基于半模型的高速列车远场气动噪声计算方法

随着高速列车运行速度的提高,其气动噪声问题逐渐凸显,如何准确快速预测高速列车的远场气动噪声成为关键.利用半自由空间的Green函数求解FW-H方程,推导了考虑半模型时的远场声学积分公式,提出通过半模型的数值计算结果预测全模型高速列车远场气动噪声的方法;建立了全模型和半模型高速列车的气动噪声数值计算模型,应用改进延迟的分离涡模拟方法对不同模型高速列车表面的气动噪声源进行求解;通过风洞试验进行了全模型高速列车的数值仿真计算方法验证;对比分析了全模型和半模型高速列车周围的流场结构、气动噪声源和远场气动噪声特性.结果表明:半模型高速列车数值计算得到的列车周围流场结构、气动噪声源以及远场气动噪声特性与全模型的一致;采用半模型计算会过高估计列车尾车流线型区域表面压力的波动程度和噪声源的辐射强度,但通过半模型预测整车模型的远场噪声平均声压级误差小于1 dBA;相比于全模型高速列车,半模型计算时的网格总量减少一半.

有侧壁干扰的机翼半模型风洞实验的N-S方程数值模拟

应用三维可压、雷诺平均 Navier-Stokes方程数值模拟了机翼半模实验风洞侧壁干扰和三维机翼半模与安装侧壁结合部流场。计算采用中心有限体积多步 Runge-Kutta时间步长格式 ,将 Baldwin-Lomax两层代数紊流模型扩展应用于三维拐角区流动。用本文方法计算了 3个算例 ,并与国外的有关实验数据进行比较 。

半模型风洞实验的洞壁自适应方案

提出了在二维柔壁自适应风洞中进行半模型实验的洞壁自适应方案,其特点是仅需在上下洞壁任意横向位置的一条流向测压线上测量壁压信息进行洞壁自适应调整;可根据实验模型的布局特征选择在水平面内可变形状的零洞壁干扰目标线,以改善模型区残余干扰分布特性。在西北工业大学二维柔壁自适应风洞中的实验研究表明可显著提高自适应壁风洞的效率,降低对实验设备的技术要求,并改善气动数据的准确度。

高速柔壁自适应壁风洞中半模型试验技术研究

为了克服自适应壁风洞在模型支撑方面的困难和加大试验模型，提高试验雷诺数，西北工业大学在高速二元柔壁自适应壁风洞中开展了半模型试验技术的研究。采用基于平均流线概念的二元计算方法和以消除模型轴线洞壁干扰为目的的三元计算方法，两种方法均以沿上下柔壁中线所实测的洞壁压力分布为计算依据。试验采用有对比试验数据的AEDC WIM1T洞壁干扰测压模型，堵塞比为3.38%。在所作的试验状态下其试验结果与AEDC 4T风洞的实验结果比较吻合，表明在高速二元柔壁自适应壁风洞中采用半模型试验是可行的。

垫块法半模型风洞试验的数值模拟研究

以M6机翼半模型为算例,采用数值方法模拟垫块法风洞试验洞壁边界层及垫块厚度对半模型试验结果的影响。控制方程采用全场三维可压、雷诺平均的Navier-Stokes方程;计算格式采用Jameson中心有限体积、多步Runge-Kutta时间步长格式进行求解;湍流模型采用Baldw in-Lomax模型。通过本文的研究,可以为跨声速风洞半模型试验垫块厚度的选取提供计算方法和设计依据。

FL—2风洞半模型试验技术研究

本文介绍沈阳空气动力研究所新建ＦＬ－２风洞半模型试验设备及利用Ｂ７３７－３００大展弦比全机半模型，采用“机身垫块＋立尾反射板”法，进行纵向测力试验，并与国内同类风洞同一机型半模型和全模型试验数据比较结果。

跨声速风洞机翼半模型试验洞壁边界层影响的数值模拟研究

采用数值模拟方法，模拟垫块法风洞试验二维垫块厚度对半模型试验结果的影响，计算模型采用M6机翼半模型。控制方程采用全场三维可压、雷诺平均的Navier—Stokes方程；采用Jameson中心有限体积、多步Runge—Kutta时间步长格式进行求解；湍流模型采用Baldwin—Lomax模型。通过本文的研究，可以为跨声速风洞半模型试验垫块厚度的选取提供理论计算方法和设计依据。

