基于动态变边界层的PMLSM新型终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的动态响应速度和鲁棒性,提出了一种动态变边界层新型终端滑模(DITSM)控制方法。首先,在全局快速Terminal滑模面中引入积分项,构建积分型全局快速Terminal滑模面,在降低抖振的同时避免了奇异问题;其次,设计动态变边界层饱和函数来替代传统饱和函数,保证状态轨迹可以收敛到切换平面而不是边界层内,提高了系统鲁棒性;最后,设计超螺旋干扰观测器估计未知扰动,并采用前馈补偿的方式将观测值引入控制率,增强了系统抗干扰能力。经过仿真验证,DITSM控制方法不仅保证了系统全局鲁棒性,而且有效提高了系统跟踪精度和响应速度。

极坐标变换变边界模型及其应用

Johns变边界模型用于海湾海域风暴潮漫滩计算时，由于岸界弯曲较大，而影响了计算的稳定性和精度，本文针对这个问题，导出了极坐标下的连续移动边界模型，从而改善了对岸界弯曲较大海域的风暴潮漫滩计算。通过对1969年黄河口沿岸一带水域风暴潮漫滩的模拟，证明这种极坐标变边界模型用于海湾海域的风暴潮湿滩计算，优于Johns变边界模型。

潜水非稳定井流变边界渗流模型的解析解与数值解

在地下水渗流理论的基础上,建立了潜水非稳定井流计算的变边界渗流模型.针对潜水非稳定井流问题边界的可变性,运用拉普拉斯变换,给出变边界渗流模型的初步解析解.为了便于实际应用,提出了追踪变边界计算割离井法,编制了FORTRAN计算程序.

变边界约束空间结构分析方法研究

提出了一种变边界约束结构分析的有效方法,导出了静力分析的扩充矩阵,建立了相应的非线性有限元方程,提出了用于变边界约束结构分析的强制约束法计算策略和整体稳定计算方法.作为工程实例,对采用这种设计理念的国家大剧院网壳结构进行了分析计算及比较,总结出该结构体系的优点,验证了方法的有效性.

流变边界层及其对华北克拉通热/地震岩石圈底界差异的意义

二维热传导/对流数值模型显示,纯传导的固体岩石圈与纯对流的流体软流圈之间存在一过渡层,即流变边界层,其间传导与对流共同作用来传递热量.流变边界层厚度主要由软流圈黏性系数(η)控制,而受固体岩石圈厚度及热状态影响很小.随着η从1×1021Pa·s降低至1×1019Pa·s,流变边界层也随之减薄,流变边界层的厚度与lg(η)成正比.流变边界层的存在是造成热岩石圈与地震岩石圈厚度差异的重要因素.全球典型克拉通岩石圈的对比结果表明,地震岩石圈厚度普遍大于热岩石圈厚度,二者的差异多数在70~90km,很好地验证了流变边界层的存在.研究发现二者的差异在华北克拉通自西向东逐渐减小:由西部鄂尔多斯的约80km减少至渤海湾盆地的约20km.反映出华北克拉通岩石圈下部流变边界层厚度自西向东减薄,意味着软流圈黏性系数自西向东逐渐降低.这可能与中生代太平洋俯冲脱水形成的低黏大地幔楔有关,从一侧面印证了太平洋俯冲对华北克拉通破坏的影响.

胶州湾环流和污染扩散数值模拟Ⅳ胶州湾变边界模型

胶州湾的潮滩面积约占高潮水域面积的三分之一,因而模拟包括潮滩在内的潮汐运动过程将能更好地重现这一实际的物理现象。为此,本文采用变动边界模型处理潮滩区域,并得到优于固定边界模型的计算结果。

考虑滞流作用的潜水变边界井流问题的解析

文中推导出了在均质各向同性无上、下补给、定降深抽水条件下 ,考虑滞流作用时的变边界井流问题水位降落曲线及井的出水量的解析公式。

一类非线性系统的变边界层滑模变结构控制

针对一类不确定非线性系统,在系统的非线性动态函数满足可估计和有界两个基本假设的条件下,给出了此类系统基于非线性动态函数估计的一般滑模控制设计。然后论证了此类系统的变边界层滑动模态的存在性与可达性。所设计的变边界层滑模控制律除了具有一般滑模控制率的优点外,还能够有效消除滑模控制的高频抖振。数值仿真结果证明了所设计控制率的有效性。

