声表面波在MOA比例单元中的热特性研究

无间隙金属氧化物避雷器(MOA)的在线监测是保证电力系统可靠运行的重要措施,实时获取MOA的在线状态,成为避雷器在线监测的热点。本文在介绍避雷器常用测温方式的基础上,分析声表面波(SAW)温度传感器的测温原理并由此分析了SAW器件应用于避雷器在线监测的可行性,本文利用无线无源SAW温度传感器设计了MOA比例单元温度测量的应用方案,通过比例单元动作负载试验的热特性试验,验证了SAW技术应用于避雷器在线监测的正确性,改进了以往测试方式,提高了测量精度,对应用于MOA在线监测有重要的参考价值。

避雷器及其比例单元的散热特性研究

研究避雷器及其比例单元的散热特性是考核避雷器热稳定性的关键。基于引起MOA温升的主要因素,试验研究了在工频电压加热、方波冲击电流及烘箱加热等不同试验条件下MOA及其比例单元的散热特性,并运用工程有限元软件ANSYS建模解析,给出了相应的散热时间常数和降温曲线。试验及解析结果表明:加热方式对MOA的散热特性影响较大,考核比例单元与整只MOA的热等价性时应保证加热方式和加热时间相同;相同外套等结构下,比例单元的轴向散热能力强于整只MOA,为了保证比例单元的散热能力等价于整只MOA,必须采取隔热措施,特别是注意限制比例单元的轴向散热能力;利用ANSYS建立的有限元模型解析结果与试验结果基本一致,可以作为进一步研究的辅助手段。

正交各向异性材料断裂分析的插值型无单元伽辽金比例边界法

插值型无单元伽辽金比例边界法是一种在改进的插值型移动最小二乘法框架下,结合了比例边界法和无单元伽辽金法长处的半解析数值方法。这种方法通过引入比例边界坐标系,只需在求解域的环向上进行数值离散,在径向上采用解析的方法进行计算,处理各向同性材料断裂问题时拥有可观的精度与效率。为进一步发挥这种方法的显著优势并提高其适用性,将插值型无单元伽辽金比例边界法运用于正交各向异性材料断裂分析研究中。最后利用两种不同裂纹形式的数值算例证实了本文方法的有效性与准确性。

插值型无单元Galerkin比例边界法与有限元法的耦合在压电材料断裂分析中的应用

插值型无单元Galerkin比例边界法是一种只需在边界上采用插值型无单元Galerkin法离散且无需基本解的半解析方法,能有效求解压电材料的断裂问题.为进一歩提高这种方法的适用性,该文提出了一种用于压电材料断裂分析的插值型无单元Galerkin比例边界法耦合有限元法(finite element method,FEM)的分析方法.裂纹周边一定范围的计算域采用插值型无单元Galerkin比例边界法离散,其余区域采用FEM离散.插值型无单元Galerkin比例边界法方程和FEM方程的耦合可利用界面两侧广义位移的连续条件方便地实现.最后,给出了两个数值算例验证了该文所提方法的有效性.

反平面断裂问题的无单元伽辽金比例边界法

将比例边界法与无单元伽辽金法相结合,建立了反平面断裂分析的无单元伽辽金比例边界法。这是一种边界型无网格法,在环向方向上采用无单元伽辽金法进行离散,因此计算时仅需要边界上的节点信息,不需要边界元所要求的基本解。为了便于施加本质边界条件,通过建立节点值和虚拟节点值之间的关系给出了修正的移动最小二乘形函数。在径向方向上,该方法利用解析的方法求解,因此是一种半解析的数值方法。最后,给出了数值算例,并验证了所提方法后处理简单和计算精度高的特点,适合于求解反平面断裂问题。

电液比例执行单元数字控制器

本文提出了一种电液比例执行单元专用的数字控制器,阐述了它的软、硬件结构.进而对数字控制器用于电液比例位置控制系统进行了实验研究,获得了满意的控制特性.

比例边界单元法模拟混凝土梁混合裂缝扩展

基于线单性断裂力学（LEFM），采用比例边界有限单元法（SBFEM）模拟了混凝土梁混合裂缝扩展。通过与非线性有限单元法（NFM）模拟结果的对比，说明了SBFEM能预测裂缝扩展轨迹，并能准确有效计算荷载位移曲线及其作用点的挠度曲线。

小汽轮机比例阀驱动控制单元技术改造分析

针对华能国际电力股份有限公司上安电厂350MW机组小汽轮机调速系统在遇到外界干扰时,汽包水位难以控制的问题,提出小汽轮机比例阀驱动单元及电源配置改造中的安装施工方案和设备调试方案,分析改造效果,认为改造后比例驱动单元运行情况良好,小汽轮机进汽调门运行稳定。

