第三类型热弹性Timoshenko系统整体解的存在性、渐近性及其一致吸引子

主要研究的是第三类型非自治热弹性Timoshenko系统.在一定的假设条件下,利用半群和多乘子的方法证明了解的存在性和渐近性结果,并利用一致压缩函数的方法证明非自治热弹系统一致吸引子的存在性.

热弹性效应分析与机床进给系统热动态特性建模

通过一维杆的一维传热的分组显式数值求解,分析热弹性效应的存在及规律,得出随着时间的增长,温升—热变形之间的关系会逐渐趋近稳态,但不可能获得绝对的稳态;在传热过程中,随着距离增加,温度衰减很快,离热源越远的点的热弹性效环应越窄。提出用非线性时序模型与前向神经网络相结合的模型(Nonlinear auto-regressive moving average neural network with exogenousinputs,NARMAX-NN)来辨识热弹性效应。用NARMAX-NN模型对高速进给系统试验台的热动态特性进行建模,获得良好的效果。此方法比多变量回归模型、反馈神经网络模型及广义最小二乘输出误差模型有更好的精度和鲁棒性,能精确地对复杂结构、多热源的时变非线性热误差特性进行建模和预测。

热弹性梁振动系统稳定性分析

研究了一类热弹性梁振动系统 ,用 Hilbert空间中线性算子半群理论证明了该类系统解的存在唯一性 ,得出了系统的稳定性结论 .

一类非线性热弹性耦合系统的解的局部存在性

文中讨论了一类非线性热弹性系统的解的局部存在性,该系统一部分由带记忆类型的热弹性方程描述,另一部分由波动方程描述.主要利用伽辽金方法、能量积分法和线性估计证明了弱解的局部存在性.

一类热弹性系统的变结构控制

考虑一个由偏微分方程及初值与偏值条件所描述的线性热弹性系统.根据所考虑的热弹性系统,定义了相应的线性偏微分算子及适当的状态空间.讨论了变结构控制问题.利用算子半群方法证明了等效控制原理在热弹性系统中的有效性,在此基础上讨论了变结构控制系统的渐近稳定性;设计变结构控制律,保证了系统在此控制下是指数一致稳定的,最后给出了使滑动模稳定的控制律.

考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同的电热联合系统优化调度

电热联合系统中电、热负荷在峰谷分布上存在互补特性,考虑电、热负荷的互补特性实施电热联合系统优化运行可以有效增强系统调峰灵活性,缓解电热强耦合造成的弃风。为此,研究了考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同的电热联合系统优化调度问题。阐述了电、热负荷协同促进风电消纳的机理。根据电、热负荷特性分别建立采暖建筑用户热负荷弹性模型以及分时电价需求侧响应模型,并以此为基础建立电、热负荷协同响应模型。将负荷模型纳入调度模型,构建考虑负荷协同优化的电热联合系统日前调度模型。算例分析表明,采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应的协同可有效提升系统运行经济性并促进系统风电消纳。

考虑热备用的气-电耦合园区综合能源系统弹性调度

随着气-电耦合园区综合能源系统IEGS(integrated electricity and gas community system)内部能源耦合程度的逐渐增强和其日益增长的供能可靠性需求,制定合理有效的调度策略增强系统对供能端故障的适应性愈加重要。为此,计及IEGS电、气互补运行特性,制定了考虑蓄热装置热备用的气、电互补多阶段弹性调度策略。首先,计算各个时刻发生气源、电源故障时满足重要负荷所需的最小储能备用容量;然后,基于备用信息进行考虑热备用约束的日前经济调度,若发生源端故障,系统切换至故障运行模式,优先保证重要负荷供能;最后,选取夏季运行日数据进行调度策略的验证分析。结果表明,考虑热备用的IEGS气、电互补弹性调度策略可在不明显改变运行成本的情况下提升系统对源端故障的适应性,保证故障域内重要负荷的可靠供给,具有较强的运行弹性。

