基于光流卷积网络的粒子图像测速自动掩模及速度场计算

粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及液相区域速度场高精度计算具有重要的意义。本文基于光流卷积神经网络LiteFlowNet,设计了一种可实现自动掩模及速度场计算的深度学习模型Mask-PIV-LiteFlowNet,并使用基于物体入水PIV实验图像掩模数据集和PIV速度场计算数据集制作的数据集对其进行训练和测试。测试结果表明,该模型能够有效减少临近掩模边界区域的速度场计算错误并能够精细地提取流场小尺度流动信息,相比于当前先进的PIV深度学习模型PIV-LiteFlowNet-en,本文提出的模型在对带结构物的合成粒子图像进行流场计算时精度获得了至少14.5%的提升,计算速度上获得了5.7%的提升。最后,使用楔形体入水PIV图像对提出的模型进行了测试,验证了模型的泛化能力。

掺杂量子自旋霍尔态后所形成超导的平均场计算

给出了对易面t-λ模型详细平均场理论和计算的结果,特别是给出了平均场相图.研究表明,掺杂纯的量子自旋霍尔(QSH)态后可获得2种结论:1)相互作用强度较弱时,QSH态和超导态之间可发生一级相变;2)相互作用强度较强时,系统经过一个连续相变进入2相共存区,并发生QSH态消失的一级相变.计算结果表明,平均场理论虽然体现了对称破缺相的特征,但是其忽略了涨落,致使其得到QSH态与超导态共存的错误结论,从而使得平均场理论无法准确描述因拓扑激发所引起的相变.

ANSYS软件在铝电解槽物理场计算中的应用浅析

采用商业软件进行铝电解槽物理场计算大幅度提高了计算效率。但是在采用商业软件进行电解槽热场的计算时,须首先对此热场的计算过程有充分了解,合理使用商业软件。本文就商业软件开展电解槽热场计算的过程,收敛条件,网格划分,计算要求等进行简单介绍。

基于多物理场计算的微波加热均匀性改善研究

针对微波加热过程中存在温度分布不均匀的问题,提出利用多端口加热方式,通过多物理场耦合计算分析了端口布局、位置、数量以及功率配比对微波加热马铃薯块均匀性的影响。仿真计算结果表明,在四端口馈入时,端口分布于腔体四面,四个端口坐标分别为(-55,-162.5,70)、(162.5,-55,70)、(55,162.5,70)和(-162.5,55,70),且四端口馈入功率比为200∶200∶300∶300时,微波加热均匀性效果最佳。

有正支共焦非稳腔二氧化碳激光器的模场计算

本文利用快速傅立叶变换 (FFT)法 ,对有正支共焦非稳腔的二氧化碳激光器模场进行了计算 ,给出了在不同谐振腔 (放大倍数M =2 .5 (M =1.45 ) ,等效菲涅耳数Neq=1.5 (Neq=1.2 9) )下的模分布图 ,与类似的结果进行了比较 ,符合的较好 ,并分析了形成模分布的原因 。

低比速离心泵叶轮内三维不可压湍流场计算

采用压强连接的隐式修正 ( SIMPLE-C)算法 ,在贴体网格坐标下对控制方程进行有限差分离散后 ,在考虑旋转与曲率的影响下修正采用 k-ε湍流模型 ,由此求解了低比速离心泵叶轮内三维不可压湍流场 ,揭示的流动特征反映了设计思想。图 5参

裂纹检测中的涡流场计算

裂纹是涡流检测中最常遇到的缺陷类型。由于它的开口宽度很小 ,用有限元法计算其涡流场困难很大。利用理想裂纹的模型 ,忽略缺陷宽度 ,用二维的面缺陷近似三维的体缺陷 ,使用积分方程法计算裂纹缺陷涡流场问题 ,可大大减少计算量。问题可以分解为求导体内不含缺陷的完好场和求缺陷等效源产生的扰动场两部分 ,本文就半无限导体系统分别研究这两部分的求解。线圈阻抗的计算值与实验结果进行了比较 。

诱鱼灯光场计算及其对光诱鱿鱼浮拖网作业的影响

本文运用诱鱼灯光照度的有关公式，计算了光诱鱿鱼浮拖网作业中的光场分布及变化，结合鱿鱼趋光行为习性，分析现有渔具渔法的适应性。结果表明：使用１６盏锭铟灯水上灯，诱鱼最大水平距离比仅使用水下灯增加约６８０倍，但水上灯从 １６盏增加到 ４０盏时，从经济角度分析不很理想；在集鱼过程中，关闭最后一组水上灯后，应有白炽灯经过降压（至５０Ｖ）后再过渡到水下灯集鱼；导鱼灯在向网口移动的过程中应继续降低电压（至２０Ｖ）；如果导鱼灯电压只降至７０Ｖ，则应改进现有网具结构，扩大网口周长，以增加鱼群入网机会。

