基于IAHP-CRITIC二维云模型的舰船电力系统韧性评价

舰船电力系统是舰船正常运行的关键,具有高度的复杂性和模糊性,导致难以对其韧性做出准确、客观地评价。对此,基于对舰船电力系统主要任务的分析,对舰船电力系统韧性评价指标体系进行构建,采用区间层次分析法(interval analytic hierarchy process,IAHP)和层间相关性准则重要性法(criteria importance though intercrieria correlation,CRITIC)分别求解评价指标体系的主、客观权重,并运用改进博弈论方法确定组合权重,降低权重计算的主观性和随机性。结合二维云模型从防御能力和恢复能力两个维度对舰船电力系统韧性进行评价,更为全面、客观地反映舰船电力系统韧性。示例表明,所提方法能够有效解决舰船电力系统韧性评价中的随机性和不确定性问题,有利于得到更为准确、客观的评价结果。

考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正

针对航空发动机建模过程中普遍存在的精确度和计算效率难以同时满足的问题,提出了一种考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正方法。分别建立航空发动机转子和机匣的三维有限元模型,并运用薄层单元来模拟转子轮盘间的端齿接触以及机匣间的螺栓接触界面;基于固定界面模态综合法,对模型进行降维处理,保留接触界面和支承位置处的关键主节点,分别得到转子和机匣的降维模型;运用灵敏度方法,结合转子模态试验和机匣模态试验的结果,对转子和机匣降维模型中的接触刚度进行修正;将修正后的转子降维模型和机匣降维模型进行组装,得到航空发动机模拟整机模型。开展模拟整机模态试验,将修正后的模拟整机模型的计算结果与试验数据进行对比。结果表明,修正后的模型前两阶弯曲模态频率误差控制在1.22%以内,且以Matlab软件为计算平台,进行了五次迭代修正计算,平均每次计算时长仅为2.1 s,验证了所提方法的准确性和高效性。研究结果为航空发动机建模及修正提供了一种新的有效手段,在满足了航空发动机模拟整机修正精度的同时,显著提高了模型修正的计算效率。

基于二维超声图像特征的预测模型及评分系统诊断早期子宫内膜癌的临床价值

目的基于二维超声图像特征构建早期子宫内膜癌(EC)预测模型及评分系统,并探讨其临床应用价值。方法选取我院经病理证实的子宫内膜病变患者475例,其中良性组355例,早期EC组120例,依据7∶3比例随机分为训练集(333例)和验证集(142例),记录患者临床资料、二维超声及血清肿瘤标志物检测结果,比较训练集中良性组与早期EC组上述参数的差异;采用多因素Logistic回归分析筛选预测早期EC的独立危险因素,以此构建预测模型,并根据模型中各变量的回归系数赋值构建评分系统。绘制受试者工作特征(ROC)曲线评估预测模型和评分系统的区分度,采用Hosmer-Lemeshow拟合优度检验评估预测模型的校准度,并进行内部验证。结果训练集中良性组与早期EC组阴道流血、阴道流液、绝经、糖尿病、高血压占比,以及内膜厚度、宫腔积液、内膜与肌层分界、血流情况、血清人附睾蛋白4、糖类抗原125、糖类抗原199、糖类抗原50比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。Logistic回归分析显示,阴道流血、绝经、内膜厚度、宫腔积液、内膜与肌层分界、血流情况均为预测早期EC的独立危险因素(均P<0.05),以此构建早期EC的预测模型及评分系统。ROC曲线分析显示,预测模型、评分系统在训练集和验证集的区分度均良好,曲线下面积分别为0.935(95%可信区间:0.903~0.966)、0.914(95%可信区间:0.874~0.954)和0.909(95%可信区间:0.848~0.969)、0.830(95%可信区间:0.750~0.911);Hosmer-Lemeshow拟合优度检验显示,预测模型在训练集和验证集的校准度均良好(χ^(2)=3.876、2.849,P=0.868、0.943)。预测模型与评分系统在训练集和验证集的曲线下面积比较差异均无统计学意义。结论基于二维超声图像特征构建的预测模型及评分系统对早期EC有良好的诊断效能,可为临床早期诊治提供依据。

