基于功率流有限元法的涡旋压缩机振动特性研究

针对涡旋压缩机内部振动传递路径复杂,采用传统的传递函数法往往不能真实地描述振动产生与传递的本质问题,引入功率流有限元法从能量角度分析振动传递特性,进行涡旋压缩机内部振动产生、传递与空间分布的可视化研究。在分析涡旋压缩机的动力拓扑关系基础上建立激励源,提取与振动响应模型并进行仿真分析;利用实体试验和响应分析结果对比进行模型有效性分析;在验证后的模型上定义8个能量输出面,分析谐波与激励作用下上支撑和下支撑的振动能量传递特性,并且计算节点的功率流矢量确定振源的空间分布。结果表明,涡旋压缩机曲轴在运转到280°时,振动频率在1 000 Hz与1 890 Hz时振动能量传递率较高,上支撑能量分布均匀并集于自身,下支撑能量集中于支脚并向外传递。研究方法和研究成果对于涡旋压缩机振动分布及传递、振动控制和优化设计等方面具有一定借鉴意义。

功率流有限元法结果分析辐射噪声

使用“功率流有限元法”(PFFEM)分析结果发展声辐射预测程序。“功率流有限元法”是一种预测任意形状结构中高频振动能量密度和强度的新方法,而边界元法可用于声辐射预测。两者结合可以进一步计算远场辐射声压。用此程序,对水下复杂结构—点力激励下潜艇的振动和声辐射特性进行了预测,获得了良好效果。

基于功率流有限元方法的异形薄板能量密度求解

在机械工程中,对结构在不同频率激励下的振动响应进行分析预测具有重要的意义。功率流有限元法以其适用频率范围较广,可得到结构响应的细节信息等优点成为振动分析领域的研究热点。利用功率流有限元方法对薄板的弯曲波能量密度进行了求解,使用加权残差法导出了薄板单元节点的能量密度残差,利用线性四边形网格对薄板进行网格划分并在此基础上建立了单元的有限元方程,进一步地通过对单元有限元方程的组装和求解得到了薄板上各个节点处的能量密度响应,引入线性三角形网格以处理复杂形状薄板能量密度的求解,对使用功率流有限元方法求解任意形状薄板上的能量密度分布问题具有一定意义。

有限元功率流落差计算方法研究

给出基于有限元法的各种力学构件如隔振器、梁、板及其组合结构有限元功率流计算公式。通过对板梁组合结构有限元功率流落差与振级落差计算,研究两种评价方法的优缺点。研究表明,减振设计中应综合关注振级落差与功率流落差,协调降低,这样才能获得较佳的系统减振效果。

基于有限元功率流的螺旋桨-轴系-船体耦合振动特性研究

螺旋桨推进轴系的纵向振动是船体艉部振动噪音的重要来源。推力轴承主要承受轴向推力,其动态性能直接影响船体艉部耦合振动。针对推进轴系纵向振动与船体艉部耦合振动,应用雷诺方程计算推力块4种工况下的油膜动力特性,建立轴系-基座-船体耦合系统有限元模型,运用有限元功率流方法分析推力轴承对系统振动影响,以此为基础探讨了流经传递路径的功率流与系统水下辐射噪声之间的关联。研究表明,推力轴承的动态特性会对流入各轴承的功率流产生影响,导致系统耦合振动发生相应的变化。

基于有限元功率流的L型板振动传递特性

基于有限元功率流理论,对L型板振动传递特性进行研究。对比导纳功率流法计算得到的输入功率和传递功率,两者计算结果吻合得比较好,证明方法是可行、准确的。提出了评价L型板振动传递的指标功率流传递率,从而定量描述L型板通过耦合边传递振动的能力。同时,给出功率流云图,直观得到能量在L型板中流动情况,并将功率流可视化技术应用到复杂的舱段结构中。本文处理方法对工程实际中复杂结构具有一定的通用性,可以为结构振动控制设计阶段提供一定的帮助。

基于有限元功率流的桥梁-承轨台轨道结构振动特性研究

用功率流理论从能量的角度研究轨道结构的振动特性,它兼顾了力和速度的相位关系,比传统的以力、位移、加速度和速度等单个指标来衡量振动特性更具有综合性。建立了桥梁-承轨台轨道有限元模型,对其进行谐响应分析,从而得到输入钢轨和承轨台的总功率流,进而评价其振动特性。改变扣件的刚度和阻尼,研究扣件参数的改变对于钢轨和承轨台输入总功率流的影响。

