基于节点耦合关系解析的无功电压递归切割分区方法

合理的无功电压分区是确保电网安全运行和电压稳定的前提条件,为此,提出一种新的无功电压递归切割分区方法。基于网络阻抗矩阵方程,对节点间的耦合关系进行解析,给出了电源节点间的耦合关系表达式和电源节点对负荷节点的电压控制灵敏度指标。依据对节点耦合关系的识别,通过递归切割的方式将电网划分成若干分区。在每一递归切割分区过程,首先依据电源节点耦合关系将待分割区域内的所有电源节点分成两组,然后依据电源节点对负荷节点的电压控制灵敏度指标将待分割区域内的负荷节点映射到相应的电源节点分区。最后讨论了分区过程的中止条件判定问题,并通过IEEE 118节点系统和实际电网系统对所提方法进行了算例分析。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

针对基于非线性MPC接触方法的螺栓强度可靠性分析耗时长,效率低的问题,提出一种基于节点耦合技术和响应面法的螺栓强度可靠性分析方法.以某地铁司机室座椅连接螺栓为研究对象,首先根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析;其次将分析结果与螺栓强度的接触非线性分析结果进行对比;最后,参数化座椅连接螺栓节点耦合模型,对设计变量进行中心复合设计,拟合螺栓强度的多项式响应面函数,根据应力-强度干涉理论建立极限状态函数,采用拉丁超立方抽样方法对螺栓强度进行可靠性分析.实验结果表明:可以采用节点耦合技术模拟接触行为,同时,该可靠性分析方法能在极大程度上节省螺栓强度可靠性分析所用的时间.

焊根节点耦合对管线钢对接接头残余应力的影响

建立了X80管线钢管对接接头有限元模型,得到并分析了焊根节点耦合与否对残余应力的影响。采用X射线衍射法对模拟应力结果进行了验证。结果表明,焊根节点耦合与否得到的应力模拟结果和应力测量结果分布趋势相吻合,证明了有限元模型建立的正确性。在轴向节点不耦合计算结果与试验结果误差最大为10.35%;节点耦合计算结果与试验结果误差最大为12.42%。在周向节点不耦合计算结果与试验结果误差最大为8.29%;节点耦合计算结果与试验结果误差最大为14.05%。因此,采用焊根节点不耦合处理方式对数值模拟预测精度提升有重要指导意义。

节点耦合动态传播下电网故障智能恢复研究

随着我国科技的不断进步,电力电网系统得到了持续良好的发展,同时也导致了各行各业电力需求的不断提升。为了使各领域对电力越来越高的需求得到满足,使诸多领域的电网系统稳定运行,此次研究以电网故障的自动恢复为实现目标,对节点耦合性动态传播算法等内容进行了探究与相关实验。研究结果显示,恰当利用节点耦合性动态传播算法,能够有效避免电网系统在运行过程中的各种不稳定及故障现象,在产生故障时可以适时地作出反应,维护电网的稳定。

基于元胞传输的高速公路节点耦合仿真模型

研究基于元胞传输关系的高速公路节点耦合仿真模型的建立问题。从高速公路复杂网络系统综合仿真模型建立需要出发,基于各路段传输关系,定义不同类型节点并建立其流量动力学模型;按照节点传输关系建立高速公路节点耦合仿真模型。结合具体例子对所建立的节点动力学模型、节点耦合模型通过流量比较、宏观基本图比较予以验证,在此基础上进行拥堵下基于复杂网络牵制同步的高速公路多匝道协调控制实验研究。结果表明:所建立的交通流节点耦合仿真模型能够从不同尺度映射高速公路节点及其关系,可用于基于复杂网络理论方法的高速公路管理控制中。

基于N-K模型的装配式建筑工程质量链节点耦合研究

目前,我国正在大力推广装配式建筑,但在其运行过程中发现很多质量问题。因此,质量管理应作为装配式建筑工程管理的重点。从6M1E角度整理出装配式建筑工程质量链的5个Ⅰ级节点和18个Ⅱ级节点,构建装配式建筑工程质量链节点联动关系。基于228份受访者反馈的调查数据,利用N-K模型量化链节点要素耦合程度。研究结果表明:质量链中主观因素(主要人员、施工实施)诱发多因素耦合能力突出,其重要程度明显高于其他因素。

基于节点电气耦合连接度的配电网启发式孤岛划分

分布式电源(DG)供电能力和周围负荷需求需要进行功率匹配,以保证故障后孤岛划分区域供电的稳定性和良好的电能质量。通过采集配电网中的量测终端数据,在研究基于单元融合法的配电网孤岛划分的基础上,提出利用节点电气耦合连接度指标筛选重要负荷节点,使得关键负荷单元能够得到优先融合,在较短的时间内,制定出孤岛划分的最优方案。仿真数据表明计及节点电气耦合连接度的配电网孤岛划分算法能够较为有效地融合配电网中一些关键节点,使配电网故障后,能够借助分布式电源的供电能力为非故障区域的负荷提供持续的供电服务。

