电大目标瞬态散射的时域自适应积分算法

为降低时域积分方程(TDIE)计算电大目标瞬态散射时的计算量和内存需求,研究了时域自适应积分算法(TDAIM)。基于TDAIM的单元分组思想,给出了目标瞬态散射的计算流程,并在.Net平台下对典型目标进行了编程实现。在此基础上,针对球锥体和舰船等典型目标进行了仿真。仿真结果表明:本文实现的时域自适应算法与矩量法(MOM)计算结果吻合较好。该算法为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径。

结构非线性动力学方程的自适应精细积分算法

将定常结构动力方程的精细时程积分算法推广应用于非线性动力学问题时,对非线性项的线性化处理使该方法的计算精度对时间步长非常敏感。为此本研究中将龙贝格积分法引入该方法,提出了由此而产生的指数矩阵的快速精细算法,从而使时间步长的选择具有了自适应性,且计算精度和效率均得到提高。文中的数值算例给出了该方法的计算精度和效率。

AdHoc网络单神经自适应PID主动队列管理

针对无线自组网的网络拥塞问题,考虑网络节点的移动性以及网络拓扑结构异变性引起的局部和全局拥塞,提出了一种单神经自适应PID的主动队列管理算法。算法对现有的Ad Hoc网络移动节点的队列管理算法进行改进,利用单神经元结构简单的特点,同时结合神经网络强大的自适应、自学习能力,实现对无线节点缓冲区队列长度的有效控制。实验结果表明,新的中间节点拥塞控制算法具有响应时间短、丢包率低、网络流量吞吐率高等优点,在动态的网络环境下具有更好的稳定性和鲁棒性,综合性能优越于传统的PID控制算法。

任意形状天线罩的快速分析

将自适应积分算法与体积分方程相结合分析任意形状天线罩对天线辐射特性的影响。将任意形状的天线罩剖分成四面体,基于体积分方程的自适应积分快速算法求出天线罩上的感应电流,即可求出天线-天线罩系统的总场。自适应积分快速算法的应用提高了矩量法的计算速度,并大大缩减了需要的存储量,从而使该方法可用于分析电尺寸较大的天线罩。最后,分别计算了球形、锥形天线罩存在时理想电振子阵列的辐射方向图。

金属介质混合目标电磁特性的快速分析

将自适应积分算法与基于体面混合积分方程的矩量法相结合快速分析任意结构金属/介质混合目标的电磁散射和辐射特性。通过将传统矩量法的阻抗矩阵分为两部分且采用不同的方法进行处理计算,提高了矩量法的计算速度并大幅度缩减了需要的计算机内存占用量。最后,分别用传统的矩量法与结合自适应积分快速算法的矩量法计算了三个典型例子,通过比较充分说明了文中方法的有效性。

移动荷载下粘弹性地基上无限大板的稳态响应

针对高速交通体系引起的结构与地基振动问题,采用移动荷载作用下Kelvin地基上的无限大板作为力学分析模型,分析了运动车辆荷载作用下路面体系的动力响应。首先采用三维Fourier变换法导出了板在任意匀速运动荷载作用下的稳态挠度的一般解,然后推导了各种移动荷载作用下板挠度的二维积分解析解,包括恒常和简谐移动矩形均布荷载、线均布荷载、集中荷载,最后采用自适应数值积分算法计算了板在移动集中恒载和移动矩形均布恒载作用下的挠度,比较了两种荷载作用下板挠度的异同。结果表明:上述两种荷载作用下板挠度的差异较小,可尝试将运动车辆作用于路面体系的荷载简化为移动集中荷载阵列考虑。

刚性路面在运动车辆作用下的动力响应

针对运动车辆引起的路面结构动力问题,采用移动荷载作用下Kelvin地基上无限大Kirchhoff薄板为力学分析模型,分析了运动车辆作用下刚性路面的动力响应。首先采用积分变换法推导了板挠度的Green函数,并通过Duhamel积分求得各种移动荷载模式作用下板稳态挠度的二维积分解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载。然后采用自适应数值积分算法计算解析解中的二维无穷积分,得到了板稳态挠度的数值结果。最后对速度和阻尼等对板稳态挠度的最大值和空间分布的影响进行分析,得到了荷载临界速度,发现了板动力响应的特性和规律。

高速移动荷载下黏弹性半空间体的动力响应

分别以移动荷载和黏弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了地基在运动列车作用下的动力响应．首先采用Green函数法求解黏弹性半空间体在各种移动荷载模式作用下的动力响应的解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载．然后采用IFFT算法和自适应数值积分算法计算解析解中的二维积分,得到了包括低音速、跨音速和超音速移动荷载作用下位移的数值结果．最后分析了速度对位移的分布和最大值的影响,发现当速度大于Rayleigh波速时,位移发生显著变化．

