件(CART)计算大气分子、气溶胶散射辐射的计算精度,在大观测天顶角、太阳天顶角、观测与太阳方位角之差、散射相函数不对称因子变化范围内,就CART软件模拟的单次散射辐射和多次散射辐射,分别与MODTRAN5.0计算... 为检验通用大气辐射传输软件(CART)计算大气分子、气溶胶散射辐射的计算精度,在大观测天顶角、太阳天顶角、观测与太阳方位角之差、散射相函数不对称因子变化范围内,就CART软件模拟的单次散射辐射和多次散射辐射,分别与MODTRAN5.0计算的单次散射辐射和离散坐标辐射传输软件(DISORT)计算的多次散射辐射进行比较分析。结果表明:CART软件计算的单次散射辐射与MODTRAN5.0的相对偏差一般小于10%,最大相对偏差为15%;CART计算的多次散射辐射与精确的DISORT算法的相对相差小于2.5%。CART在包括多次散射在内的大气背景辐射计算方面具有较有高的计算精度和效率。 展开更多
关键词 大气散射 CART 计算精度
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提高气冷涡轮气热耦合计算精度的措施 被引量:5
9
作者 王强 董平 +2 位作者 姜澎 冯国泰 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期573-578,共6页
温度场计算的准确性对气冷涡轮的设计影响极大.实际的气冷涡轮在运行状态下,存在多种物理现象:冷气带来的燃气组分变化、湍流、转捩、温度边界层的发展变化、热辐射等.而在数值计算中,计算结果也要受到网格质量的影响.采用自编程序、商... 温度场计算的准确性对气冷涡轮的设计影响极大.实际的气冷涡轮在运行状态下,存在多种物理现象:冷气带来的燃气组分变化、湍流、转捩、温度边界层的发展变化、热辐射等.而在数值计算中,计算结果也要受到网格质量的影响.采用自编程序、商业CFD软件对某两级气冷涡轮、C3X以及MARKⅡ叶片进行计算,分别描述冷气组分变化、计算网格、湍流模型以及转捩温度场模拟精度的影响;同时定性分析温度边界层复合性质与辐射换热对温度计算的影响.得出在气热耦合计算中,考虑上述因素的影响是很有必要的。 展开更多
关键词 气热耦合 计算精度 转捩 冷气掺混
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剪切弯曲下短深梁位移数值计算精度的研究 被引量:9
10
作者 杨伯源 巫绪涛 李和平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期145-146,共2页
分析了短深梁位移的基本解 ,评述了有限元解法中关于高次分布力简化为节点力的问题。使用虚功原理和位移线性插值推导了满足二次分布力作用的精确节点力分配公式。通过矩形截面悬臂梁自由终端受集中载荷的算例 ,阐明了提高短深梁位移计... 分析了短深梁位移的基本解 ,评述了有限元解法中关于高次分布力简化为节点力的问题。使用虚功原理和位移线性插值推导了满足二次分布力作用的精确节点力分配公式。通过矩形截面悬臂梁自由终端受集中载荷的算例 ,阐明了提高短深梁位移计算精度的途径。 展开更多
关键词 剪切弯曲 短深梁 位移 数值计算 有限元法 虚功原理 线性插值 计算精度 节点力
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绿色建筑采光模拟软件的适用性分析与计算精度验证 被引量:6
11
作者 赵忠超 吴志敏 姚刚 《生态经济》 CSSCI 北大核心 2013年第8期101-104,共4页
建筑采光模拟软件对绿色建筑设计有不可或缺的作用。文章首先阐述了建筑采光模拟软件的种类及特性,然后对4款采光软件的适用性进行分析,最后选取3款适用性较强的软件,通过实测与模拟对比的方法验证了软件的计算精度。
关键词 绿色建筑 建筑采光 模拟软件 适用性 计算精度
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PVT参数误差对物质平衡计算精度的影响研究 被引量:3
12
作者 汪周华 郭平 +2 位作者 尹永飞 高慧君 伍藏原 《特种油气藏》 CAS CSCD 2005年第5期49-51,共3页
采用物质平衡方程计算时,常常由于PVT参数的误差而影响最终计算结果的精度。以定容封闭干气藏、水驱干气气藏、水驱凝析气藏为例,主要讨论PVT参数误差对物质平衡计算的影响。结果表明:Bg或Bt误差对干气气藏的影响较大,对凝析气藏的影响... 采用物质平衡方程计算时,常常由于PVT参数的误差而影响最终计算结果的精度。以定容封闭干气藏、水驱干气气藏、水驱凝析气藏为例,主要讨论PVT参数误差对物质平衡计算的影响。结果表明:Bg或Bt误差对干气气藏的影响较大,对凝析气藏的影响较小;Bg误差变化趋势对干气藏和水驱气藏物质平衡计算结果影响则相反。 展开更多