呼包鄂榆城市群耦合空间碳排放生态网络构建

构建生态网络是维持景观连通性、提升包括固碳在内的生态系统服务功能的重要手段。为了更好地响应固碳增汇目标及其政策要求,有必要将空间碳排放因素纳入区域生态网络分析框架。选择高能耗、高碳排且生态脆弱的呼包鄂榆城市群作为研究区,采用生态系统服务和连通性分析识别生态源地,并结合电路理论和重力模型提取生态廊道,得到区域景观生态格局;通过获取夜间灯光数据模拟得到城市群栅格尺度碳排放空间格局,并与景观生态格局进行空间叠加,以此补充“生态-碳排”耦合节点和规划廊道,进而构建考虑区域碳排放空间格局的城市群生态网络。结果表明:1)仅考虑生态因素构建的区域生态网络东西两侧生态源地连通性不足,网络呈“中部阻断型”分布;2)区域碳排放存在明显空间特征,高值区出现在人为生态扰动显著的中部矿产资源开发区和主要城镇地区;3)通过耦合区域碳排放格局,补充了23个“生态-碳排”耦合节点和67条规划廊道,生态网络结构由树状转变为蜂巢状,网络闭合度、线点率和连接度分别提升了92%、30.48%和27.45%。因此,通过耦合空间碳排放因素改进的生态网络构建方法,对于提高生态网络的多功能性和稳定性,以及促进以增加碳汇能力为目标的生态保护与修复均具有重要意义。

C型钢缀板柱的有限元模拟方法研究

缀板柱以其制造简便、稳定性高且价格低廉的优势,在工程钢结构中得到了广泛应用,如何准确模拟缀板与立柱之间的连接情况,是工程结构有限元模拟时的重要问题。文章采用有限元软件ANSYS,研究C型钢缀板柱中缀板与立柱之间连接情况的有限元模拟问题,通过对比单元整体建模与节点耦合建模的模拟结果,分析了节点耦合连接方法的模拟原理并提出了使用时的注意事项。计算分析表明:整体建模模拟效果较好但不便于模型修改和精细化模拟,节点耦合便于修改但需要考虑耦合方法和连接面积。文章提出的简化统一耦合方法模拟效果好,适应性强,对于工程实践中的有限元模拟工作具有一定指导意义。

基于图谱理论的电力系统关键节点识别方法

引入图谱理论从数学角度建立了电力系统网络拓扑图的有效电阻矩阵,并基于有效电阻矩阵提出了节点耦合关键度指标。通过对节点耦合关键度累积概率分布进行分析,验证了电力系统的无标度特性,进而将节点耦合关键度用于电力系统关键节点的识别。该指标不仅满足基尔霍夫定律,也能表明节点相角与节点功率的定量关系,其物理意义更加符合实际电力系统。另外,通过容量生存率、负荷生存率、线路生存率和综合生存率4个指标来描述节点发生全失故障对电力系统造成的影响。最后,对IEEE-39节点算例的仿真验证表明,基于有效电阻矩阵得到的节点耦合关键度指标对处于系统拓扑结构中关键位置的节点有一定识别作用,能为电力系统的安全稳定运行提供指导。

基于ANSYS平台非线性分析的RC构件建模方法

分离式模型的建立是钢筋混凝土结构和构件仿真中的关键问题,本文基于A N S Y S平台,以某钢筋混凝土实腹深梁为算例,开展2种共节点建模方法和2种不共节点建模方法下的非线性有限元对比分析,探讨建模方法对于仿真结果的影响。结果表明:节点生成切割法与弱耦合法在极限承载力和变形能力等方面的数值模拟结果较接近且均与试验结果较吻合,而强耦合法得出的极限承载力偏高;基于布尔运算切割几何模型的共节点建模方式,适用于形状规整、配筋简单的构件;在钢筋节点与混凝土节点之间,通过节点位移就近耦合的原则建立刚性连接的强耦合法,以及通过节点位移约束方程建立柔性连接的弱耦合法,都有着更强的通用性,能够完成边界条件或配筋方式复杂的构件建模,但相比之下,强耦合法计算精度略低,弱耦合法实现难度较高,所以在工程仿真中需要根据构件的几何特点和配筋方式选择合适的建模方法。

基于电气距离的复杂电网关键节点识别

深入研究电力系统复杂网络特性及连锁故障传播机理对预防大停电事故至关重要。在分析电力网潮流分布机理的基础上,针对经典复杂网络模型不能很好地结合决定网络潮流分布定律的问题,提取蕴含于电网特征参数中的物理信息,根据叠加原理计算得出电网节点间电气距离,基于电气距离提出了网络节点电气耦合连接度的概念。建立基于节点电气耦合连接度的电力系统复杂网络特性辨识模型。与已有复杂电网模型相比,该模型更符合电力系统实际。通过对IEEE标准示例系统的计算,揭示电网内在的异质结构特性,并将该指标应用于电力网关键节点识别。对IEEE 39节点系统和湖南某地区电网进行分析计算,时域仿真结果表明,所提指标比拓扑度指标更为合理有效。

