考虑土壤火花放电的接地装置暂态特性全时域电网络模型

杆塔接地装置的冲击电阻是影响输电线路耐雷水平的重要参数之一,研究接地装置的冲击特性对输电线路的雷电防护具有重要意义。高幅值雷电流作用下,接地装置周围土壤会发生火花放电,使得其冲击特性与工频特性有显著的区别。为解决频域电路理论在对雷电流和响应电压进行傅里叶变换过程中需要忽略掉大量高频分量的问题,该文建立了考虑土壤火花放电的接地装置暂态特性全时域电网络模型。针对低阶精度时域差分法计算得到的响应电压存在局部锯齿状波形的问题,推导出了电网络模型的p-order精度时域差分解。结果表明,(3~5)-order精度时域差分法计算得到的响应电压波形平滑没有波动,能够提高计算精度,并减少计算时间。在武汉特高压试验基地对杆塔接地装置进行了大电流冲击试验,验证了该仿真算法的准确性。

结合偏微分方程增强图像纹理及对比度

针对图像获取过程中外界光照的非均匀性会使图像存在阴影区和高亮区,从而丢失图像细节的问题,本文结合偏微分理论,提出了基于直方图均衡化的偏微分图像增强方法。该方法首先将图像变换到梯度域,通过梯度场的变换得到新的梯度函数;然后应用最小二乘原理,对梯度场中变换后的图像进行重建以增强图像的纹理细节,表现原本不清楚的细节信息。另外,针对光照的不均匀特性,结合直方图均衡化,提出反均衡变换来增强图像的亮度和对比度。提出的算法采用有限差分法将图像离散化,并与热方程相结合,其计算简单,运行速度快,具有较强的灵活性和较广的应用范围。采用Visiual C++编程,对于大小为512pixel×512pixel的图像的处理时间为35ms,达到了视频实时增强显示要求。

超声波流量测量中流速计算方法的对比

超声波流量计(UFM,Ultrasonic Flow Meter)通过测量管路中顺流和逆流方向的超声波传播时间变化计算流速,因此超声波传播时间的准确测量对流量计的精度影响至关重要.对超声波流量计的测量方法进行研究,从环境温度的变化、时间测量的准确性、不确定度的计算3个方面,对比超声波传播时间差法和频率差法对流量测量精度的影响.通过超声波流量测量实验,验证了在流量计未校准的情况下,与频率差法相比,时间差法的测量精度更高,且其校准系数曲线的线性度更好,校准后可在全流量范围内获得更高的测量精度.

基于焓差法分析自然通风冷却塔出口水温的影响因素

采用焓差法建立了自然通风冷却塔出口水温的热力计算模型,并把凝汽器和冷却塔作为一个整体综合研究和分析了冷却塔出口水温的各种影响因素及其影响规律.结果表明:冷却水量、填料断面风速、凝汽器蒸汽负荷以及环境空气的相对湿度均对冷却塔的进口和出口水温有明显影响,且上述因素对进口水温的影响大于对出口水温的影响.

中国美利奴羊育种目标中性状边际效益的计算方法

借助差额法推导出一系列细毛羊育种目标中性状边际效益的计算公式。并根据调查与研究，给出中国美利奴羊（新疆军垦型）计算边际效益的有关生物学、育种学和经济学参数，计算出各育种目标性状的边际效益。根据新疆军垦型羊群３个品系的不同特点，分别考虑它们的目标性状以及各性状的选择重要性。经统计分析得知，Ｂ品系的毛用、肉用和繁殖性状的相对选择重要性之比为３：１：１，Ｃ品系近似于５：２：３，而Ａ品系的相对选择重要性则介于Ｂ、Ｃ品系之间。

谱元方法求解波动方程时显式与隐式差分方法的比较

分别将显式中心差分和隐式Newmark差分方法与Chebyshev谱元方法相结合,探讨了当采用谱元方法求解气动噪声问题时,这2种时间差分方法对数值精度和计算稳定性的影响.通过模拟噪声扰动在自由空间的传播过程,比较了2种时间差分方法的数值误差,研究了显式中心差分方法的稳定性条件.由此得出以下结论:当显式中心差分方法稳定时,2种差分方法均可得到有效的数值解,在同一时刻的同一网格节点上,Newmark方法的数值误差约为显式方法的2倍左右;当计算采用的时间步长大于显式中心差分方法的临界步长时,显式方法发散,Newmark方法的数值结果仍和解析解保持一致.