一维线性热弹性系统的边界控制与衰减指数

考虑边界反馈时，一维热弹性系统的衰减速度．证明了闭环系统的谱确定增长条件成立，且反馈增益常数可任意改变高本征频谱．最后谱方法给出了数值模拟结果．

热弹性红外图像安全检测系统

国家科学仪器重点攻关项目“热弹性红外图像安全检测系统”于2002年11月29日在北京通过技术鉴定,专家一致认为是原创型,具有国际领先水平。主要介绍其研究内容、研究方法和取得的成果,热斑迹的发现及其探测方法在无损检测界引起的反响。

支承于连续多层弹性阻尼系统上的Timoshenko梁的振动方程

本文导出了支承于连续多层弹性阻尼系统上的Timoshenko梁的振动方程,并考虑了轴向力的作用。指出一般情况下的Timoshenko梁的振动方程是该方程的特例。应用导出的方程,求解了铁路钢轨的稳态振动问题,相应地也给出了轨枕和道床的振动方程及其振动特性。计算结果指出,钢轨的横向剪切变形及其承受的轴向力对钢轨的振动水平、轮轨间的动作用力均有影响,特别是在高频域,有着不可忽略的影响。

具有结构阻尼的热弹性梁耦合系统的整体强解

考虑热效应对弹性梁的影响,研究了一类具有结构阻尼的热弹性梁耦合系统的整体动力行为。在"具有结构阻尼的热弹性梁耦合系统的整体解"研究的基础上[1],把条件加强,采用Galerkin方法,进一步证明了该系统整体强解的存在性与唯一性。

计及热负荷需求弹性共享的多区域电-热综合能源系统协调调度方法

多区域电-热综合能源系统是包含多个独立供热系统的电热耦合系统,但能源市场的发展使得传统调度难以满足多个综合能源系统之间资源共享的需求。综合考虑区域间灵活性资源共享模式及协调调度求解手段,建立了多区域电-热综合能源系统协调调度模型。首先,对热负荷需求弹性进行建模,考虑区域间电能共享对多区域电-热综合能源系统调节潜力的影响,计及电网、热网传输约束,建立了多区域电-热综合能源系统协调调度模型。为解决多区域协调运行时各区域间的信息壁垒与利益分歧,采用交替方向乘子法对多区域电-热综合能源系统协调调度模型进行分布式求解。算例分析表明:通过多区域灵活性共享,各区域弃风率可以得到明显改善,即所建立的协调调度模型可以在保证各自区域间能源调度独立性的前提下提高整个系统能源利用率及灵活性。

高温合金热防护系统设计与分析

金属热防护系统是高超飞行器热防护系统的理想候选方案。给出了一套高温合金金属热防护系统的初始设计方案,进行了金属热防护系统各功能层选材;给出了金属蜂窝材料的宏观力学性能和导热性能等效方法;建立了金属热防护系统简化的一维有限元传热分析模型,提出了采用迭代分析方式说现的金属热防护系统隔热层尺寸优化方法;建立了金属热防护系统的三维有限元分析模型,实现了金属热防护系统的热弹性分析;最后通过典型算例验证了上述方法的有效性。

线性摩擦焊机夹具系统弹性变形对焊接过程的影响

线性摩擦焊机是研制高推比航空发动机整体叶盘的关键设备,其核心是产生往复运动的振动系统。在振动系统往复运动中,固定夹具系统在往复摩擦力的作用下,不可避免的产生弹性振动和机械位移。通过建立线性摩擦焊接过程的动力学理论模型,研究了固定夹具的弹性振动对线性摩擦焊机振动系统驱动力、机械功率及产热功率的影响。指出线性摩擦焊接过程中,夹具系统的刚性对于焊接过程有很大的影响。固定夹具系统的弹性变形降低了摩擦界面的产热功率。摩擦阻力对驱动系统输出功率及摩擦产热功率的影响存在转折点,摩擦阻力过大,驱动系统输出功率及摩擦产热功率反而会下降,因此必须保证线性摩擦焊机夹具系统的刚性。该研究为进行线性摩擦焊机的设计提供了理论依据。