耦合结构中的功率流有限元法

基于杆和梁结构中的功率流有限元基本方程 ,提出了将功率流有限元法应用于耦合杆、梁结构中耦合点处节点和单元的具体处理方法 ,得到了耦合矩阵 .进一步将功率流有限元法应用于具有任意耦合角度的复合框架耦合结构 ,得到了结构内弯曲波和纵向波的能量分布以及能汇点 。

基于功率流分析的结构声优化研究

功率流有限元法是分析复杂结构振动能量密度和强度的有效方法。在文中,结合边界元声学方程,将法向功率流定义为目标函数进行结构噪声问题研究。在数值分析中,用遗传算法对一加肋板结构进行了优化计算分析。计算结果验证了该方法的可行性和有效性。

液压管路振动功率流传递路径分析

随着压力体制的不断提高,具有复杂空间构型的工程机械设备液压管路系统振动模态更丰富、振动频域范围更宽,振动机理极为复杂。根据液压管路系统链式结构,利用有限元功率流法对液压管路系统的振动能量传递过程进行深入研究,并对管路系统输入点进行激励分析。通过MATLAB编程求解和ABAQUS有限元动力仿真分析,得到液压管路系统振动能量的传递情况,辨识振动能量的主要传递路径,最后通过实验验证仿真的准确性,为传递路径分析提供依据。

功率流理论在无砟轨道振动研究中的应用

为研究无砟轨道振动的能量特性,应用功率流理论推导了有限元功率流法的计算公式,并以桥上减振双块式无砟轨道为例说明了功率流理论在无砟轨道振动研究中的具体应用。研究结果表明:采用功率流理论可以解释振动能量在无砟轨道振动系统中分布、传递、存储和耗散的机理,为无砟轨道振动控制及优化设计提供理论基础;在桥上减振双块式无砟轨道结构中,钢轨的振动能量主要集中在100~2 000 Hz的中高频范围,而道床板和桥梁的振动能量主要集中在20~200 Hz频率范围内;在简谐荷载作用下,振动能量通过扣件和减振垫时的衰减量各达到24 d B。

PATPAN:Adhoc网络的功率感知传输协议

TCP是可在传输层提供可靠端到端的数据传输协议。为了解决无线Adhoc网的固有特性会导致TCP的性能降低,以使TCP在Adhoc网络中发挥更好的性能,文章在更适合Adhoc网络的ATP协议中考虑了中间节点的性能和负载情况,从而提出了一个简单方法来解决中间节点的问题,并将这个ATP改进协议称为PATPAN。

基于BICM-ID系统的优化符号映射方案

比特交织编码调制迭代译码(bit-interleaved coded modulation with iterative decoding,BICM-ID)技术能够在带宽受限的条件下增加时间分集,继而提高编码增益。由星座点和比特映射确定的符号映射方案是决定BICM-ID系统性能的关键因素。然而,以往的符号映射方案并未最大程度地利用信号空间。本文构造了一种基于BICM-ID系统的符号映射方案。该映射方案是由两个具有不同半径和相位的QPSK星座组成,并具有MSP(Mixed Separated Participation,MSP)映射的高分集特性,命名为交叉均衡8PSK准MSP映射(cross equalization-8PSK-quasi-MSP,CE-8PSK-QM)。在平均功率相同的前提下,该映射方案相比BICM-ID的传统映射方案具有更大的最小欧式距离,因此可以提高接收机的性能。仿真结果显示,当BER为10-4时,所提映射方案在瑞利信道下至少提高0.4分贝的编码增益。

船舶双层底结构吸振阻振方案设计

为了解动力吸振器和阻振质量对船舶双层底结构的振动控制效果,设计双层底板架结构模型并建立其有限元模型,搭建以离心泵为激励源的试验台架,通过测试与仿真分析确定吸振器的吸振频率和安装位置,采用有限元功率流法确定主要传递路径并继而确定阻振质量的布置位置,分析吸振阻振方案对试验台架的振动控制效果,发现24 Hz不仅是离心泵振动的主要峰值频率,也是双层底板架结构外底板振动的主要峰值频率;24 Hz下的振动主要传递路径位于离心泵进水口侧下方的实肋板和底桁;实施吸振阻振控制方案后,试验台架外底板在24 Hz处的平均振动加速度级降低了5.84 dB。

