瞬态Navier-Stokes方程的一种新的全离散粘性稳定化方法

基于压力投影和梯形外推公式,对速度/压力空间采用等阶多项式逼近,针对高Reynolds数下的瞬态Navier-Stokes方程提出了一种新的全离散粘性稳定化方法.该方法不仅绕开了inf-sup条件的限制,克服了高Reynolds数下对流占优造成的不稳定性,而且在每一时间步上,只需要进行线性计算,从而减少了计算量.给出了稳定性证明,并得出了与粘性系数一致的误差估计.理论和数值结果表明该方法具有二阶精度.

瞬态热传导方程的子结构精细积分方法

对线性定常结构动力系统提出的精细积分方法，在数值精度等方面表现出极大优越性。但是当矩阵尺度很大时在数值计算与存储中将产生困难。对此，本文对瞬态热传导方程，根据子结构的概念，将结构分为若干个子结构，对各子结构分别进行指数矩阵运算并通过子结构间界面的物理量相联系，从而提高精细积分方法的计算效率。

瞬态热传导方程精细积分方法中对称性的利用

采用精细积分法求解瞬态热传导方程时，对指数矩阵进行变换后使其具有对称性，利用这一特性可使存贮量和计算量降低一半．变换后指数矩阵的带宽特性不变，采用于域精细积分可进一步提高算法的计算与存储效率．

层合结构瞬态热传导方程的一种精细解法

提出了层合结构瞬态热传导方程的一种精细解法,该方法适用于单层或者多层介质的情况。首先将结构的瞬态热传导方程沿空间方向均匀(单层介质)或者分段均匀(多层介质)离散,转化为关于时间的常微分初值问题,然后将离散后的拉普拉斯差分算子由块三角矩阵转化为块对角形式,结合已有的精细积分算法,建立了求解层合结构瞬态热传导问题的一种有效方法。该方法具有良好的精度,还可以无条件地满足算法的稳定性要求,算例表明了这方法的有效性。

瞬态对流-扩散方程的变分多尺度解法

根据变分多尺度思想,求解了瞬态线性和非线性对流-扩散方程。文中为了简化"细"尺度方程的求解,忽略了该方程的瞬态性,分别用高阶多项式泡函数(High-order Polynomial Bubble)和自由残量泡(Residual Free Bubble)函数近似"细"尺度解,进而引入了消除数值伪振荡的稳定化结构。数值算例验证了本文方法的精确性、稳定性和对高Peclet数问题的适应性,证明了上述对"细"尺度模型的简化是可行的。

单盘转子突加不平衡瞬态响应特征研究

以偏置单盘转子为研究对象,用传递矩阵法建立了含有加速度项的瞬态运动方程,并且以Newmark-β积分法求解,编程模拟出系统的突加不平衡瞬态响应。该方法考虑了加速度、阻尼对瞬态响应的影响。结果表明:单盘转子系统在运转时突加不平衡后会引起较大的幅值震荡,最终趋于稳定;突加不平衡引起震荡的幅值和最终稳定值都随突加不平衡量的增大而增大,近似成正比例关系。

液体黏性调速起动瞬态过程数值模拟研究

为揭示油膜挤压效应对液体黏性调速起动过程的影响,本文采用有限元素法联立求解修正瞬态雷诺方程、能量方程、润滑油黏温方程等对调速起动过程进行数值模拟研究.结果表明由于油膜在调速起动过程中逐渐减薄,挤压效应对油膜承载力产生较大的影响,但在起动过程的不同阶段其影响不同.在起动过程开始阶段,油膜挤压效应的影响较小,随着油膜的减薄,挤压效应对油膜承载力的影响越来越显著.调速起动试验验证了这一结果的正确性.

井内瞬态波动压力分析

本文用混合隐式特征线法求解了井内流道中的瞬态波动压力问题,给出了弹性管和可压缩流体在井内各流道组合的压力波波动方程和定解条件。文中对运动管柱(钻柱,套管)在常规井身结构内的各流道组合进行了合理的划分,得出了各种情况下瞬态压力的数值解。本文瞬态波动压力计算结果比过去通用的稳态波动压力计算值更符合井内实际,因此用本文的方法能更准确地计算井内波动压力及确定合理起下钻速度。

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的瞬态解析方法

为了解决空间分辨率和频率测量精度之间的矛盾,将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,建立了运用瞬态受激布里渊散射耦合波方程组描述该系统的数学模型。采用时域有限差分法求解了瞬态受激布里渊散射耦合波方程,仿真拟合了常微分方程组的时域幅值解,并实验验证了脉冲预泵浦瑞利布里渊光时域分析系统散射光功率谱和理论的一致性。结果表明,传感脉冲光、瑞利散射光和声波场三波幅值拟合方程的均方根误差可达0.003 097、0.005 717和0.020 75,沿光纤长度该系统功率谱呈现出携带布里渊信息的瑞利散射特性,可实现光纤温度和应变的传感检测。

用于两群瞬态中子扩散计算的节块方法

采用非线性迭代节块方法作为空间近似方法 ,同时使用隐式差分和时间积分方法作为时间域近似方法 ,求解两群多维瞬态中子扩散方程 ,并给出基准问题的计算结果。

可倾瓦推力轴承在工况参数变化下的瞬态润滑性能研究

建立可倾瓦推力轴承中的油膜厚度方程、瞬态油膜压力方程、瞬态油膜温度方程以及求解油膜力和瓦块力矩的数学模型 ,提出基本方程的数值求解过程 ,研究可倾瓦推力轴承变转速下的瞬态润滑性能。