变边界下考虑起始水力坡降的软土固结数值解

文章引入边界处孔隙水压力随时间指数变化的变排水边界及软黏土中存在的起始水力坡降,建立单层均质土体的一维固结模型;利用有限差分方法对所建立的固结模型进行数值求解,分别获得土层超静孔压、土层固结度的数值解;利用数值解深入分析随时间指数变化的变边界及起始水力坡降对固结性状的影响。分析结果表明:当起始水力坡降的无量纲参数R相同时,变边界无量纲参数B越大(排水边界越接近于完全透水边界),移动边界下移速度越快,土中超静孔压的消散速率越快,固结完成时间越短,反之亦然;当B值相同时,R值越大,移动边界至土层底部的时间越长,相同时刻下超静孔压残留值越大,土层平均固结度越小。

电阻率锐变边界模型二维反演研究

电阻率锐变边界二维反演算法与在物探反演算法中被广泛应用的OCCAM光滑边界反演有一定程度相似,即用一个拉格朗日乘法因子来约束目标函数的模型粗糙度与数据误差,并调节两者在反演中的重要性比例。但是与OCCAM光滑边界反演不同,在电阻率锐变边界模型反演过程中,当对模型进行圆滑时,要约束的不仅是相邻单元模块之间电阻率的差异,还有其横向边界深度的变化。这样,该算法反演结果在很大程度上解决了光滑边界反演结果所出现的不同电阻率模块之间边界不清晰的问题。结合OCCAM光滑边界反演对电阻率锐变边界模型反演进行研究讨论。

无限粘弹性平面中椭圆孔口变边界过程的复变函数解答

工程中存在一类几何边界随时间变化的变边界结构,例如土木工程中处于施工阶段的结构.论文以粘弹性岩体中隧道开挖为背景,尝试用变边界问题对应关系和平面弹性复变方法求取无限平面中椭圆孔口自相似变边界情况下的解析解答.首先建立了复变函数法求解变边界粘弹性问题的基本步骤和公式.然后通过建立逆映射函数将已知ζ平面复位势转至z平面,解耦参与拉普拉斯变换的时间与孔口映射函数所带来的时间,从而导出了粘弹性类材料的应力与位移的统一表达.作为一个例子,论文选择Boltzmann粘弹性模型,代入模型参数后得到积分形式的位移、应力解析解,通过与数值解的比较验证了该解答的可靠性,并通过一个算例分析了变边界过程对位移、应力的影响.分析结果显示,采用不同变边界过程的位移、应力变化形态和数值均有差别.论文解答可用于进行地下椭圆孔型隧道在开挖过程中的力学分析,为实际工程提供初步设计的手段.此外,本文给出的方法可用于推导任意形状孔型变边界问题的解答.

变边界粘弹性轴对称问题的复变函数法

对边界几何形状、位置随时间变化的变边界结构,给出了用复变函数求解粘弹问题的解析方法.文中用拉普拉斯变换结合平面弹性复变方法,对内外边界变化时粘弹性轴对称问题进行求解.引入两个与时间、空间相关的解析函数,给出了变边界情况下应力、位移以及边界条件与解析函数的关系.当解析函数形式部分确定,则可用边界条件求解其中与时间相关的待定函数.求解待定函数的方程一般情况下为一系列积分方程,特殊情况可求得解析解.对轴对称问题中应力边值问题、位移边值问题以及混合边值问题,分别利用边界条件求得相关系数,从而得到了应力与位移的解析表达.当取Boltzmann粘弹模型时,进行不同边值问题的分析.分析显示,应力、位移的形态与大小均与边界变化过程相关,与固定边界粘弹性问题有较大不同.本文解答可用于粘弹性轴对称问题内外边界任意变化及各种边值问题的力学分析.此外,该法可进一步进行荷载非对称、复杂孔型变边界问题的求解.