矩形变形脊波导主模截止波长的计算

为了满足微波传输系统性能的某些需求,各种结构形状的新型波导应运而生。采用有限差分法,利用Matlab计算了变形矩形脊波导在改变波导内部脊的位置、形状和大小等不同情况下的波导主模截止波长,并对计算结果进行了对比分析,得出了主模截止波长随着内脊的高度、宽度、上下脊高度及宽度比例的变化而变化的一些相关结论。

颗粒填充型复合材料有效导热系数的数值计算方法

基于Monte Carlo随机摆放方法,建立颗粒填充型两相复合材料的随机分布模型。应用有限差分法对导热微分方程进行离散,获得差分格式的热传导方程。将复合材料模型中的微观随机结构单元的数据信息导入计算机,应用循环迭代法对差分格式热传导方程进行求解,实现了对二维稳态导热温度场的数值模拟。采用此方法对可以理论求解的特殊情形进行模拟验证,结果表明其准确可靠。同时模拟了导热增强颗粒含量、颗粒与基体的导热系数比对复合材料有效导热系数的影响,并将模拟结果与Maxwell-Eucken、Bruggeman模型进行了比较,发现该方法的模拟结果在低填充量时与Maxwell-Eucken模型、在高填充量时与Bruggeman模型吻合良好。研究表明所述方法能够较好地计算颗粒填充型复合材料的导热系数。

考虑倾斜的非接触机械密封启动过程瞬态热效应研究

针对非接触密封在快速启动过程中易发生热效应引起的密封失效故障,提出了考虑倾斜情况的弹性补偿单元支撑的非接触机械密封瞬态热效应分析模型,它包括瞬态Reynolds方程、能量方程、运动方程等;采用有限差分方法,获得了全部微分方程的差分格式,以此数值模拟了非接触机械密封受外部轴向冲击载荷下密封间隙中油膜的最大压力、最高温度以及最小油膜厚度等的瞬态响应。计算结果表明,随着轴向冲击载荷的增加,密封间压力响应的幅值、最高温升都增加,最小油膜厚度减小;补偿单元静态载荷越大瞬态响应至稳态的时间越短;静载荷越小最高温度的增量越大、最小油膜厚度的变化量也越大。

分段光滑曲线边界波动方程数值模拟研究

矩形网格有限差分法在地震波传播数值模拟方面具有计算速度快的显著优势,但该方法在处理复杂边界问题上存在着效率低的严重缺陷.本文针对分段光滑曲线边界定义了尖点处的一种正则导数,给出了矩形网格情形分段光滑曲线网格边界点法向导数的一种插值计算方法.采用矩形网格有限差分法对复杂边界地球介质模型进行地震波场数值模拟,并采用波场系列快照技术揭示地震波在起伏地表和复杂介质中的传播规律.模拟结果表明:法向导数插值计算方法为矩形网格有限差分法处理复杂边界提供了有效途径,采用波场系列快照技术可以清晰地展现地震波在反射界面的反射和透射规律、在尖点的绕射规律以及在自由表面的直达波和多次反射规律.

飞行模拟器滑油压力表仿真器设计

针对某型飞机飞行模拟器仪表系统的特点,以滑油压力表为例,对常用电流比值表仿真器进行了研究,提出了利用同步器代替实装传感器的实施方案,并给出了基于CAN总线的同步器实现方法。实践证明,该仿真器精度高、实时性强、扩展灵活,具有通用性和实用性等特点。