基于周期性半模型的中低速磁浮用直线电机的性能计算分析

中低速磁浮列车直线感应电机磁路不对称且受纵向及横向边端效应的影响,性能计算困难。文章分别采用磁路法、二维有限元法及三维有限元法进行了直线电机的牵引力及法向力计算,在全模型三维有限元仿真基础上提出采用周期性半模型有限元仿真方法进行电机性能仿真,并搭建了中低速磁浮列车直线电机静态测试平台进行测试验证。通过对比测试发现,周期性半模型三维瞬态有限元仿真测试的牵引力与平台测试结果偏差3.9%,与全模型有限元仿真结果一致;但与全模型方法相比,采用周期性半模型方法的计算时间可缩短约40%,这样既兼顾了电机特性计算的准确性,又提高了计算速度。基于周期性半模型方法可以在直线感应电机设计阶段实现计算的最高准确性,从而降低直线感应电机因无法进行台架性能测试所带来的设计风险。

考虑弹性误差的渐开线圆柱齿轮半解析接触模型与传动精度分析

在弹性和误差作用下,齿轮接触的高效、精准建模是研究齿轮传动精度的重要基础。为准确分析渐开线圆柱齿轮的弹性和误差对传动精度的影响,提出了一种考虑弹性误差的齿轮半解析接触模型。以渐开线斜齿圆柱齿轮为例,首先,结合齿轮的齿面方程与齿廓误差建立误差齿面模型,得到了误差齿面方程。然后,将解析法和有限元法相结合,建立了弹性误差作用下的齿轮半解析接触模型,并推导了其变形协调方程和力平衡方程。最后,建立齿轮的完整和局部有限元模型,通过提取接触齿面的柔度矩阵来计算齿轮的传动误差。应用所构建的半解析模型分析了齿廓误差和弹性变形对齿轮传动精度的影响规律,并与有限元仿真结果进行对比,验证了该半解析模型的高效性和精准性。研究结果可为渐开线圆柱齿轮在工程中的应用提供理论指导。

基于半参数模型平均法的比例风险模型的估计问题

利用半参数模型平均预测法估计倾向性得分,然后以估计出的倾向性得分作为自变量的取值进行Cox回归求出回归系数的最大似然估计。在一定的正则性条件下证明了该估计的相合性,模拟结果显示两种惩罚函数下所提出的估计都有优异的表现。

基于迭代优化和神经网络补偿的超冗余机械臂半参数动力学模型辨识

为了实现超冗余机械臂动力学模型的精确辨识,提出了一种基于迭代优化和神经网络补偿的半参数动力学模型辨识方法。首先,介绍了超冗余机械臂的动力学模型和最小参数集,建立了关节非线性摩擦模型,使用遗传算法优化回归矩阵条件数生成激励轨迹。然后建立了机械臂动力学模型物理可行性约束,基于迭代优化方法设计了两层循环网络对超冗余机械臂的惯性参数和关节摩擦模型进行辨识。最后,利用数据集训练BP神经网络,得到超冗余机械臂半参数动力学模型,并与多种算法进行了比较分析。实验结果表明:相较于传统的最小二乘算法和加权最小二乘算法,通过使用本文提出的辨识算法,关节辨识力矩残差均方根(Root Mean Square,RMS)之和分别提高了32.81%和23.76%,半参数动力学模型相比于全参数动力学模型力矩残差均方根之和提高了23.56%,辨识结果验证了辨识方法的有效性和优越性。

