基于Monte Carlo法和积分法的被动永磁轴承磁力计算

以一种半定子环轴向充磁径向永磁轴承为例,建立轴承承载力的数学模型,分别采用数值积分法(四重for循环)和Monte Carlo法进行求解分析。结果表明:2种方法的计算结果吻合,且随着网格数量的增多,for循环方法的计算时间急剧增加,计算结果趋于稳定;Monte Carlo法的计算时间短,计算效率高。针对堆叠型永磁轴承提出了一种快速、方便的轴承承载力计算方法,为被动永磁体轴承的设计提供了理论指导。

基于等效磁荷法用蒙特卡洛法计算永磁轴承磁力

磁力计算是永磁轴承参数设计的重要环节,磁力解析模型可以通过等效磁荷法来建立,但等效磁荷法的解析模型中存在四重积分,传统方法在计算四重积分时周期长,甚至不能获得解析解。文中通过蒙特卡洛法来近似求解四重积分,简化了磁力求解过程。通过与有限元数值解法的比较表明,该方法的计算误差在5%以内,满足工程应用的需要。

基于蒙特卡罗法的MEMS测力计不确定性分析

由于结构尺寸小,微电子机械系统(MEMS)的性能易受到加工工艺过程中各种不确定因素的影响,设计阶段存在着不确定性。本文针对一种典型的MEMS测力计进行不确定性分析,在考虑大挠度变形的条件下,基于完备椭圆积分解给出了测力计的载荷-位移模型,模型结果表明测力计在位移超过30μm后表现出显著的非线性。基于该模型,综合考虑材料参数和结构尺寸参数的随机性,研究了测力计不确定性分析的蒙特卡罗法,并给出了直接对蒙特卡罗抽样数据实施线性回归获得各参数敏度的计算方法,用于便捷地分析各参数对测力计不确定性的贡献。所得到的结果与文献吻合非常好,验证了该方法的正确性和有效性,并为测力计的鲁棒设计以及工艺改进提供参考。本文给出的系统不确定性分析方法具有通用性强、使用简单等优点,同时避免了对解析模型的依赖,证明其可应用于难以显式表达输入与输出关系的系统的不确定性分析。

约束条件下胶球间排空力的研究

用MonteCarlo方法对处于两平行硬板约束下三个浓度的大小胶球系统进行了模拟,通过对大胶球表面小胶球密度的统计,由密度积分公式获得了大胶球所受的排空力.研究结果显示,因为平行硬板的存在或当改变两平行硬板的距离时,同浓度下,排空力在硬板距离小的时候最明显;三个浓度中,浓度高的,排空力受硬板距离影响最大;有硬板约束比无该约束的时候,排空力效果更显著.

复合随机振动系统的动力可靠度分析

建议了一类新的复合随机振动系统动力可靠度分析方法。基于复合随机振动系统反应分析的密度演化方法,根据首次超越破坏准则,对密度演化方程施加相应的边界条件,进而求解密度演化方程,在安全域内积分给出结构的动力可靠度。结合精细时程积分方法与具有TVD性质的差分格式,研究了基于密度演化方法求解结构动力可靠度问题的数值方法。以受到随机地震作用、具有随机参数的八层层间剪切型结构为例,进行了结构动力可靠度分析并与随机模拟结果进行了比较。研究表明,建议的方法具有较高的精度和效率。

递推MC估计法在INS/GNSS导航中的应用研究

讨论了 SISO 非线性系统状态估计的递推 Monte-Carlo(MC)方法,在此基础上将上述状态估计方法推广到 MIMO 非线性系统。针对 INS/GNSS 的非线性系统模型,利用该状态估计方法进行了仿真研究,结果表明该方法可以得到较好的状态估计结果。文中还初步讨论了 INS/GNSS 系统递推 MC 状态估计方法中随机抽样数目对估计结果的影响。

蒙特卡罗方法的尺寸效应

通过MonteCarlo方法对硬胶球系统的排空作用进行了研究。在模拟研究中,通过对不同尺寸单元内胶体的排空力的研究揭示尺寸效应的存在。研究结果显示当模拟单元的尺寸较小时,同一浓度胶体的排空力与尺寸较大的系统会有明显的变化,而当模拟盒子的尺寸较大时,同一浓度胶体的排空力基本不变化。

用有效截距法研究带电胶球中的有效作用

用Monte Carlo方法对处于两平行带电硬板约束下的大小带电胶球系统进行了模拟,根据对大胶球表面小胶球密度的统计,由密度积分方法获得大胶球所受的排空力。其所受的库仑力,用有效截距法做了处理。通过排空力和库仑力的对比分析,发现排空力和库仑力的合力存在长程吸引。

约束条件下大小胶球尺寸比值对排空作用的研究

采用Monte Carlo方法与接受率方法研究了由大小胶球组成的胶体系统中大胶球间的排空作用.通过对比四种不同半径比值的大胶球间的排空作用发现,大胶球间的排空作用随着半径比值增加而增大;几何约束下大胶球间排空作用大于无约束的情形.

大小胶球尺寸比值对排空作用的影响

对由大小胶球组成的系统,联合Monte Carlo方法与接受率方法研究了胶体系统中大胶球间的排空作用.通过对比4种不同半径比值的大胶球间的排空作用发现,当改变大小胶球的半径比时,大胶球间的排空作用是显著变化的,半径比大的排空作用强.

混响室内电场的蒙特卡洛模拟及其实验验证

混响室在电磁兼容测试中发挥着重要的作用,其概率统计模型可以有效、快速地对混响室内的随机场环境进行建模和分析。基于平面波积分表达式和模式叠加理论,采用蒙特卡洛方法模拟了混响室中的电场分布。在实验室环境下搭建了小型、简易的混响室,对仿真结果进行了验证。在不同频率下测得的混响室工作区域内电场幅值的概率密度函数与2种概率统计模型下的仿真结果吻合良好,证明了平面波积分模型与模式叠加模型在描述混响室工作区域内场的特性时是完全等效的。

附加集中质量块悬臂梁路径积分法分析

对在高斯白噪声激励下附加集中质量块悬臂梁的随机振动响应进行了研究。利用泰勒公式展开法,替换系统振动方程中加速度非线性项。根据替换后的等效非线性振动方程,运用路径积分法(PIS)求解悬臂梁响应的稳态概率密度函数数值解,将所得结果与蒙特卡罗模拟法(MCS)及等效线性化法(EQL)所得结果进行比较。结果表明:所提出的方法能用于求解该类型悬臂梁响应的稳态概率密度函数。