三维表面电荷法在位场计算中的几点改进

针对常规三维表面电荷法在位场计算中采用平面单元剖分、常值电荷估计致使计算效率低内存消耗大的缺点,对表面电荷法进行改进。采用曲面三角形单元对曲面进行剖分并通过二次多项式进行插值,利用线性或二次插值估计电荷密度以反映电极表面电荷密度的线性及非线性分布的特点,在奇异积分处理上通过切平面法解决格林函数基本解的奇异积分,并给出其具体实现。最后通过两个典型算例进行了验证,结果表明该方法精度较高,具有一定可行性。

基于Bezier曲面四边形边界元法的特高压绝缘子串电场计算

在三维静电场的边界元计算中,为了快速、精确计算电位和电场强度分布,提出了用双2次Bezier曲面四边形拟合实际积分面的Bezier曲面四边形边界元方法。该方法利用二阶剖分单元的节点坐标信息来构造双2次Bezier曲面参数方程,再利用Bezier曲面参数方程和面积比值法构造对应于Bezier曲面4个顶点节点的形状函数;以Bezier曲面4个顶点节点为计算节点,大大减少了计算节点数;与一阶平面四边形边界元法相比,双2次Bezier曲面能够更好地拟合实际积分面,提高计算精度。并且可通过精细后处理技术将模型表面的函数值精细显示。算例结果表明,Bezier曲面四边形边界元法与传统边界元法相比,在网格剖分节点数相同时,计算精度得到了提高。在计算精度相同条件下,该方法中的节点数量降低,减少了计算机内存的使用。最后,将Bezier曲面四边形边界元法应用于交流特高压绝缘子串电场的计算。

B样条曲面边界元方法及其在特高压绝缘子串电场计算中的应用

在计算特高压绝缘子串三维静电场的边界元法中,为了精确确定电场强度和电位分布,提出用双2次B样条曲面拟合实际边界面的B样条曲面边界元法。该方法利用二阶剖分单元的节点坐标信息来求解双2次B样条曲面参数方程,再利用B样条曲面参数方程和面积比值法定义对应于B样条曲面单元4个顶点节点的形状函数;用B样条曲面单元4个顶点作为计算节点,与二阶四边形边界元法相比,计算量大大减少;与线性平面边界元法相比,双2次B样条曲面与实际边界面更接近,从而可以明显提高计算精度。用球形电极和球板电极的电场分布计算进行验算,结果表明:在网格剖分节点数相同时,B样条曲面边界元法的计算精度明显优于线性边界元法。最后,将B样条曲面边界元法应用于交流特高压绝缘子串的电场强度和电位分布计算。

换流变压器现场直流耐压试验回路空间布置的静电场计算

本文对换流变压器现场直流耐压试验回路按设备实际结构参数建立三维模型,采用ANSYS有限元软件计算分析现场试验中直流高压发生器本体、波纹管、套管端部均压环表面及换流变本体表面的电位和电场分布,用于验证现场直流试验中所用均压环结构的有效性,波纹管表面不会发生电晕放电,未影响试验结果。计算结果表明最大场强分布在阀侧套管均压环上,最大值为12.21kV/cm;在现场应用该直流高压发生器进行试验过程中,理论上不会有外部电晕产生。

新型曲面三角形边界元法及其在电场计算中的应用

用边界元法计算工程三维静电场时,为了减少计算节点数同时提高计算精度,提出了新型曲面三角形边界元方法。该方法利用二阶单元剖分边界面,再利用面积比值法构造对应于二阶单元的3个顶点节点的形状函数;以二阶单元的3个顶点节点为计算节点,与二阶三角形边界元法相比,大大减少了计算量;与一阶平面三角形边界元法相比,提高了计算精度。取球形电极的电场分布计算为例进行验算,计算结果表明:与一阶剖分的平面边界元法相比,网格剖分节点相同时,新型曲面三角形边界元法的计算精度明显提高;在计算精度要求相同时,新型曲面三角形边界元法计算节点数较少。

