低速冲击损伤后FML的剩余拉伸强度数值模拟研究

纤维金属层合板(FML)结合了复合材料与金属材料各自的优异性能,逐渐被用于汽车、飞机等交通工具的轻量化结构。然而,低速冲击后结构会存在损伤,尤其是复合材料内部复杂损伤,严重影响FML的剩余拉伸强度。因此深入探索冲击损伤后FML的剩余拉伸强度具有非常重大的工程意义。本文首先建立FML的低速冲击以及准静态拉伸有限元数值模型,并通过低速冲击/拉伸试验,对FML冲击与拉伸数值模型的准确性与可靠性进行了验证。随后借助有限元重启动技术,建立了FML的冲击-分离-拉伸一体化数值模型,对不同冲击工况下FML的剩余拉伸强度进行了数值模拟研究,进一步总结了FML冲击损伤后的剩余拉伸强度规律。最后基于冲击后的当量化模型研究了FML的剩余拉伸强度,并与一体化数值模型结果进行对比,验证了当量化分析方法的准确性,可以节约计算成本并提高研究效率。

利用低频信息改善地震成像质量

地震勘探中的地震波频率范围一般为0～80Hz。由于大地的吸收及高速地层的影响,地震波在传播过程中的高、低频率成分衰减程度存在较大差异。通常,地震波的高频成分衰减严重,低频信息保留相对完整。在模型论证的前提下,研究了利用地震低频信息改进深层速度精度与提高高速层下伏地层成像质量的方法,并应用实际资料的处理进行了验证。研究表明,地震低频信息比高频信息具有更高的抗屏蔽及吸收能力,利用地震低频信息能够提高深层速度的精度和成像质量。

基于DTM的溃坝风险图编制技术

溃坝洪水风险图对于制定区域防洪应急预案、进行溃坝洪水风险分析是十分必要的.利用BREACH模拟溃口,采用无结构网格有限体积法进行二维溃坝洪水演进计算,利用TIN模型将计算结果可视化,制作成水深风险图、流速风险图、淹没历时风险图、洪水到达时间风险图,并对风险图进行了空间分析.本文充分利用了G IS对空间数据以及空间数据和属性数据联合分析的功能,对溃坝洪水风险图制作的基本原理和方法进行了探讨,并应用于沙河集水库大坝溃坝模拟,具有较强的实用价值.

断陷湖盆陡坡带砂砾岩体构造恢复与内幕旋回划分——车镇凹陷北部陡坡带中浅层近岸扇体实例

车镇凹陷北部陡坡带中浅层近岸扇体埋藏浅,储集性能好,勘探的关键问题是准确落实构造形态和识别有利盖层发育位置。本文通过对中浅层近岸扇体进行正演模拟,剖析了速度陷阱产生的原因,理清了地震反射与实际地层之间的定量对应关系;结合构造变速成图技术,完成了砂砾岩体构造的恢复;采用井震时频分析精细划分扇体内幕旋回,进一步明确了有利盖层的层序特征。应用此方法的结果表明:变速成图后构造圈闭更加落实,井震时频分析技术可有效指导砂砾岩体内幕旋回的划分,确定有利盖层发育位置。

3-UPS/PU型飞行模拟器驱动平台基于模拟性能的尺度综合方法

研究了一种三自由度飞行模拟器驱动平台的尺度综合方法。该驱动平台由动平台、静平台、3条UPS无约束主动支链和1条PU恰约束从动支链组成,并提出从动支链由气动支撑单元构成,通过压缩气体承载主要负载,以提高驱动平台的模拟性能。基于Rayleigh商和向量的性质,提出了基于向量2范数的模拟性能评价指标,通过单调性分析讨论了各尺度参数对驱动平台刚度、操作性能和模拟性能的影响规律,并通过该影响规律寻求评价函数的最优解。最后通过算例验证了该方法的有效性。

基于谱分析与RC梁桥检验的脉冲型近场地震动强度度量指标

近场地震动和远离震源地区的地震地面运动存在显著区别,速度脉冲是其造成巨大震害后果的主要因素之一,有必要深入研究近场速度脉冲破坏能力的合理度量指标。在既有脉冲模拟模型的基础上,引入一种采用三角函数叠加不同比例高频分量的速度脉冲模拟模型,考虑地震下结构的累积能量和瞬时能量需求,以强度和能量为指标,对近断层地震的速度脉冲效应进行单自由度(SDOF)体系的谱分析,对不同脉冲参数下结构地震响应的影响程度进行定量对比。结果表明:同类脉冲下,累积输入能量受高频地震分量影响明显,而瞬时输入能量则主要取决于速度脉冲的自有强度,脉冲持时与结构自振周期之比、脉冲峰值是决定结构地震响应的最主要因素,从而构建表征速度脉冲强度的度量指标,并采用14条包含典型脉冲的近场地震记录为输入,以一座五跨连续梁桥为算例验证该指标的合理性。

