感性材料与结构分析的两尺度模型

感性材料是一类仿生植物材料,是将化学能转化为机械能的高能量密度智能材料。由于感性胞元尺度小、数量多,造成含有感性材料的智能结构实验分析和数值模拟困难。本文针对感性材料驱动结构中感性胞元周期性分布的特点,建立感性材料与结构分析的两尺度模型,求解带有液体腔膨胀特征的感性胞元等效力学参数。在此基础上,结合文献[1]给出的感性材料离子传输模型,建立了基体两尺度力学分析模型与离子传输化学分析模型的耦合两尺度计算方法;进行了算例分析,数值结果验证了本文所建立的两尺度模型及其与离子传输模型耦合计算方法的正确和有效性。

基于两尺度模型的CRCP冲断区域剥落研究

为研究连续配筋混凝土路面(continuous reinforced concrete pavement,CRCP)冲断区域混凝土剥落机理,细观上采用离散元方法,宏观上采用有限元方法,基于宏观、细观两尺度模型对混凝土剥落展开研究。首先在分析混凝土剥落形成原因的基础上将剥落分为分层剥落和剪切剥落,并建立剥落力学分析模型;然后考虑水泥混凝土细观上由集料、胶凝材料及其界面组成,进行水泥混凝土抗压强度数值模拟试验,通过调试获得不同强度等级下混凝土的细观参数,以所得细观参数为基础,进行混凝土弯拉强度和抗剪强度细观数值模拟试验,得到其弹性模量、弯拉强度和抗剪强度,并将数值模拟试验结果与室内试验结果进行对比,将所得参数用于路面有限元建模和混凝土剥落机理分析;最后考虑冲断区域特点,建立CRCP宏观力学分析有限元模型,对车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下的冲断区域剥落进行研究,并对混凝土细观参数(水泥掺量、水泥强度、界面强度等)和宏观影响因素(脱空、基层模量、路基模量等)的影响进行研究。研究结果表明:细观数值模拟试验结果与室内试验结果拟合良好;车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下,剪切剥落不易发生,分层剥落较易发生;车辆荷载和外界环境作用下混凝土强度衰减、车辆超载和路基模量偏小是剥落产生的主要原因;路面设计选择材料时,适宜的集料类型及高强的水泥可有效减少剥落。

基于两尺度Bayesian网络的SAR图像分类

本文介绍了两尺度贝叶斯网络的模型构成、邻域构成,以及基于两尺度贝叶斯网络模型的图像分类理论,并且验证了该方法在SAR图像的分类中应用。实验证明两尺度贝叶斯网络的分类结果要优于单尺度贝叶斯网络和MRF—ICM的分类结果。

多尺度随机性有限元在线性椭圆问题中的应用

非均质材料的力学性能在宏观和微观的尺度上都具有一定的不确定性,通过构建数学模型来研究、预测非均质材料的力学性能具有较高的理论价值和实际工程意义,多尺度随机有限元法正是在这一宏观背景下提出.以均值化理论及两尺度模型为基础,结合随机有限元谱方法,旨在完整地模拟随机性周期分布的线性椭圆问题.模型藉由对微观尺度下对代表体元的微小摄动数值分析,求出随机参数的宏观等效值;并结合KL分解、混沌多项式展开考虑求解过程中的随机性问题,得到的数值结果和已有的蒙特卡洛方法有较高的吻合.分析结果显示出随着分析维度和阶数的提高,结果不断逼近真实解.并进一步指出,在兼顾效率和精度的情况下,一维分析时所取的维度数和阶数的极限.

基于两时间尺度模型的直升机非线性控制器设计

提出一种基于两时间尺度模型的直升机非线性控制方法.该方法利用直升机不同状态达到稳定的时间不同的特点,将直升机模型分为快速和慢速两种模型.反步控制方法和逆动力学控制方法分别被用于进行快慢两种模型控制器的设计,并在控制过程中采用了不同的控制周期.仿真结果表明,利用上述方法设计的控制器,对于阶跃变化和正弦变化的速度轨迹具有良好的跟踪效果.

利用海面全极化微波辐射获取毛细重力波谱的研究

通常利用双尺度模型计算海面微波辐射的原则是,先计算大波斜率密度函数对电磁扰动权函数的影响,再引入海面毛细重力波谱的效应.电磁扰动权函数与海面毛细重力波谱无关,而且海浪长波谱和毛细重力波谱可以根据分界波数分开计算;依据这一点,推导并获得了一个简单的计算海面微波辐射的新模型.依据该模型,海面微波辐射可以表示为电磁扰动权函数对海面曲率谱的积分,其优点是电磁扰动权函数和海面曲率谱对亮温的作用可以进行分解研究.基于该模型,进一步讨论了利用多频全极化辐射计反演海面毛细重力波谱的可行性.