基于自动终止准则改进的kd-tree粒子近邻搜索研究

对于大规模运动模拟问题而言,近邻点的搜索效率将对整体的运算效率产生显著影响。本文基于关联性分析建立kd-tree的最大深度dmax与粒子总数N的自适应关系式,提出了kd-tree自动终止准则,即ATC-kd-tree,同时还考虑了叶子节点大小阈值n_(0)对近邻搜索效率的影响。试验表明,ATC-kd-tree具有更高的近邻搜索效率,相较于不使用自动终止准则的kd-tree搜索效率最高提升46%,且适用性更强,可求解不同N值的近邻搜索问题,解决了粒子总数N发生改变时需要再次率定最大深度dmax的问题。同时,本文还提出了网格搜索法组合坐标下降法的两步参数优化算法GSCD法。通过2维阿米巴虫形状的参数优化试验发现,GSCD法可更为快速地率定ATC-kd-tree的可变参数,其优化效率比网格搜索法最高提升了205%,相较于改进网格搜索法最高提升了90%。研究结果表明,ATC-kd-tree和GSCD法不仅提高了近邻搜索的效率,也为复杂运动中近邻粒子搜索问题提供了一种更为高效的解决方案,能够显著降低计算资源的消耗,进一步提升模拟的精度和效率。

基于广义有限差分法的输流直管振动响应特性研究

基于输流直管横向振动微分方程,采用广义有限差分法和Houbolt法分别对空间和时间上的偏微分项进行离散,建立高阶精度的无网格法数值模式。将该数值模式应用于两端支撑轴向运动梁模型和两端固支输流直管模型,所得的固有频率和振幅时程等与前人研究成果和理论解均吻合良好;并对不同总点数N、时间步长△t、子区域选点数n s的数值结果进行对比,表明提出的数值模型在求解输流直管振动响应问题上具有良好的准确性和鲁棒性;对比分析了三种不同支撑条件(两端固支、两端简支和一端固支一端简支)下输流直管的振动响应特性。结果表明:两端简支时输流直管中点处的振幅最大,振动频率最小;两端固支时输流直管中点处的振幅最小,振动频率最大;且在端部约束限制条件不对称时,其振动幅值最大值出现位置会向弱约束端偏移。

内激励型振荡衰减流作用下输流管道动力不稳定分析

振荡衰减流作为一种内激励形式,对输流管道的稳定性和共振特性将产生影响。基于输流管道横向振动运动微分方程,引入指数衰减函数模拟水锤发生时流速呈现的振荡衰减特性,推导得到内激励型振荡衰减流作用下输流管道动力不稳定区域的表达式。在无衰减周期脉动流激励条件下,计算得到两种不同支撑输流管道的不稳定区域,与前人数值研究结果吻合良好。同时将引入的流速表达式与水锤条件下黏弹性输流管道模型计算得到的流速时程进行对比,表明所提出的流速表达式能较好地反映水锤激励下输流管道内水流的双向衰减特性。进一步分析了衰减特征参数对两端简支输流管道不稳定区域的影响,结果表明,内激励型振荡衰减流对于输流管道横向振动的影响不容忽视,当流速衰减系数b增加,不稳定区域向下偏移,且初始流速u 0增大,偏移现象越明显;同时随着时间τ的推移和衰减系数b的增加,流速衰减越快,不稳定区域闭合加快,当管道内流速衰减至0时,水锤过程结束,管道不稳定区域消失。

无人机桥梁检测技术研究现状

为确保公路桥梁和人民生命财产的安全,需要保证桥梁日常检测与维护工作的顺利进行。传统的桥梁检查方法由于存在检测效率低、主观性强等缺点,已无法满足当前的桥梁检测需求,需要采取更加有效的手段对桥梁安全状态进行检测与评估。通过介绍基于无人机视觉的桥梁检测系统组成与技术原理,分析无人机在桥梁检测中的优缺点以及改进方法,为研究桥梁自动化检测技术提供参考与帮助。