浅海环境水声传播数据实测与仿真分析

搭建了一套水下录音记录系统,在复杂浅海环境进行了水声数据采集实验;对于水声采集数据进行了距离、频率谱分析,利用MIT开发的声学计算程序OASES针对声场进行了仿真分析。通过模拟结果和实测结果的比较,优化调整仿真程序的环境参数,分析发现影响声场分布的主要因素为沉积层压缩波声速与声源深度。通过这种方式,优化了仿真软件的环境参数,初步建立了比较准确的浅海水声环境仿真模型,取得了预期实验效果。

3UPS-RPR并联机构的静力学分析

由于3UPS-RPR并联机构中间是一条RPR摆动支链,存在较大的工作空间与机构体积比,为了提高其力学灵敏度,进而提高其工作精度,对其进行静力学研究.采用闭环矢量法建立了该机构的逆位置模型,得到了逆位置解析解;在此基础上,运用反螺旋方法求得了该机构的完整雅可比矩阵;由虚功原理得到机构的输入与输出之间完整的力映射模型,建立静力学评价指标;最后,对力传递性能进行仿真,综合评估,得到机构优选的静动平台半径比λ在3~5之间,末端位姿参数α范围-0.5~0.5 rad,为机构后续静刚度分析和尺度综合奠定了基础.

最佳鳃片倾斜角下分离鳃内部流场的数值模拟

采用均匀试验设计理论对鳃片倾斜角α与β进行数值模拟方案的设计,通过采用Fluent软件中的欧拉模型,以鳃片3上表面的泥沙速度作为考核指标,对不同鳃片倾斜角下的分离鳃速度流场进行模拟。运用投影寻踪回归分析法(PPR)对数值计算结果进行了分析,得出鳃片β倾斜角对分离鳃水沙分离效果影响是最大的,其次是鳃片α倾斜角的影响;当鳃片倾斜角的组合为α=60°与β=45°时,分离鳃中的速度流场有利于水沙的快速分离且水沙分离效果最佳。

冷藏陈列柜风幕卷吸特性的数值分析

应用数值方法分别对不同射流速度分布(均匀分布、2种线性分布和抛物型分布)的垂直冷风幕的卷吸特性进行了研究,对体积卷吸率、温度分布及热卷吸系数进行了分析比较.结果表明,速度分布对风幕的卷吸特性有着重要影响,内侧较大的线性速度分布是其中性能最优的,对外部空气的卷吸量最小,对柜内空气的卷吸量最大.因此,在保证柜内温度的前提下,通过在出风口设置合适的整流装置,使外侧速度尽可能减小,可以显著降低对外界空气的卷吸,从而减小冷藏陈列柜的热负荷.

城镇化背景下中小流域洪水风险研究——以厦门市东西溪流域为例

[目的]以厦门市东西溪流域为例,对城镇化背景下中小流域洪水风险进行评价和研究,为该区有效实施防洪减灾措施提供参考依据。[方法]以GIS空间分析作支持,将暴雨洪水频率分析与平原区洪水淹没模拟计算相结合,基于MIKE21平面二维水动力学模型进行洪水风险分析,对研究区洪水风险程度以及淹没状况进行模拟计算。[结果]绘制出厦门市东西溪流域动态洪水风险图,并根据洪水淹没区内的土地利用等因素的变化等实际情况,调整不同频率洪水淹没范围,实现东西溪流域洪水风险图的实时动态更新。[结论]研究区洪灾风险主要分布在东溪、西溪、汀溪等主干流河段,总体上呈现随着洪水重现期增大,灾害风险由上游向下游,由近岸向远岸不断扩大的趋势。

产品多领域协同设计过程建模及仿真

随着产品功能和结构的日趋复杂,产品多领域协同设计成为必然。针对产品多领域协同设计过程的多领域性、层次性、协同性等特性,基于活动理论,参考活动网络图建模方法和协同工作建模方法(MCM),提出并建立了基于活动的协同关联图(Cooperating Correlative Map Base on Activity,CCM_A)过程建模方法。借鉴HLA高层结构体系的构建理念,建立了相应的层次仿真体系和仿真机制;结合新型自驱动式电缆牵引机设计实例,进行了基于CCM_A的多领域协同设计过程建模及仿真应用,通过仿真结果分析,对过程模型提出改进措施。