基于POD降阶模型的立面二维水库水温分层模拟研究

为了探究水库水温分层规律及演化过程,文中建立了水库立面二维水温数学模型,利用ANSYS Fluent软件模拟研究了水库水体温度场分布及变化过程特征。利用本征正交分解法(POD)建立降阶模型对水库水体温度场数据进行降阶处理,选择合适的模态阶数,重构出准确的温度场分布。数值模拟结果表明模型水库在一年内水温呈周期性变化,由于受到夏季高温与高强度太阳辐射影响,水库在8月进入稳定分层阶段,垂向最大温差可达13℃;进入冬季后表层水温降低,分层现象被打破,水库整体趋于同温;POD分解所得模态所含能量信息随模态阶数增大而减小,选择合适的模态阶数即可实现温度场的高精度重构,从而实现数据的简化。

二维水动力模型在渭河防洪评价中的应用

二维水动力模型可以模拟水体在自然和人工水系统中的演进,应用越来越广泛。通过对渭河岐山县岐星段进行实地查勘、大断面测量,利用无人机倾斜摄影系统进行数据采集,生成立体模型、DEM数字高程模型并绘制1∶500地形图。根据历史资料进行河势演变分析,利用曼宁公式、二维水动力数学模型进行洪水分析计算,并对计算结果分析比较。二维模型考虑了沿程的水位变化、能量传递、弯道的能量耗散,整治工程实施后,工程河段100 a一遇洪水二维水动力模型计算水位比实施前上升0.10~0.48 m。

二维点阵超结构材料的弯曲变形及其连续统模型

由梁或杆等结构单元组成的二维点阵超结构材料广泛应用于不同的技术领域,其重要的特点是通过单胞结构的设计可以显示许多传统材料不具备的独特力学行为.本文简要综述此类材料弯曲变形研究的近期进展,着重聚焦于非常规的弯曲模式和主导机制以及相应的连续统理论模型,并对所面临的主要问题和挑战作了展望.

基于二维云模型的进近管制系统安全风险评估

进近管制系统的安全运行是确保民航运输安全的关键。安全风险评估是风险管理的基础,其可以提升安全风险管理效率,提高系统整体运行的安全性。同时考虑安全风险因素和安全风险事件,从管制员风险、设备风险、气象环境风险、管制环境风险和管理风险等5大方面建立进近管制系统安全风险评估指标体系;通过二维云模型得到某进近管制系统的安全风险等级为Ⅲ级并与一维云模型对比,证明评估模型具有有效性。将组合赋权的方法与改进的层次分析法和CRITIC法作对比分析,结果表明:组合赋权的方法不仅减少了主观随意性,还中和了主客观权重的不足;使用组合赋权-二维云模型进行进近管制系统安全风险评估结果更加准确。

考虑不同水流交换模式的城市洪涝一维二维双向耦合模型

为准确模拟城市洪涝过程,以地表二维流动模型和SWMM一维管流模型为基础,同时考虑地表径流与地下管流交换的3种模式,构建了城市地表与地下管流双向耦合的水动力学模型。采用水槽试验算例和理论算例对耦合模型进行验证,并将耦合模型应用到英国Glasgow城市街区,分析排水管网和不同地表地下水流交换模式对城市洪涝过程的影响。结果表明:模型在试验算例和理论算例的模拟中均具有较好的精度和可靠性,模型能够准确地模拟具有排水管网的城市洪涝演进过程;与无排水系统相比,检查井简化法、雨水口法和雨水口-检查井法3种水流交换模式下Glasgow城市街区模拟的最大淹没面积分别减少9.3%、23.2%和24.5%,其中对重度积水的消减作用更显著,淹没面积分别减少43.6%、79.9%和80.9%;检查井简化法的消减作用要远小于雨水口法和雨水口-检查井法,后两者差异较小。雨水口法和雨水口-检查井法比较符合实际情况,且雨水口-检查井法的计算效率更高更简单,因此,在城市洪涝模拟中采用雨水口-检查井法考虑地表径流与地下管流交换过程更符合实际。