插值型无单元伽辽金比例边界法理论及研究进展分析

要扩大插值型无单元伽辽金比例边界法(IEFG-SBM)的应用范围,对其进行了探究。改进的插值型移动最小二乘法和控制方程是IEFG-SBM的理论基础,该方法仅需在计算域的环向进行节点离散,空间维数降低了一维。采用改进的插值型移动最小二乘法构造的试函数能够满足插值性质,方便本质边界条件的直接施加。为了更好发挥IEFG-SBM和有限元法各自的优势,提出了将IEFG-SBM与有限元法进行耦合并用于解决弹性与压电材料断裂问题。但至今,应用IEFG-SBM求解的都是线性问题,非线性还未涉及。未来将扩大IEFG-SBM的应用范围,以期为计算方法的发展带来更为广阔的前景。

一种模拟堆石料颗粒破碎的离散元-比例边界有限元结合法

试验研究和数值模拟都表明,颗粒破碎对颗粒岩土材料的宏观力学响应具有重要的影响。结合离散元与比例边界有限元法,提出一种用于研究堆石料颗粒破碎行为的新的数值计算方法,可以将两种方法各自的优势同时发挥出来。离散单元法将被用于求解颗粒的运动以及相互作用。在每一个时间步尾,采用比例边界有限单元法计算颗粒内部的应力分布。比例边界有限单元法可以仅用一个任意边数的多边形来描述一个颗粒,大大节约应力计算的成本。当应力状态确定之后,Hoek-Brown准则将被引入用于确定颗粒内部的破坏点,当破坏点达到一定的比例时,即视为这个颗粒将破坏。为简化起见,假设破坏路径为直线,如果破坏发生,则该颗粒一分为二,各个新的颗粒将直接参与离散元和比例边界有限元的计算。该方法无需预定义任何子颗粒或网格重划分。最后以一个简单的双轴试验的模拟展现方法的可行性。

基于免疫遗传算法优化的自调整PID控制器研究

目前,传统自调整PID控制器回路中存在目的误差、平均误差和透过误差较多的现象,容易造成工艺数据控制不精确。为此,提出一种基于免疫遗传算法优化的自调整PID控制器研究方案。首先确定PID控制器系统硬件结构,采用免疫遗传算法对自调整PID控制器回路中的积分单元以及微积分计算进行优化,有效避免了目的误差的产生,使用交叉与变异算子调整比例单元以及比例微分单元,借鉴数据交叉适应度值有效控制系统出现稳定性差变、降低平均误差以及透过误差出现的概率,保证工艺数据控制精度,有效解决了上述问题。仿真实验证明,基于免疫遗传算法优化的自调整PID控制器能够对工艺数据进行高精度控制,具有实践意义,能为自调整PID控制器研究发展提供帮助。

金属氧化物避雷器型式试验中试品的选取及检验方法

简要介绍了金属氧化物避雷器产品的分类 ,并从试验角度阐述了依据不同技术标准进行型式试验时 ,试品的准备、数量和选取方法及有关试验项目的检验方法。

基于高阶双渐近透射边界的大坝-库水动力相互作用直接耦合分析模型

高阶双渐近时域透射边界能够同时模拟行波和快衰波的传播,并且能够在全频范围内迅速逼近准确解,具有优良的收敛性能和计算效率.本文将动水压力波高阶双渐近透射边界直接嵌入到近场有限元方程中,建立了大坝-库水动力相互作用的直接耦合分析模型.该模型的整体控制方程保留了近场有限元方程系数矩阵对称稀疏的优势,可以方便地利用现有的通用有限元求解器求解.基于有限元开源软件框架体系OpenSees(Open System for Earthquake Engineering Simulation),编程实现了直接耦合分析模型,并将其应用于二维重力坝、三维拱坝与库水动力相互作用分析.数值算例表明,该直接耦合分析模型具有很高的精度和计算效率.

脉冲星信号的经验模态分解模态单元比例萎缩消噪算法

针对脉冲星信号的消噪问题,提出了一种基于模态单元比例萎缩的经验模态分解(EMD)消噪方法.利用经验模态分解将含噪脉冲星信号分解为一组内蕴模态函数(IMF),将IMF中两个过零点间的部分定义为模态单元,以模态单元为基本单位构造最优比例萎缩因子,对IMF中的每个模态单元进行比例萎缩去噪,进而建立基于模态单元比例萎缩的脉冲星信号滤波模型.对含噪脉冲星信号进行了消噪实验分析,实验结果表明,与小波硬阈值消噪法、比例萎缩小波消噪法和基于模态单元阈值的EMD消噪法相比,该方法可以更有效地去除脉冲星信号中的噪声,同时更好地保留了原信号中的有用细节信息.

基于高阶双渐近透射边界的重力坝-层状地基动力相互作用分析

时域高阶双渐近透射边界能够同时模拟层状介质中行波和快衰波的传播,具有很高的计算精度和计算效率.本文将高阶双渐近透射边界推广应用到多层层状地基系统弹性波传播问题的模拟,采用广义特征值分解分析该透射边界的数值稳定性,通过移谱法消除导致数值不稳定的虚假模态.将高阶双渐近透射边界以超单元的形式直接嵌入到近场有限元方程,建立了有限元-高阶双渐近透射边界时域耦合分析模型,并将其应用到重力坝-层状地基动力相互作用分析.数值算例分析结果表明,该时域耦合分析模型具有很高的精度和计算效率,适用于实际重力坝工程的地震响应分析.