基于电网不平衡的三相Vienna整流器双闭环控制策略

传统的有限集预测功率控制应用在Vienna整流器时,在电网不平衡条件下输入电流将产生大量的三次谐波,严重影响Vienna整流器的正常工作。提出了一种基于电网不平衡的三相Vienna整流器双闭环控制策略,内环采用新型有限集预测功率控制(new-finite control set-model predictive direct power control,N-FCS-MPDPC),外环采用线性自抗扰控制(linear auto disturbance rejection control,LADRC)。通过引入重新定义的无功功率,使得在电网不平衡时能够同时有效控制瞬时有功功率二次谐波和瞬时无功功率二次谐波,实现了Vienna整流器在电网不平衡条件下的正常工作。电压外环采用线性自抗扰控制,还可以克服PI控制存在的电压超调和动态响应慢的问题;同时,其在电网不平衡条件下也具有较好的鲁棒性和较快的跟踪性能。最后,在Simulink中搭建了三相Vienna整流器的仿真模型,对所提控制算法进行了验证。

亚洲-西太平洋夏半年ISO传播特征及其与热带天气尺度波动联系的观测事实研究

利用1979—2007年夏半年(5—10月)逐日平均向外长波辐射资料和NCEP/NCAR再分析资料,应用有限区域波数-频率谱和滞后线性回归方法,研究亚洲-西太平洋(AWP)区域夏半年对流季节内振荡(ISO)的传播特征以及热带天气尺度波动与ISO的联系。结果表明:(1)夏半年AWP区域的对流ISO存在东西传播特征,具有区域性和季节性。在整个AWP区域,以沿赤道东传且周期约30～60 d的扰动为主,而在西太平洋地区则以在10～20°N西传且周期约20～40 d的扰动为主;在初夏ISO以沿赤道东传为主,晚夏ISO向西传播加强,主要活动区域也向北转移,西传波在晚夏西北太平洋区域活动最强;(2)ISO强对流伴随低层西风异常和气旋性环流异常首先生成在印度洋区域,之后沿赤道东传到西太平洋日界线附近,当对流传播到西太平洋时具有西北传播的特征;(3)ISO与热带天气尺度波动关系密切。两种不同时间尺度的对流在西北太平洋同时加强,ISO促进了热带气旋(TC)的群发,而TC群发对流也成为ISO对流在西太平洋西北向传播中的一部分。

基于IWO算法的轴系—基座—壳体系统声辐射优化研究

针对轴系-基座-壳体结构复杂,对于激振力引起的结构表面声辐射尚未形成一套有效的计算和优化方法,文章尝试通过功率流有限元和声学边界元方法,对系统声优化问题进行了研究。在直线校中状态下,用相应单元模拟系统中减振器、隔振器和吸振器,建立轴系-基座-壳体系统有限元模型,利用有限元转子动力学,计算系统某特定工况下频率响应。在此基础上采用IWO算法,以各减振单元参数为设计变量,以传递路径的总功率流为目标函数进行优化,最后利用声学边界元方法对优化结果进行对比分析。结果表明,将流经路径总功率流替代场点声压为目标函数,不仅能将问题简化大大减少计算量,还能为系统减振降噪提供有效的优化计算方法,具有重要工程应用价值。

亚洲-西太平洋夏半年季节内振荡:热带气旋活动强、弱年的对比

应用有限区域波数-功率谱和滞后线性回归统计方法,对比分析1979—2004年热带气旋(TC)活动强、弱年亚洲-西太平洋区域(AWP)夏半年大气季节内振荡(ISO)的传播特征及海气相互作用过程。分析结果表明:在整个AWP和西太平洋区域都存在TC强年ISO东传特征更显著的特征,ISO对流传播在纬向上伸展更偏东,强年沿赤道东传20～60 d周期波动更强,西太平洋区域是传播特征强弱年区别较显著的区域,与TC活动密切联系;TC强、弱年ISO过程中海气相互作用过程相同,海洋和大气间的能量交换对维持ISO西北传播时起作用;TC强年的海气相互作用比弱年更加强烈,尤其是对流凝结潜热的释放在强年比弱年强,这可能是导致TC强、弱年ISO特征区别的原因之一。

三电平并网变换器的模型预测控制

传统FCS-MPC策略在实际应用中存在在线计算量大的问题,并且计算量会随着拓扑结构以及被控目标的增加而增长。为此,本文研究了两种用于三电平并网变换器的简化有限控制集模型预测电流/功率控制策略。该方法结合了电压空间矢量等效变换的原理,引入了矢量扇区判断方法,求出三电平并网变换器的参考输出电压矢量,从其所处相关扇区的开关状态子集中选取以目标函数最优的开关状态,并直接作用于并网变换器。最后,仿真结果表明该方法在实际工程应用中具有一定的借鉴性。