关键词 气藏物质平衡方程 PVT参数 误差 计算精度 影响因素
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单元尺寸对内燃机模态计算精度的影响 被引量:10
13
作者 冯慧华 左正兴 +1 位作者 谭建松 魏志明 《车用发动机》 北大核心 2002年第1期8-11,共4页
从数学理论出发分析了有限元求解精度的影响因素 ,并从工程角度探讨了单元尺寸的选择对复杂内燃机零部件及整机模态计算精度的影响 ,得出的结论可为类似结构模态计算时单元类型及尺寸的选择提供参考。
关键词 内燃机 零部件 模态计算 有限元法 单元尺寸 计算精度
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权函数对梁自由振动问题计算精度的影响 被引量:3
14
作者 焦玉玲 刘寒冰 +1 位作者 秦绪喜 秦卫军 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期624-629,共6页
为了比较权函数对无网格法计算精度的影响,选取样条型权函数和指数型权函数及其不同影响域半径,运用移动最小二乘法分别构造插值函数。以此插值函数作为位移场函数,建立了梁结构动力学无网格方程。采用罚函数方法满足本征边界条件,计算... 为了比较权函数对无网格法计算精度的影响,选取样条型权函数和指数型权函数及其不同影响域半径,运用移动最小二乘法分别构造插值函数。以此插值函数作为位移场函数,建立了梁结构动力学无网格方程。采用罚函数方法满足本征边界条件,计算了梁的固有频率和模态向量,得到梁的自由振动问题的两种权函数及其不同影响域半径的无网格解,并与解析解进行了比较分析。数值算例验证了该方法的可靠性。 展开更多
关键词 结构力学 自由振动 权函数 结构动力学 计算精度
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数值模式预报时效对计算精度和时间步长的依赖关系 被引量:10
15
作者 王鹏飞 黄刚 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2006年第3期395-403,共9页
通过数值计算研究Lorenz非线性动力系统,探讨了非线性动力系统中初值问题的解对时间步长和计算精度的依赖关系,从新的角度研究动力系统的预报时效问题,讨论了评价舍入误差对预报时效影响程度的方法。实验结果表明:动力系统的预报时效不... 通过数值计算研究Lorenz非线性动力系统,探讨了非线性动力系统中初值问题的解对时间步长和计算精度的依赖关系,从新的角度研究动力系统的预报时效问题,讨论了评价舍入误差对预报时效影响程度的方法。实验结果表明:动力系统的预报时效不仅与初值误差有关,而且在一定条件下敏感地依赖于计算采用的时间步长和计算精度。 展开更多
关键词 误差 非线性 动力系统 计算精度 预报
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高铁大变形橡胶止挡非线性刚度特性曲线计算精度分析 被引量:4
16
作者 刘建勋 黄友剑 +1 位作者 张亚新 侯之超 《计算机辅助工程》 2011年第1期132-135,共4页
针对某型高铁橡胶止挡的有限元静态刚度特性曲线与实验结果存在较大误差的问题,从实验与分析相结合的角度剖析发生偏差的原因,提出从实验方案、本构模型选择和接触定义等3方面进行优化分析的思路.分析与实验结果表明:实验条件符合准静... 针对某型高铁橡胶止挡的有限元静态刚度特性曲线与实验结果存在较大误差的问题,从实验与分析相结合的角度剖析发生偏差的原因,提出从实验方案、本构模型选择和接触定义等3方面进行优化分析的思路.分析与实验结果表明:实验条件符合准静态的假定、本构模型包含高应力、体积压缩效应,接触定义符合橡胶真实接触状态,这些措施可使分析结果更符合实际情况,为准确分析类似橡胶止挡的静态刚度特性曲线提供参考. 展开更多
关键词 高铁 橡胶止挡 非线性刚度 计算精度
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薄壁弯曲结构有限元计算精度研究 被引量:7
17