动水压力波高阶双渐近时域平面透射边界I:理论推导

为了准确模拟地震引起的动水压力波在半无限水库中传播引起的辐射阻尼,基于比例边界有限单元法构造了高阶双渐近时域平面透射边界。首先将描述半无限水库的连续波动方程转化为半离散的比例边界有限单元方程,然后通过特征模态变换将以动力刚度矩阵形式表达的控制方程解耦,获得模态动力刚度的连分式解答,再引入辅助变量将透射边界在频域的动力刚度表达等效为一个高阶矩阵方程,对其施加傅立叶逆变换后即得到时域透射边界条件。频域模态动力刚度的计算结果表明:该双渐近透射边界可以在全频范围内迅速逼近准确解,具有良好的收敛性能。

动水压力波高阶双渐近时域平面透射边界Ⅱ:计算性能

为了阐明动水压力波高阶双渐近平面透射边界在时域内的计算性能,本文从时域求解、稳定性、收敛性、计算精度和计算效率等方面对其进行了研究和验证。为了提高计算效率,通过空间模态解耦将原时域高阶透射边界的求解转化为一系列单模态透射边界的求解。常微分方程系数矩阵的广义特征值分析表明,本文发展的高阶双渐近边界是渐近稳定的。高阶双渐近边界的等价频域动力刚度表达的误差范数分析显示,连分式逼近的计算误差会随着阶数的增加迅速下降,计算结果快速收敛于准确解。刚性坝算例表明,在计算精度相当的情况下,高阶双渐近透射边界与远置Sommerfeld边界方法相比在计算效率上有数量级的提高,并且还具备长期计算误差发展稳定的特点。上述研究和验证算例揭示了本文发展的高阶双渐近时域平面透射边界所具备的优良计算性能,可以考虑将其进一步应用到大坝水库动力相互作用分析中。

断裂问题的插值型无单元伽辽金比例边界法与有限元法的耦合研究

插值型无单元伽辽金比例边界法是一种只需在计算域的边界上采用插值型无单元伽辽金法离散且无需基本解的半解析数值方法,特别适用于求解包含无限域和奇异物理场的问题.本文提出了一种用于断裂分析的插值型无单元伽辽金比例边界法与有限元法的耦合分析方法,更好地发挥插值型无单元伽辽金比例边界法和有限元法各自的优势.裂尖周边一定范围的计算域采用插值型无单元伽辽金比例边界法模拟,而其余区域则采用有限元法模拟.在这两个区域内,分别采用各自相应的位移模式,两者相互独立.利用交界面两侧位移的连续条件,可以方便地建立耦合求解方程,简明有效,易于编程计算.最后给出了两个数值算例验证本文方法的有效性.

基于滑动Kriging插值的EFG-SBM求解含侧边界的稳态热传导问题

采用基于滑动Kriging插值的无单元伽辽金比例边界法(EFG-SBM)求解侧边界有温度载荷的稳态热传导问题,该方法通过无单元伽辽金法(EFG)和滑动Kriging插值离散环向边界.由于滑动Kriging插值形函数具备Kronecker delta函数插值特性,克服了移动最小二乘逼近难以直接准确施加本质边界条件的不足.作为一种新型的边界型无网格法,EFG-SBM兼有EFG法和比例边界有限元法(SBFEM)的优点.该方法继承了SBFEM的半解析特性,通过引入比例边界坐标系,可将偏微分控制方程环向离散,径向上解析求解.与传统的SBFEM相比,环向边界通过节点进行离散,前处理和后处理简便.通过数值算例可以看出,相比基于拉格朗日多项式的SBFEM,基于滑动Kriging插值的EFG-SBM计算精度更高.相比有限元法(FEM),该方法能更好地反映尖角处热奇异性以及无限域温度分布状态.

考虑动水压力的输水隧洞-层状地基地震响应分析

基于比例边界有限单元法和连分式渐近展开构建的层状地基高阶双渐近透射边界具有全频范围内快速收敛的高阶精度和很高的计算效率,将高阶双渐近透射边界与近场有限元方程相结合,并将隧洞内水体视为理想声学流体以考虑动水压力作用,进行了输水隧洞-层状地基-动水系统的地震响应分析。数值算例分析结果表明:在地震作用下隧洞内壁的附加动水压力数值较大,其影响不容忽略,考虑动水压力后,隧洞结构的加速度和位移响应略微有所增大,表明动水压力对结构的加速度和位移响应影响较为有限;第一主应力和第三主应力数值有较大幅度增加,隧洞内衬混凝土损伤数值和损伤开裂区域较无内水工况对应的数值大。因此,在输水隧洞的地震响应分析和抗震设计中,十分有必要考虑附加动水压力的影响。