一种区域耦合度指标及其在电压无功分区控制中的应用研究

针对现有电压无功控制分区方法中缺乏定量评判分区结果优劣的问题,提出了以节点电压无功耦合度为基础的区域耦合度指标以及用于选择区域主导节点的节点区域耦合度指标。同时通过对节点进行模糊聚类,建立了一套集分区、评价、控制于一体的电压无功VQ耦合度分区控制方法。将此方法应用于湖北电网,对分区控制结果进行验证可得:该分区方式中各区域具有较强独立性,区域无功源扰动只对本区域电压影响较大,对其他区域影响较小,所提出的耦合度指标意义明确、计算简单、实用性强。

基于有限元耦合算法的变压器铁芯损耗计算

为了准确计算除尘变压器的铁芯损耗,在分析传统的有限元分析方法以及Steinmetz公式的基础上,提出了一种计算除尘变压器铁芯损耗的棱边元与节点元相结合的E??法模型;并以一台20 k Hz、50 k V、60 k W除尘变压器为例,建立了三维模型,计算了变压器的铁芯损耗。将利用该方法计算的出的铁芯损耗计算结果同实测值、节点有限元、棱边有限元以及Steinmetz公式计算结果进行对比。对比结果表明:该方法计算精度明显高于Steinmetz公式模型、棱边有限元法以及节点有限元法的计算结果。证明了该算法能够更加准确的计算变压器铁芯损耗。

管路与脉动内流的耦合振动研究

本文在传统的节点耦合的基础上，应用泊桑耦合的概念，采用了考虑泊桑耦合的流体与管道微单元的数学模型。在这基础上提出了管道－－流体微单元的传递函数。利用这一传递函数，对耦合振动作频域解。作者对一个两端固支，末端有固定节流孔的三维管道进行了计算和实验。对比结果，两者具有较好的一致性。

车门包边液压机模块与模具耦合刚度分析技术

以天津市天锻压力机有限公司研制的公称力为1500kN组合框架式车门包边液压机为例,根据对在液压机与模具耦合后模型进行不同工况下的分析,分别找出了横梁和立柱的最大应力位置及最大变形量,为改进设计提供了依据。

面向多时间断面的电-热综合能源系统分布式协同状态估计方法

针对电-热综合能源系统,提出了一种面向多时间断面的状态估计方法,考虑了热能传输时间延迟特性对当前估计时刻的影响,采用电网侧和热网侧的测量数据综合估计系统状态量;应用分布式协同求解方法,建立了状态估计求解框架,依据子系统耦合特性对每一个网侧的估计数据实行边界约束,改进结果精度,完成时间窗的推移。结果表明:面向多时间断面的状态估计方法在小时间尺度下能够更准确地跟踪监测系统的实时运行状态,估计能力维持在较稳定的水平,对降低计算误差、提高求解效率具有积极意义。

地坑式架车机托头接触问题的有限元分析

由于接触问题为非线性问题,计算成本高,参数设置复杂,且存在不收敛的情况,而节点耦合分析为线性问题,不存在以上问题,因此有必要研究采用节点耦合的线性分析代替非线性接触分析的可行性。以地坑式架车机托头结构为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS分别对其建立接触模型和节点自由度耦合模型,并在举升工况下进行接触分析。探讨接触刚度和摩擦因数等参数对计算结果的影响,分析2种模型计算结果的差别。分析结果显示,对于精度要求不高或接触面基本无相对滑移的模型,可以利用节点自由度耦合模型近似代替接触模型,将非线性分析转换成线性分析,使计算效率大大提高。

MW级风电机组偏航制动盘强度校核和对比计算

随着风电机组日益向大型化的方向发展,对风电机组偏航制动盘强度校核的精确度要求也越来越严格,因此,迫切需要采用更符合实际的有限元方法来校核偏航制动盘的强度。针对绑定接触算法难以获得偏航制动盘实际受力状态的问题,以某MW级风电机组偏航制动盘为研究对象,对其进行了极限强度校核、疲劳强度校核和对比计算。首先,基于GL规范,采用节点自由度耦合的方法,模拟了偏航制动盘的实际受力状态,计算了偏航制动盘的全工况极限强度,得到了最小极限安全系数;然后,计算了偏航制动盘的单位疲劳工况,得到了载荷与应力关系,利用疲劳分析软件Fe-safe,并结合疲劳载荷谱及板材的S-N曲线,对其进行了疲劳强度评估;最后,将其结果与偏航制动盘采用绑定接触算法所得计算结果进行了对比。研究结果表明:偏航制动盘的极限强度安全系数和疲劳强度安全系数均大于1,满足强度设计要求;采用节点自由度耦合的方法可以有效地控制载荷在某个方向的传递,更真实地模拟偏航制动盘的受力状态,同时也证明了其结果的合理性。

ZD型减速器整体结构有限元模态分析

建立了某ZD型减速器主要零部件及整体结构的有限元模型,采用Lanczos法对减速器整体结构的自由模态进行了计算,通过计算找到了整体振动的薄弱部位,为减速器结构的改进设计及整体的动态响应分析提供了可靠的依据。