作者 覃海艺 马宁 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期139-144,179,共6页
基于h-p型有限元精度计算法,以薄壁弯曲结构为研究对象,系统地介绍了实体单元常见的分类方法及优缺点;通过理论公式推导了薄壁弯曲结构发生弹性和弹塑性变形时的位移和应力理论解;采用有限元法计算数值解,研究了影响有限元计算精度的因... 基于h-p型有限元精度计算法,以薄壁弯曲结构为研究对象,系统地介绍了实体单元常见的分类方法及优缺点;通过理论公式推导了薄壁弯曲结构发生弹性和弹塑性变形时的位移和应力理论解;采用有限元法计算数值解,研究了影响有限元计算精度的因素和规律,并用算例证实了研究结果的合理性。研究结果表明:当单元类型、积分方式、阶次、长高比相同时,只有1层实体单元情况下得到的计算误差总是大于多层单元;只要严格控制单元长高比为1左右,单元层数不小于4层,采用一阶全积分六面体单元就可以控制位移及应力误差在5%以内;当采用一阶减缩积分六面体单元,只需2层单元就可以控制弹性位移误差在1%左右,但此时应力误差达30%以上,对于塑性变形,单元层数达6层时其位移误差仍达8%以上;对于二阶六面体及二阶四面体单元,只需2层单元,且不需严格控制单元长高比为1左右就可以使位移及应力计算误差在5%以内。 展开更多
关键词 薄壁弯曲结构 计算精度 弹塑性 有限元 h-p型
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提高多体系统离散时间传递矩阵法计算精度的研究 被引量:13
18
作者 李春明 芮筱亭 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期56-61,共6页
深入探讨多体系统离散时间传递矩阵法对平面、空间刚体 光滑铰多体系统运动响应的研究。提出提高该方法计算精度和计算稳定性的方法 ,导出相应的多端刚体传递矩阵。设计了角坐标的迭代循环 ,该变量不必采用近似形式 ,因而提高了计算精... 深入探讨多体系统离散时间传递矩阵法对平面、空间刚体 光滑铰多体系统运动响应的研究。提出提高该方法计算精度和计算稳定性的方法 ,导出相应的多端刚体传递矩阵。设计了角坐标的迭代循环 ,该变量不必采用近似形式 ,因而提高了计算精度和计算稳定性。其它方法有 :1)增加泰勒展开式的高阶项 ;2 )合理选择将速度、加速度表示为位移的线性函数的方法 (本文简称线性化方法 ) ;3)合理确定迭代循环的初值等。对 4种多体系统进行了计算机仿真研究 。 展开更多
关键词 多体系统 离散时间传递矩阵法 计算精度 多端刚体 计算稳定性 角坐标迭代循环 泰勒展开式
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石油钻机井架结构梁单元计算精度分析 被引量:5
19
作者 张强 刘巨保 +1 位作者 姚利明 任宪可 《石油机械》 北大核心 2013年第12期1-5,共5页
目前,对于如何提高BEAM188梁单元在石油井架结构设计中的计算精度研究不多。为此,在分别介绍BEAM188梁单元及其一次、二次和三次形函数之后,通过一悬臂梁算例,分析了一次、二次和三次形函数的适用条件,指出它们分别适合于计算常弯矩、... 目前,对于如何提高BEAM188梁单元在石油井架结构设计中的计算精度研究不多。为此,在分别介绍BEAM188梁单元及其一次、二次和三次形函数之后,通过一悬臂梁算例,分析了一次、二次和三次形函数的适用条件,指出它们分别适合于计算常弯矩、一次弯矩和二次弯矩载荷作用。在侧风无立根条件下,对某ZJ30-1700DBF钻机井架进行了工程实例有限元应力计算。计算结果表明,井架梁结构划分为一个梁单元计算规模小,且采用二次及三次形函数具有较高的计算精度。 展开更多
关键词 石油钻机 井架 有限元 应力分析 计算精度 梁单元
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提高高等级公路缓和曲线计算精度的方法 被引量:5
20
作者 陈飞 凌九忠 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第6期81-86,共6页
对高等级公路路线设计中缓和曲线的计算精度进行了探讨 ,分析了现有缓和曲线计算公式体系误差产生的原因 ,提出 2种计算机编程方法 ,以提高缓和曲线计算精度 。
关键词 缓和曲线 回旋曲线 收敛 高等级公路 计算精度
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