ESP电场粉尘高质量浓度区气流强制收集技术

针对电除尘器靠近收尘极板存在高质量浓度粉尘气流的事实,采用电除尘器末端加装吸风口,将靠近极板的气流强制等速吸入并进行高效净化,可以显著提高电除尘的收尘效率。为了准确描述电除尘器出口断面粉尘质量浓度分布的规律,从而得到吸风口吸入风量与除尘器除尘效率提高量之间的数量关系,采用有限差分法对电场粒子二维输运方程进行数值计算。得到电场各断面粉尘的分布结果,通过与实验模型实际测试得到断面浓度分布结果进行比较二者吻合较好,证明建立的输运方程正确,采用的数值计算方法可行。依据对实际电除尘器出口断面粉尘浓度数值模拟结果,并结合在电除尘器末端极板处加装强制等速吸风口流动规律的理论描述,得到吸风口高度与除尘效率提高量二者之间的数量关系,据此关系可以提出实现保障电除尘器达标排放所必须强制吸入的流量。

输电线路微气象超声式风速风向传感器设计

为解决测风传感器的高低温工作特性、电磁兼容特性大都无法适应超(特)高压输电线路的环境特点,故障率高,低速段风速的测量精度不高等问题,基于时差法的超声式风速风向测量原理,设计输电线路微气象超声式风速风向传感器。控制电路采用STC11F32单片机芯片进行设计,传感器探头设计选用涂有特殊材料的压电陶瓷作为声匹配层,可以实现与空气的声阻抗相匹配。实验及运行结果表明,该超声式风速风向传感器结构简单,各风速段测量精度高,线性关系好,为输电线路的安全运行提供了气象监测的保障。

基于红外热像技术的电力设备故障诊断系统设计

本文结合东北某电厂的实际情况设计和开发了基于红外热像仪检测的温度数据管理和故障诊断系统,对该系统所使用的平台、开发系统所用的语言和数据库、系统的功能和系统主界面作了详细地介绍,实际运行表明该系统具有较高的准确性,为现场检修人员提供了一定的参考。

应用有限差分法的轴向流作用下壁板的失稳分析

基于势流理论建立壁板流固耦合系统的连续型运动方程。采用有限差分法对连续型运动方程进行离散化,再把流场势函数用板的横向振动位移变量来表示,得到关于板的横向振动位移变量的控制方程。通过求解控制方程的广义特征值,对轴向流作用下壁板的稳定性进行分析。结果表明:两端简支模型发生屈曲失稳。给出了特定参数条件下壁板的屈曲失稳临界速度。

油滴实验方法的研究

简要介绍密立根油滴实验的研究发展过程,分析了它在素质教育和教学改革方面给我们的启示。阐述了排序差分法求最大公约数的数学方法,设计了用天平称衡方法研究量子化概念的实验。

利用现代小地震分布研究1861年辽宁普兰店东6级地震的震中位置和发震构造

1861年7月19日发生在辽宁省普兰店东的6级地震在不同目录及研究中给出的震中位置有很大差异。总结以往对此次地震震中位置的研究,大致涉及4个不同地点。本文对分布在该区的现代小震进行重新定位,结果表明,小震活动在普兰店以东地区形成明显的北西向优势分布。综合分析1861年普兰店东6级地震的主要破裂方向为北西向,受北东向金州断裂北西向普兰店长海断裂的双重控制。

声速测量实验研究

对声速测量的方法进行了理论探讨,声速测量实验的物理图像有更清楚的认识,有利于深入理解和探讨声速测量实验方法。

利用Monte Carlo方法求解线性抛物型问题(英文)

提出一种一维线性抛物型偏微分方程的温度分布函数的数值解法,数值算法是基于在空间和时间上采用紧有限差分法(CFD)得到离散化的控制方程进而利用Monte Carlo(MC)随机模拟方法求解所得的方程.通过比较由CFD方法和有限差分法(FD)得到的数值解与精确解的误差的计算结果说明了所提方法的效率和精度.

常微分方程差分周期解的几何性质

本文讨论常微分方程差分周期解的几何性质。首先讨论了隐差分解与显差分解的关系,并利用差分解的渐近展开式构造差分校正解来提高精度。然后证明了差分周期解的凸性不变性。最后提出周期解单侧逼近的判别方法,得出了差分周期解单侧逼近的条件。