圆柱型锂离子电池三维分层热耦合模型研究

圆柱型锂离子电池的电芯由电池单元卷绕形成,其中电池单元由浸润在电解液中的正负极片、隔膜以及正负极耳组成。三维平均体积模型难以分析电池内部复杂的电化学系统,对此,针对实物的三维结构建立了考虑瞬态温度变化与电化学反应间相互影响的三维分层模型。通过实验验证了模型的准确性,基于模型结果详细分析了在不同放电倍率下电池内部电流密度和极化电压等电化学特征、焦耳热及反应热的产热速率和电池内部温度分布。研究结果有助于后续电池温度一致性及热管理技术的研究。

公路交通荷载作用下分层地基的三维动响应分析

根据高速公路路基的实际情况,建立了三维分层地基模型,分别考虑了刚性路面和柔性路面的情况,利用传递矩阵法获得了置于刚性基岩上的层状地基和分层半无限地基的刚度矩阵,将车辆荷载简化为矩形均布移动荷载,利用Fourier变换方法得到了层状地基系统在交通荷载作用下的三维振动解,并用快速傅立叶逆变换方法得到了数值结果,与模型试验结果进行了比较,显示出了较好的一致性,同时分析了荷载大小、土层性状对响应结果的影响,得出了一些有意义的结论。研究结果可为路面施工设计及路基动力响应分析提供参考。

河道三维错层的水流泥沙数学模型

应用垂向坐标变换,结合水平有限元、垂向有限差分的分层方法建立了河道拟三维水流泥沙数学模型.对过流断面变化剧烈的河段提出了错层计算方法,弥补了同层网格垂向落差较大的分层模型缺陷.利用水流泥沙理论解对模型计算结果进行了验证.采用该模型对海河下游河段穿河隧道施工过程中主体隧道悬浮于主流区时的水流泥沙情况进行了数值模拟,流速模拟结果与半理论半经验公式估算结果基本一致,为明渠流和河道中悬浮建筑物下压力流的混合计算提供了一种新的计算方法,拓展了三维分层水流泥沙数学模型的应用空间.

强潮海湾温排水三维数值模拟

温排水排入海湾后,温差所产生的浮力效应,温排水趋于海水上层运移,随潮流的运动在呈现涨落分布。本文采用三维分层σ坐标斜压模型进行海湾流场和温排水温度场扩散的计算,通过分析温升场的平面温度和垂向温度分布,了解温排水对海湾温升的影响以及强潮海湾三维温排水的特点。

雪雕模型的离散处理及基本单元位置优化

通过MATLAB对雪雕三维模型做等高分层离散处理,获得模型上一系列高度的二维模型切面,依据此切面将雪砖堆积构建成雪雕;为了使雪雕最大限度地逼近原模型,根据雪雕相似度(误差面积)提出雪砖填充优化策略.通过机器人模型搭建试验验证等高分层及优化策略的可行性和有效性.

Z坐标系下分层三维水流数学模型研究

建立了z坐标系下分层三维水流数学模型,避开了在地形突变变换下水平压力梯度计算较大的困难。在任意三角形网格中,通过剖开算子法,将方程剖分为不同子算子,用各自适应的数值解法进行求解。潜坝及斜槽水流的计算结果与实验结果吻合较好,而基于变换的Delft3D模型计算值与试验值相差较大,因此本文的z坐标分层数学模型可以用来计算包括地形突变的三维水流,并具有较高的精度。

基于三维分层图模型的复杂情况下多运动目标跟踪

复杂情况下的多运动目标跟踪是视频监控中的关键问题,在多目标运动中相互遮挡时二维视觉信息容易丢失而造成无法准确跟踪识别目标。本文采用kinect摄像机获取三维视觉信息,从节点、边、空间结构三个层次上建立目标的三维分层图模型表征目标的三维特征,并在每层进行通过视频帧间的匹配从而获得三维分层图模型匹配结果,并根据匹配结果先初步分析目标跟踪情况,如发生遮挡则通过遮挡区域聚类块与三维分层图模型中各特征匹配确定其匹配结果,从而得到多运动目标在复杂运动情况中的跟踪结果。实验表明,在实验室kinect拍摄的视频序列上当目标出现遮挡等复杂情况,也能取得较好的跟踪结果,在实验视频中比经典方法的跟踪总体性能指标改善约3%,说明本方法能较好地实现复杂情况下的多运动目标跟踪。

海河隧道工程防洪影响分析

海河隧道线路全长2 303.4 m,其中主河道沉管段长240 m,沉管断面宽度37.4 m,高9.8 m,共设置两节,每节120 m。河道沉管段采用水中沉管法施工。管段安装会对河道的防洪安全产生较大的影响,故须对河段的水沙条件有严格的要求。本文采用三维分层水流泥沙数学模型,通过错层处理,较好地解决了同层网格产生急剧变化,在突变点处隔层网格物理量的影响远大于层间网格的影响问题。对隧道管段悬浮状态、沉放过程中的过流能力、水流流态和河段水流泥沙运移规律进行了深入分析,提出管段对河段水沙的影响程度及解决措施。本研究拓展了三维分层水流泥沙数学模型的应用范围,为保证工程施工安全提供了理论基础。