应用不同紊流模型的二维横向射流传热数值模拟研究

为了研究紊流横向射流的流动与传热特征 ,基于控制容积法和协调一致的求解压力耦合方程的半隐方法 (SIMPLEC) ,应用标准k ε模型、重整化群 (RNG)k ε模型和易实现的 (Realizable)k ε模型 ,对射流与主流动量通量比为 0 .5～ 10 0的二维横向射流传热进行了数值模拟 .通过考察二维横向射流的平均流动和紊流特性 ,分析了回流区对射流下游壁面换热的影响 ,从流动机理角度解释了壁面换热峰值点位于重接触点近上游的现象 ,并结合横向射流特征讨论了 3种紊流模型的优劣 .计算结果表明 ,RNGk ε和Realizablek ε模型 ,尤其是Realizablek ε模型的预测值比标准k ε模型的预测值更为准确 .

乙烯裂解炉管内流动反应历程的数值模拟(Ⅰ)二维流动反应数学模型的建立

In the present paper,a two-dimensional flow-reaction mathematical model is developed by integrating a deliberate kinetic and coking model with the k-ε turbulence model and heat transfer model that contains the conduction within the laminar layer near the tubular wall. Numerical simulation on a naphtha cracker and an ethane cracker in Yanshan Petrochemical company utilizing the developed flow-reaction model showed that the predicted exit composition is in agreement with the production data. Reasonable distributions of some product yields and engineering parameters are also obtained in the radial and axial directions. This suggests that the established flow-reaction model can be used for performance simulation in commercial tubular reactor of steam crackers.

二维弹性动脉瘤模型的血液动力学数值模拟与分析

本研究的目的在于探讨血液动力学参数对于动脉瘤形成、生长以及破裂的影响。从医学影像学图像出发,进行二维弹性动脉瘤模型的血液动力学数值模拟。将其结果与刚性动脉瘤结果在速度矢量场和切应力分布上进行对比,发现两者存在较大差异。主要表现在几个截面的速度分布有较大差异,其中一个出口的速度分布明显偏心,这将影响壁面的应力分布以及管壁物质交换。弹性和刚性模拟沿瘤壁的壁面切应力分布曲线走势基本相似,所不同的是两者的切应力数值特别是在瘤颈附近存在较大差异。通过分析阐明弹性壁模型更加符合临床与病理生理实际。研究结果对于分析动脉瘤形成、生长破裂以及预后有重要的临床应用价值。

岩体渗流模拟的二维随机裂隙网络模型

基于裂隙的走向、迹长、间距和张开度的统计特征,应用Monte Carlo方法随机生成裂隙网络系统.依据裂隙网络交叉点处的流量守恒原理,推导了裂隙岩体网络渗流数学模型,并提出模型的求解方法,通过一个算例验证了模型的合理性.此外,讨论了裂隙岩体渗流场随裂隙张开度均值和方差的变化规律,确定了模型的适用范围,为裂隙岩体渗流场的模拟提供了一种方法.

引水工程复杂水流的二、三维嵌套数值模拟

建立宽浅河道与管道水流的二、三维嵌套的数学模型,对基本的控制方程、方程的数值离散格式和求解方法、嵌套连接和初始边界条件等问题进行研究。利用上述方法对某工程实例进行计算,在宽广水域上给出了水力要素的平面分布,在复杂边界强三维流动的计算区域得到其三维运动特性。计算结果与实验资料进行了比较,两者吻合较好,说明嵌套连接的二、三维数学模型是解决某些实际工程问题的一种可靠的和有效的工具。

二维稳态河流水质模型的河岸镜像问题及其计算机模拟研究

基于二维稳态河流水质模型的河岸镜像问题 ,采用计算机模拟河流污染带的方法 ,对一侧镜像模型和两侧镜像模型进行了分析讨论。根据湖南省澧水某段枯水期的水文参数 ,对一侧镜像模型和两侧镜像模型的污染带进行了模拟 ,发现一侧镜像模型由于忽略了一个虚源而使河流中污染物的浓度分布产生较大的误差 ,从而导致污染带异常 ;而两侧镜像模型考虑了河岸两侧的两个镜像虚源 ,从而很好的反映河流中的污染物浓度分布。因此在河流水质预测评价过程中 ,应采用两侧镜像的二维水质模型。