较复杂介质波场计算中的一种透射边界

传统的人工边界是在声波或弹性波分解为内行和外行分量的基础上设计的.对于较复杂的介质模型(如粘弹介质、弹塑介质、塑性介质模型等),地震波不能简单地分解为各自满足其运动方程的纵波、横波等成分,且地震波在传播过程中还有衰减现象,因此传统的人工边界已不能有效地用于非弹性的较复杂介质的波场模拟.本文提出了一种适合于更一般的地震模型的波场计算的透射边界条件,并以粘弹介质的一个较简单的二维几何模型为例,通过有限元数值求解这种透射边界和刚性边界下粘弹波的激发和传播,得到地面合成地震记录,证明了这种透射边界用于较复杂介质波场计算是可行的.

一种简洁、实用的原始波场计算模型:P-PEM

针对自外海到近岸港址间广大缓滩的原始波场计算问题，就国际上流行的几类频域行进波模型，筛选出广泛使用的若干一阶精度抛物模型，作了详细的比较；建立了普遍形式的侧界条件，提出了透浪侧界的（弱）非线性Ｓｔｏｋｅｓ波抛物线相对近似模型（Ｐ－ＰＥＭ），并给出了缓滩地形的综合验证资料。事实证明：Ｐ－ＰＥＭ是一种简洁、实用的原始波场计算模型，适用于海岸工程方案规划比选等诸多领域。

海上核应急辐射场计算评估方法

源项估算是核应急决策的关键技术之一。针对海上核事故情况下,海面上放射性源项和探测器不断移动这一特殊问题,提出了基于高斯烟团模型和集合卡尔曼滤波的时空修正方法,实现海上核事故源项的反演。以大亚湾核电站假想事故下不同位置处放射性核素浓度作为输入条件,反演得到核事故源强,结果与假想事故源强相差18.4%。

基于多物理场计算和模糊神经网络算法的变压器热点温度反演

热点温度是影响油浸式变压器绝缘寿命的重要因素之一。针对分布式光纤传感器测温系统测量热点温度时造成的不良影响与安装的不便性。提出一种基于多物理场计算和模糊神经网络算法的油浸式变压器热点温度反演模型。以66 kV三相三柱油浸自冷式变压器为例,采用有限体积法耦合迭代求解变压器流体–温度场,确定热点温度范围区域。筛选出环境温度、变压器顶层油温、变压器外壳及油箱顶部等12个特征点的温度建立模糊子集,再通过T–S模糊神经网络算法预测变压器绕组热点温度值。计算结果表明其与光纤传感器实际测量绕组热点温度误差<4%,比传统方法具有更高的精度。该方法实现了特征量测量非植入式,为电力变压器在线监测、热点温度计算提供一种新的计算思路。

二维模拟场计算机建模与应用

扩展模拟计算机(uEAC)是一个新兴的非传统计算技术的研究内容.它由模拟电场和多值逻辑组成,两者共同构成计算单元,进行数据计算和信息处理.本文分析了二维uEAC系统结构,对其电场的有限元数学模型进行了推导.在此基础上,开发了基于ANSYS的uEAC仿真器,进一步结合粒子群优化方法来进行其应用优化设计.通过对经典二值异或和三值异或问题的求解,验证了uEAC在解决线性不可分的模式分类问题上的有效性,为uEAC更多的应用提供了开发工具和试验依据.

串装双燃速药柱发动机的内流场计算

对一维的加质燃烧室流场、轴对称的二维喷管内流场和高燃速药柱燃烧完成后的燃烧室二维内流场以及三维药柱几何做了一体化计算。应用轴对称的N S方程、TVD有限体积法的显式MacCormack格式 ,对燃烧室后段及长尾喷管跨声速流场进行求解 ,得到了双燃速内弹道性能和轴对称二维流场中燃气参数的分布。结果具有较高的精度 ,并为进一步的燃烧室和喷管热结构分析提供数值依据。

基于多物理场计算的微波加热均匀性研究

针对微波加热液体过程中存在温度分布不均匀的问题,提出利用锚式搅拌桨对被加热液体进行搅拌的办法。通过多物理场耦合计算对微波加热静止的去离子水和加热过程中用锚式搅拌桨以不同转速搅拌去离子水的过程进行仿真,研究了搅拌对去离子水温度分布和变异系数的影响,并通过实验验证。结果表明,与去离子水处于静止状态的加热效果相比,锚式搅拌桨的引入可以减小去离子水内部温差且随着搅拌桨转速提升其对加热均匀性改善效果更加明显。