热固耦合作用下的套管-水泥环-地层多层组合系统应力分析

考虑非均匀地应力、内压和地层高温对高温高压井套管-水泥环-地层多层组合系统的作用,应用弹性力学理论,结合边界条件、接触条件和连续条件,获得热固耦合作用下套管-水泥环-地层多层组合系统应力分布的解析解。讨论水泥环厚度、弹性模量、泊松比、地层温度、套管-水泥环层数对最内层套管内壁Mises应力分布规律的影响。研究结果表明:上述因素对最内层套管内壁Mises应力的分布均有影响;对比套管-水泥环-地层的单层和多层组合系统,多层组合系统的最内层套管内壁的Mises应力较单层系统明显降低,这说明多层组合系统具有重要的工程价值。

衬砌与土相互作用的圆形隧洞分数阶热弹性动力响应

衬砌作为地下工程的重要支护结构,常受到一些苛刻环境的作用,例如高温和冲击。考虑衬砌结构与土的动力相互作用,研究了圆形隧洞衬砌-土系统在热源和力源共同作用下的瞬态热弹性动力响应。基于分数阶热弹性理论,采用Laplace变换和微分算子分解法得到了土体的温度增量、位移、应力的解析表达式。将衬砌结构视为均匀弹性介质,得到了衬砌的温度增量、位移、应力解析解。利用衬砌内边界及衬砌与土体界面处连续性条件,在Laplace变换域内给出了深埋圆形隧洞衬砌-土系统的热弹性动力响应解答。采用Laplace逆变换Crump数值反演方法,得到了时域内衬砌-土系统热弹性响应的数值解。结果表明:随着分数阶参数?的增加,径向位移、径向应力逐渐增大,而其对环向应力的影响较小。在突加荷载和阶跃荷载作用下,随着分数阶参数?的增加,温度增量逐渐增大。

具有分数导数本构关系的非线性粘弹性Timoshenko梁动力学行为分析

本文利用分数导数型本构关系建立了在有限变形情况下Timoshenko梁的控制方程并利用Galerkin方法进行简化。然后利用一种存储部分历史数据的分数积分的计算方法对梁的控制方程进行求解。考察了载荷参数和分数导数参数对梁振动的影响，并采用非线性动力学中的各种数值方法，如时程曲线、功率谱、相图、Poincare截面等，揭示了非线性粘弹性Timoshenko梁丰富的动力学行为。

载流梁的热磁弹性理论创新及在元器件研制中的应用

为研究载流梁在电磁场和温度应力共同作用下的影响机理,分析系统参数对载流梁振幅的影响规律,应用动力学方法建立载流梁的非线性热磁弹性理论模型,并求得了主共振幅频响应方程。研究结果表明:当温度、磁场强度、长度、横截面积达到特定值时,系统振幅会大幅增加,研究结果为载流电磁元器件研制中的可靠性、灵敏性设计及运行稳定性提供支持。

热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同促进碳减排的电热优化调度

通过负荷侧灵活性资源的协同可有效促进系统的碳排放降低与低碳经济运行,针对于电热联合系统日前调度问题,建立了一种热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同促进碳减排的电热优化调度模型。为有效挖掘负荷侧灵活性资源的协同潜力,在系统的热负荷侧综合利用采暖建筑用户热负荷弹性,同时于系统的电负荷侧引入分时电价需求侧响应相协同。模型的综合优化目标对应考虑结合系统运行燃料成本、系统弃风惩罚和系统碳交易成本以安排电热联合系统的调度计划。算例仿真表明,通过电热负荷侧采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应的协同可有效地降低系统碳排放并促进系统低碳经济运行。

非完全覆盖双层微梁谐振器热弹性阻尼建模

热弹性阻尼是决定微机械谐振器品质因子上限的关键参数之一。以往热弹性阻尼解析解只适用于完全覆盖多层微梁结构。由于制造工艺和实际功能需求,非完全覆盖双层梁为代表的复杂结构形式更普遍。基于傅里叶传热定律,推导出非完全覆盖双层微梁谐振器热弹性阻尼的解析解。同时利用数值方法和实验验证了该解析解的有效性。并分析了镀层厚度、长度和位置对热弹性阻尼的影响。