国家大剧院施工与使用阶段变边界约束钢网壳受力性能分析

国家大剧院钢网壳采用在施工阶段和使用阶段结构边界约束不同的设计方法,这种方法具有结构内力分布均匀合理且结构自重轻的优点。采用强迫位移法计算策略,对国家大剧院变边界约束钢网壳结构进行静力分析和非线性整体稳定性分析,为设计提供可靠的计算依据,并通过对传统常值约束边界和变约束边界结构的分析比较,说明变边界约束结构的特点,证明用于变边界约束结构分析的强迫位移法计算策略有效。

地源热泵地埋管换热器传热研究(3):变热流边界条件下单U形地埋管换热器的非稳态传热特性

采取数值计算与解析计算相结合的方法,研究变热流边界条件下单U形地埋管换热器的非稳态传热特性。以钻孔壁为边界,将计算区域分为两个部分,钻孔内区域采用稳态解析计算模型,钻孔外土壤区域采用有限容积法。研究了埋管出口流体温度、钻孔瞬时平均壁温、单位长度吸热量以及距钻孔一定距离处土壤温度分布随运行时间的变化规律。计算结果为地源热泵系统的动态模拟、优化设计及改进提供了参考。

变水头边界条件下土壤水分运动数值模拟

本研究提出了一种变水头条件下一维土壤水分运动数值模拟的边界处理方法,采用隐式差分法对基本方程进行差分离散,用迭代法求解非线性方程。在结合室内实验验证模型可用的基础上,分析了变水头条件下不同土壤初始含水率、不同初始水头高度下土壤水分的运动规律。结果表明,土壤初始含水率和初始水头对水分运动都有较大影响,作者提出的变水头边界处理方法可用于水分入渗历时和湿润锋的预测。

大陆岩石圈的热-流变底边界——以Kaapvaal、Fennoscandia和Slave克拉通为例

板块构造理论的一个基本假设是相对刚性的岩石圈板块漂浮在相对软弱的软流圈之上作欧拉运动.岩石圈与软流圈间存在边界面称为岩石圈-软流圈边界（LAB）.提出一种半解析方法来确定大陆LAB：定义其为有效黏度取极小值所在的深度.该方法得到的LAB,综合考虑了大陆岩石圈地幔介质的热学和流变学性质,故称其为热-流变底部边界.对3个著名克拉通（Kaapvaal,Fennoscandia和Slave）的研究表明：3个克拉通的热-流变底部边界在~250km,与大地电磁测深等其他地球物理方法得到的结果一致.因为热-流变底部边界是从力学的角度来定义的,且提供了岩石圈板块浮于软流圈上运动的极大可能性,因而与板块构造理论的定义更为接近.在该边界及附近,主导的流变机制是湿橄榄石的扩散蠕变,有效黏度极小,差应力小,应变率相对较大.

Signorini接触问题的边界变分不等式

本文以 Signorini接触问题为背景 ,讨论了变分不等式与边值问题的等价性 ,利用 Green公式 ,基本解和基本解法向导数的性质 ,将区域型变分不等式化成等价的边界型变分不等式 ,并证明了边界变分不等式解的存在唯一性 ,为使用边界元方法数值求解提供理论依据。

基于不对称边界的变精度粗糙集的参数选择

不对称边界的变精度粗糙集是Pawlak粗糙集、变精度粗糙集的推广,在l和u参数作用下,使粗糙集模型更加一般化,完善了近似空间的概念。基于不对称变精度粗糙集模型研究的基础上,提出了分类质量和依赖度的方法对不精确信息进行度量,对决策表进行约简。在l,u值的选取,提出了单参数控制的方法,通过l,u-质量图分析和计算验证了方法的有效性。

接触问题边界变分不等式解的存在唯一性

以Signorini接触问题为背景,讨论了变分不等式与边值问题的等价性,利用Green公式,基本解和基本解法向导数的性质,将二维区域上的边值问题化为等价的边界变分不等式,并证明了边界变分不等式解的存在唯一性。

一类Signorini问题的边界变分不等式

本文计论了一类简化的Signorini问题。首先将原问题和一个边值问题建立联系,其次将原问题的解分解为不带不等边界条件的变分方程的解和一个变分不等式的解,然后利用边值问题的边界积分方程将变分不等式等价地化解为边界变分不等式。这样原求区域上的第一类椭圆变分不等式问题化解为求一个区域上的变分方程和一个边界变分不等式。最后说明了边界变分不等式解的存在唯一性。文末计算了柱面和半无限刚性基础的摩擦接触问题。结论表明文中方法具有较好的精度。