成渝城市群PM_(2.5)影响因素的半变系数模型分析

随着西南地区成为我国经济高质量发展新高地,成渝城市群的可持续发展受到各界关注。利用半变系数面板数据模型,以成渝城市群为研究对象,探讨PM_(2.5)与气温、降水量、气压、平均风速、相对湿度之间的动态关系。首先,通过散点图和拟合回归曲线分析不同气象因素与PM_(2.5)之间的线性关系、非线性关系,以及气象因素间的相互作用。其次,将半参数固定效应估计量、半参数随机效应估计量与测试程序相结合,区分固定效应和随机效应。研究发现:不可观测的个体效应为固定效应;气温对PM_(2.5)具有负向线性影响;气压、平均风速、降水量和相对湿度对PM_(2.5)具有复杂的非线性影响;气压分别与平均风速、降水量和相对湿度共同作用于PM_(2.5)。建议成渝城市群充分利用地理区位特征植树造林,调整能源结构,进行人工降雨,运用科技手段治理PM_(2.5),以此减少空气污染。

基于半监督高斯混合模型与梯度提升树的砂岩储层相控孔隙度预测

孔隙度是一种描述储层物性特征的重要参数。考虑砂岩与泥岩的孔隙度存在明显差异,提出了一种基于半监督高斯混合模型与梯度提升树的相控孔隙度预测方法,以实现砂岩储层孔隙度的精细描述。首先利用少量具岩相标签的测井数据确定高斯混合模型的初始聚类中心及对应的岩相类别;其次利用大量无标签测井数据优化高斯混合模型,实现砂岩与泥岩的准确划分;再次基于地质认识将泥岩孔隙度解释为固定的极小值,从而后续只开展砂岩孔隙度预测;然后将测井曲线拟合方法导出的孔隙度先验信息和测井敏感属性作为梯度提升树算法的多元输入信息,通过学习统计性岩石物理关系建立砂岩孔隙度的计算模型;最终根据岩相结果将砂岩段与泥岩段的孔隙度进行组合得到相控孔隙度。D油田的18口井数据测试结果表明:半监督高斯混合模型的岩相分类效果优于K均值、支持向量机、随机森林等机器学习算法,2口盲井的岩相分类准确率达到94.5%;所构建方法对2口盲井预测的相控孔隙度结果与真实孔隙度具有较高的一致性,平均相关系数达0.805。

采用Laplace空间源函数方法的复杂离散缝网半解析试井模型

分段压裂水平井的常规试井模型仅考虑主要的水力裂缝,忽略了在压裂过程中产生的大量次级裂缝。为了更准确的描述包括次级裂缝在内的复杂缝网对压力动态的影响,采用源函数方法建立了描述复杂离散裂缝网络的地层压力半解析模型。该模型由地层模型和裂缝模型两部分组成。地层模型将裂缝视为直线源,采用格林函数法累加多条裂缝的影响。裂缝模型将单条裂缝离散化,在每个小单元上使用Laplace空间的条带源函数,在考虑单个裂缝的压力动态时避免了繁琐的累加过程。使用该模型计算了单一裂缝、多条裂缝、复杂缝网三种情况下的压力动态。在单一裂缝情况下,考虑裂缝对称分布和不对称分布两种情况,计算结果与文献中的已有结果基本一致。在多条裂缝和复杂缝网情况下,计算结果显示次级裂缝的存在会使得压力动态偏离典型的双线性流或线性流。与现有模型的对比表明,考虑复杂缝网的模型能够更准确的描述导数曲线早期段。

东道国制度环境、市场规模和中国对外直接投资——基于“一带一路”国家的半参数变系数空间面板模型

本文采用半参数变系数空间面板模型实证研究东道国制度环境、市场规模和我国“一带一路”对外直接投资之间的非线性时空关系。首先,提出基于截面似然函数的模型估计方法;其次,从理论层面探究估计量的渐近性质和有限样本表现;最后,分别构建以东道国市场规模为解释变量、东道国制度环境为变系数协变量、我国对外直接投资为被解释变量的参数空间面板模型和半参数变系数空间面板模型,分析东道国市场规模如何随制度环境变化影响我国对外直接投资规模。研究发现:半参数变系数空间面板模型估计量具有良好的渐近理论和小样本性质;在空间维度上,我国对“一带一路”国家的投资相互依赖,表现为“第三国”溢出效应;我国对外直接投资非线性依赖于东道国市场规模,表现为一条关于东道国制度环境的“倒U”型曲线;我国对外直接投资具有制度距离接近性偏好,即我国更偏向于投资制度环境相似的国家,稳健性检验支持了这一结论。