压接型IGBT子模组在关断过程中的电场瞬态特性分析与调控

封装绝缘问题是压接型IGBT器件研制过程中面临的关键挑战之一,解决绝缘问题的关键是准确分析器件内部复合绝缘结构在运行工况下的电场分布特性。现有研究多在静电场或恒定电场下分析其静态电场特性,忽略了其在实际工况下的电场瞬态特性。针对刚性压接型IGBT器件,考虑到直流断路器用压接型IGBT面临的单次关断的实际工况,在电准静态场条件下,该文采用瞬态边界电场约束方程,准确计算压接型IGBT子模组复合绝缘结构中的瞬态电场,获得器件内部不同介质交界面上的界面电荷密度,详细分析瞬态电场的时空分布特性。在此基础上,该文从子模组的绝缘结构和封装绝缘材料参数两方面对子模组的瞬态电场进行调控,结果表明,该文所提控制方法能显著降低绝缘薄弱环节处的电场强度。

承受冲击载荷的径向轴承瞬态性能的研究

联立求解三维瞬态雷诺方程、轴颈的运动方程、考虑油膜和轴瓦的三维瞬态温度及油膜压力和温度对润滑油粘度的影响,得到了在受到冲击载荷后的径向轴承的瞬态性能。结果表明,受到冲击载荷后,轴心会在新位置重新稳定下来,各性能参数也重新达到平衡,达到平衡的时间与冲击载荷的大小基本无关;轴心的运动轨迹范围随着冲击载荷的增大而增大;润滑油膜和轴瓦的热传导惯性影响着油膜温度的变化,从而影响轴承最小油膜厚度和最高油膜压力。

改进准静态方法的研究

处理反应堆三维动力学问题时，在时间方面采用了改进准静态方法，并加入了综合法改进，它通过对中子通量的因式分解，达到放大时间步长的目的，减少了进行空间计算的次数；在必要的空间计算中，该方法又利用了格林函数节块法的原理求解形状函数的空间分布，使空间网格距可以达到有限差分法的近二十倍。

浅谈三维变系数热传导方程并行SPH方法模拟

传统光滑粒子动力学(SPH)方法在求解三维热传导方程时,易出现精度低、稳定性差和计算效率低的问题。为此,本文基于Taylor展开思想对传统SPH方法的核导数计算进行修正以提高其计算精度,引入稳定化处理的迎风思想对带有对流项的部分进行离散以改善数值求解稳定性,结合相邻粒子搜索标记法和MPI并行计算,给出一种能稳定、高效模拟三维变系数瞬态热传导问题的改进并行SPH方法。

基于Adomian修正分解法求解瞬态热传导方程

利用Adomian修正分解法把热传导微分方程转换成适用符号计算的递归代数公式,并结合初始条件得到了方程的解析解表达式.数值计算结果显示:Adomian修正分解法具有很好的收敛性,所得结果与精确解误差较小;算例表明此法能快速有效求解瞬态热传导方程.

多策略灰狼算法在WSN上的覆盖优化研究

针对随机部署无线传感网络出现的覆盖率低的问题,提出了一种多策略灰狼(MSGWO)算法的无线传感网络覆盖优化方法。首先,为平衡全局与局部搜索,提出双曲正切的非线性收敛因子;其次,采用差分变异重构包围步长来降低算法陷入局部最优的概率;然后,为加快算法的收敛速度与精度,利用瞬态搜索优化方程更新灰狼位置;接着融合莱维飞行策略增加空间搜索多样性;最后,引入边界越位策略避免灰狼个体越界重定位问题。仿真结果表明,MSGWO算法相比SSA、LGWO、PSO和PSOGWO算法的平均覆盖率增量分别为12.52%、6.054%、7.53%和3.45%,该算法具有较高的平均覆盖率和更优的节点分布状态。

基于场路直接耦合法的电压互感器匝间短路外特性分析

发电机出口电压互感器(TV)匝间短路将在系统中产生不平衡电压导致发电机基波零序定子接地保护动作,TV故障外特性对机组稳定运行有重要意义。对此,基于Maxwell和Simplorer软件对单相电压互感器电磁转换过程仿真,建立可在每一计算步长实现场路间数据交换的场路直接耦合有限元模型,针对TV一次绕组匝数大难以直接建模,提出绕组分组技术,并设计搭建了实验平台,对有限元仿真模型的准确性进行实验验证。基于有限元特征量计算结果,分析了TV不同运行状态的电、磁特征量,并给出了基于绕组分组技术的TV匝间故障解析模型。仿真验证结果表明:TV匝间故障解析模型进行一次电流、环流等故障特征量分析准确有效。

回焊炉炉温曲线设计与优化

针对工业电子元件在回焊炉中焊接过程的受热情况进行建模分析.以对流传热理论与牛顿冷却定律为理论依据,建立了回焊炉非线性瞬态传热数学模型,利用有限差分法求解得到了给定条件下的温度分布.同时,为取得高效率、高质量焊接所需的回焊炉参数,综合给定的制程界限,建立了回焊炉传输带速度与各温区温度大小的规划模型与峰值温度面积与各温区温度分布的规划模型,采用遍历迭代求解,获得了给定温度设置下的最大过炉速度,并得到了优化的炉温曲线.

油箱容积对液压系统油液污染度影响的分析研究

建立了液压系统油液污染度的数学模型,分析了油箱容积对液压系统油液污染度的影响程度。