地图代数在洪水淹没模拟与分析中的应用

扩展了地图代数系统的功能 ,提出了运用地图代数进行洪水淹没模拟与分析的方法 ,建立了洪水淹没模型 。

人-车-桥耦合系统振动分析及乘客舒适度评价

基于8自由度人椅动力学模型和31自由度车辆模型建立人-车-桥耦合系统,车辆与轨道桥梁通过轮轨接触力及位移协调条件耦合,建立人-车-桥耦合振动方程,采用Newmark-β法对方程组进行求解。对国产300 km/h动力分散式列车的过桥行走过程进行分析,采用乘坐舒适度指标对人体振动舒适性进行评价,并讨论了轨道不平顺等级、车速、乘客数量以及乘客位置对人体舒适程度的影响。

航天器相对运动姿轨耦合特性研究

近距离复杂操作过程中航天器相对运动姿轨之间存在耦合,准确分析耦合特性是精准控制系统设计的前提。利用基于对偶四元数得到的航天器相对运动一体化模型,采用参数分析法研究了姿轨耦合特性。首先分析了模型中的耦合项,明确了耦合产生的物理成因,确定了关键耦合参数;之后逐次改变各个参数,联合一体化动力学模型进行求解,获得耦合对航天器相对运动的定量影响。结果表明,推力偏心所产生的附加力矩和重力梯度力矩是产生相对姿轨耦合的主要成因,绝对姿态运动比相对姿态运动对相对轨道的影响更加明显,形成的姿轨耦合特性更为复杂。研究结果可为相对姿轨协同控制系统设计提供参考。

基于改进最优速度的车辆跟驰模型及数值模拟

为了克服传统最优速度模型(OVM)单一考虑车间距对最优速度影响的不足,在同时考虑跟驰车与前导车之间的车间距和相对速度对后车跟驰行为影响的基础上,提出一种基于改进最优速度的车辆跟驰模型。通过对模型线性稳定性分析,得到改进模型的稳定性条件,并与OV模型进行比较,发现改进模型的稳定区域显著增加。最后对改进模型进行数值仿真,结果表明基于改进最优速度的车辆跟驰模型能明显增强交通流的稳定性。

一种基于改进优化速度函数的跟驰模型及仿真研究

在全速度差(FVD)模型的基础上,提出一种基于改进优化速度函数的跟驰模型。在改进模型中,优化速度函数除了考虑车间距和速度差的影响外,还进一步利用了前导车的加速度信息以提高交通流的稳定性。利用小振幅扰动法对模型进行线性稳定性分析,得到了模型的稳定性条件。最后与FVD模型进行比较,发现改进模型中自由流稳定的灵敏度系数临界值变小,稳定区域有明显增加。数值模拟结果表明,基于改进优化速度函数的跟驰模型能有效抑制交通流的堵塞。

渐消自适应Unscented粒子滤波及其在组合导航中的应用

提出一种新的渐消自适应Unscented粒子滤波算法,通过Sigma点来获取状态估值和协方差阵,利用渐消因子自适应的调节权值大小,得到一种参数可调节的重要性密度函数。该重要性密度函数考虑了最新量测的影响,更合理地利用有效信息,保证了粒子多样性,使滤波性能明显改善,能更好地解决非线性非高斯系统模型的滤波问题。将提出的算法应用于SINS/SAR组合导航系统中,与扩展Kalman滤波和渐消自适应扩展Kalman滤波比较,仿真结果表明,提出的滤波算法能提高导航解算的精度,其性能明显优于扩展Kalman滤波和渐消自适应扩展Kalman滤波。

最优速度模型交通流碳排放建模与仿真

为了分析交通流在稳定状态和非稳定状态下的交通排放特性,基于最优速度交通流跟驰理论和连续控制系统稳定性理论,推导系统的稳定性条件;对连续交通流模型进行离散化分析,得到其离散表达式;建立车辆运动与典型CO2排放之间的计算式;对稳定交通流和非稳定交通流情况下交通排放分别进行了仿真,得到交通流稳定性对交通排放的影响情况:在稳定交通流下,扰动对交通排放的影响较小;而对非稳定交通流,交通排放随扰动呈周期性变化。

10kW直驱型风力机整机数值模拟分析

基于SIMPLE算法,采用RNG k-ε湍流模型,结合有限体积法对流场的控制方程进行离散,运用ANSYS Workbench软件中的CFX模块和Static Structure模块进行流固耦合模拟,在考虑风力机机舱与塔架的影响下对风力机整机在4种不同风速下的流场特性和风力机运行过程中结构的应力应变进行模拟仿真,与无机舱和塔架情况下的流场特性进行了对比。结果表明:机舱和塔架的存在对流场的特性有明显的影响;叶片的风压分布在叶尖部位比较明显;风力机整机最大应力集中在叶片上距叶根2/3处;在风速增加的情况下,叶根与轮毂连接处的应力有比较明显的增加。