地方政府债务与区域协调发展研究--基于半参数空间面板向量自回归模型的分析

地方政府债务在区域经济发展中扮演着重要角色,探讨地方政府债务的时空分布是否均衡、时空经济效应是否存在区域异质性,不仅有利于加强地方政府债务管理,也切合我国当下新型城镇化和区域协调的政策背景与发展方向。本文从地方政府债券发行实际出发,建立半参数空间面板向量自回归模型,分析增量和存量地方政府债务在时间和空间上的经济效应,并根据举债冲击的时空传导效应,讨论地方政府债务在区域协调发展中的作用。研究发现:地方政府债务时空分布和举债冲击在新增地方政府债务、基础设施存量和人民生活福利水平之间的时空传导效应的共同作用下,区域经济未能实现彼此协同促进、共同发展,区域经济协调发展任重而道远。在此基础上,本文提出改革地方政府债券发行额度分配制度、支持国家重点区域发展战略、关注区域债务风险等政策建议,以促进区域经济协调、可持续和高质量发展。

半经验模型对分散橙25在超临界CO_(2)中溶解度的拟合

为获得最佳的溶解度试验数据并得到溶解度与工艺测量条件之间的关系,探究分散染料在超临界CO_(2)流体中的溶解规律。在温度343.15~393.15 K、压力10~22 MPa的条件下,使用超临界流体试验装置测量分散橙25在超临界CO_(2)流体中的溶解度,并对染料的溶解性进行分析。利用Kumar-Johnston(K-J)、Sung-Shim(SS)和Mendez-Santiago-Teja(MST)等3种半经验模型对染料的溶解度进行拟合。结果表明:染料的溶解度随压力和温度的升高而增加;K-J、SS和MST模型的平均相对偏差分别为7.55%、8.20%和11.92%,其中K-J模型拟合下的试验值和计算值的相关性最高,关联效果优于其他两种半经验模型。

基于多步逆向半云模型的价格型需求响应不确定性建模

针对现有价格型需求响应模型难以同时精确反映用户响应行为的随机性与模糊性,以及基于对称云模型进行需求响应建模存在拟合误差大、求解稳定性差的问题,提出一种基于多步式逆向云发生器半云模型的价格型需求响应不确定性建模方法。定义收益率作为不同用户对收益大小认知的统一评估标准,并建立半云模型下的用户收益率与响应行为的映射关系模型。利用多步式逆向云发生器求取半云模型的数字特征,并采用正向云发生器生成反映用户响应行为的分布云图。仿真算例表明,相比于对称云模型与传统价格型需求响应建模方法,半云模型具有更高的拟合精度;相比于单步式逆向云发生器,多步式逆向云发生器具有更好的稳定性。

青藏铁路冻土路基沉降的半参数模型分析及预测

青藏冻土地段地质条件的复杂性和传热效果的差异性容易导致铁路路基产生沉降变形等问题,严重威胁机车的行车安全。建立能够准确预测路基沉降问题的模型对于预防灾害的发生至关重要。利用半参数模型对青藏铁路K1425+000~K1425+700冻土区段内15个测点的路基沉降数据进行分析,与较为常用的灰色预测模型GM(1,1)对比,结果表明,所提出的半参数模型预测精度较高,数据拟合的效果更优,可用于路基沉降预测。

基于Morse势的可重建有限温度下太赫兹吸收谱的半经验模型

太赫兹吸收谱起源于对材料低频振动模或低频声子模的激发,强烈依赖于体系的化学组成和微观结构,它是材料的一种指纹特性.太赫兹振动激发能较低(0.414~414 meV),导致振动模对应的势能面较浅,且振动激发态可通过热涨落占据.较浅的势能面通常导致振动模非谐性较强,使得激发态吸收发生红移;结合较为明显的振动激发态占据,在温度升高时,太赫兹特征信号通常发生不同程度的红移.本文基于第一性原理振动分析,结合已有的低温太赫兹实验谱和Morse势函数,发展了一个半经验模型,用于描述低频振动模的非谐性效应.通过对嘌呤分子晶体的测试,模型可以重现不同温度下的太赫兹吸收谱;对实验结果的准确预测表明,该模型可用于分子晶体的太赫兹光谱表征.