高速列车引起的地基振动

针对高速列车引起的环境振动问题,分别以移动线源非均布荷载和粘弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了高速列车引起的地基振动。首先采用积分变换法推导了移动线源非均布荷载作用下粘弹性半空间体动力响应的二维积分解析解,包括位移、速度和加速度。然后采用IFFT算法和自适应数值积分算法计算二维积分,得到了低音速、跨音速和超音速移动荷载作用下动力响应的数值结果。最后分析了荷载移动速度对动力响应最大值和分布的影响,发现当荷载移动速度大于Rayleigh波速时,粘弹性半空间体的动力响应出现显著变化。

金属目标快速分析的不完全LU预处理技术

研究了一种用于改善金属目标快速计算迭代收敛特性的预处理技术。采用自适应积分快速算法(AIM)快速精确分析任意结构金属目标的电磁散射特性,着重探讨了运用不完全LU分解方法(ILU)来加速AIM算法的迭代收敛过程的技术。快速算法结合ILU分解技术极大地提高了金属目标电磁特性的分析计算速度。

列车荷载作用下黏弹性半空间体的随机动力响应

针对列车荷载作用下黏弹性半空间体响应的问题,利用虚拟激励法将系统的随机分析转化为确定性分析。根据列车荷载构造了相应的虚拟激励形式,通过傅里叶积分变换法把半空间体控制方程转入波数-频率域,并推导获得了系统虚拟响应的积分形式解。当相速度接近或大于瑞利波速时,积分形式解中被积函数往往具有奇异性和高振荡性,使得数值计算相当困难。对此,将被积函数图形化以确定函数的积分限,并通过自适应数值积分算法解决被积函数的振荡性。数值算例中,进行了随机列车荷载作用下半空间体的响应分析,讨论了荷载移动速度及频率等参数变化对响应的影响,给出了响应的时间和空间分布规律。本文方法可进一步推广至移动矩形荷载等载荷模型,对移动荷载作用下环境振动行为预测具有很好的借鉴意义。

基于模糊PID控制的智能循迹小车设计

现如今,人们的物质生活水平随着国家经济发展不断提升,人们对某些生活产品的需求大幅增加,对企业的生产技术要求不断提高。在这一过程中,智能车辆研究发展迅速。基于此,建立了智能小车的运动模型,并用MATLAB软件进行仿真研究,继而搭建了智能小车的硬件平台,以仿真比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)结果为参考,设计基于单片机的模糊PID算法,以达到对智能循迹小车在行驶时的速度进行闭环控制的目的。与开环循迹小车运行效果相比,其稳定性及精确性得到了大大提高。

舰船角接触轴承的加速寿命动力学模型研究

以舰船四点角接触球轴承为研究对象,以轴承加速寿命为目标,在滚动轴承动力学、赫兹接触理论及弹性流体动力润滑理论基础上,综合考虑轴承各元件间相互作用、钢球与保持架间碰撞、轴承润滑状态等关键因素,建立四点接触球轴承动力学微分方程组,采用S-R变步长自适应积分算法求解动力学方程组。结合滚动轴承加速寿命理论,以动力学分析结果为边界输入,基于材料本构关系,使用Ansys以及nCode有限元分析软件建立四点角接触球轴承保持架疲劳寿命估计模型,根据确定的强化因子,采用改变负荷和转速的形式完成对轴承疲劳寿命的评估。研究表明,当量动负荷对轴承加速寿命的影响最大,其次是轴向负荷;转速和径向负荷对轴承加速寿命影响最小;转速对保持架寿命的影响最大。

移动随机线源荷载作用下黏弹性半空间体的动力响应

求解移动荷载作用下黏弹性半空间体的响应,是研究交通荷载引起的环境振动问题的基础。移动荷载作用下半空间体响应的积分形式解不难得出,但当荷载移动速度接近或大于瑞利波速时,被积函数往往具有奇异性和高振荡性,这就使得数值计算相当困难。该文研究了移动随机线源荷载作用下黏弹性半空间体的响应问题。利用虚拟激励法,将系统的随机振动分析转化为确定性分析,然后通过广义Duhamel积分得到了响应的积分形式解。将被积函数图形化确定了函数的积分限,通过自适应数值积分算法解决了被积函数的振荡性,最终得出了黏弹性半空间体动力响应的数值结果。为确保数值计算结果的正确性,同样计算了确定性荷载作用下半空间体的响应,并与已有文献结果进行了对比。在验证了数值算法正确性的基础上,计算了随机荷载作用下半空间体的响应,荷载移动速度涵盖了亚音速、跨音速和超音速三种情形。通过具体算例,分析了响应的时间和空间分布规律,并对荷载移动速度对响应的影响进行了分析。