地下水流二维、准三维及三维模型模拟结果比较

本文为三种简单的由多个含水层和弱透水层组成的越流含水系统建立了二维、准三维和三维数学模型,并对它们的解进行了比较分析。三种水流系统的二维、准三维及三维数学模型计算结果相互间的偏差随抽水时间的延长而增大,随井距的增大而减小;二维与准三维数学模型计算结果间的偏差随弱透水层越流系数的减小而减小;两种准三维数学模型计算结果间的偏差随抽水含水层与弱透水层间贮水系数比值的增大而减小;考虑弱透水层弹性释水的准三维模型与三维模型的解最为接近,它们之间的水头差当贮水系数比值一定时,随抽水含水层与弱透水层间渗透系数比值增大而减小,且随各向异性比值的增大而增大。

黄河下游河床纵向与横向变形的数值模拟——I二维混合模型的建立

提出了黄河下游滩岸冲刷问题的严重性，评述了河床横向变形模拟技术和河床变形混合模型的研究现状，并指出现有模型不适用于黄河下游的河床变形计算。将平面二维水沙数学模型与粘性河岸冲刷模型结合。建立了河床变形的平面二维混合模型。采用多种改进措施后，该模型能同时模拟天然河道的纵向与横向变形，尤其适用于河床纵横向变化都十分剧烈的黄河下游。

土石混合体二维细观结构模型的建立与数值流形法模拟

作为常见的岩土工程材料,对土石混合体的数值模拟能为工程建设提供直接依据。土石混合体的数值模拟包含建模和仿真阶段。在建模阶段,提出了基于石氏接触理论的背景网格-EAB块石投放算法,新的算法避免了块石的反复投放与块石间重叠判定,提高了块石投放建模的效率。在数值仿真阶段,将数值流形法(NMM)应用到二维土石混合体的模拟中,对二维土石混合体的计算模型进行了适应性的简化,通过对每个块石生成单独的数学覆盖,为土体建立统一的数学覆盖,建立了适用于土石混合体的计算模型,该模型可用于模拟填石等散体系统和连续介质共同作用。最后,通过对二维土石混合体试件进行压缩试验的算例,展现了围压对于土石混合体峰值抗压强度的影响,以及土石错动对于土石混合体抗压强度演化的影响,验证了该计算模型在模拟散体系统与连续介质共同作用时的有效性和适用性。

黄河河口二维泥沙有限元数学模型及应用(Ⅱ)——潮流和泥沙输运沉积过程模拟分析

利用多沙黄河河口潮波平面二维泥沙数学模型,通过典型时刻近海海区潮汐、河口口门河道、河海流场、含沙量、河床变形和海底等值线等图形对入海河口海域潮汐和潮流海洋动力特性、入海泥沙运动扩散输移规律、河口拦门沙形状、形成过程、泥沙冲淤和海底地形变化进行了分析,这些都与实测资料和遥感图像的分析基本一致。

二维非恒定流洪水演进模拟模型开发及应用

简要分析了目前二维洪水淹没模拟的研究进展,基于流域20m DEM数据和实测流量资料,利用二维洪水淹没模拟模型对北京雁栖河下游河道在设定频率下洪水淹没情况进行了模拟,采用Nash-Sutcliffe系数对模型模拟水位结果进行了验证,结合G IS技术对模拟范围、模拟水深、淹没土地进行了分析。结果表明,模型模拟水位误差在0.235m左右,Nash-Sutcliffe系数为0.78,模拟结果可靠。该模型系统能为洪水风险图绘制、洪泛区管理、洪灾损失评价等提供强有力的技术支撑。

二维泊松过程的数值模拟及其在道路模型中的应用

提出了二维泊松过程的数值模拟模型，在微机上实现了数值模拟并进行了检验；把该方法应用于二维泊松滤波过程道路模型的模拟，比较好地表现了道路表面的起伏形状和与ＩＳＯ案相近的道路谱。证明了所提方法及模型的可行性和实用性。