基于等效水量法的城市内涝模型实时订正技术研究

为解决现有城市内涝模型在模拟计算时的输入场通常仅考虑降雨量及先期预先设定的相关参数,无法将实况积水数据代入模型对模拟结果进行实时订正,使得模型计算结果与实际存在偏差较大的问题,采用模型计算结果与积水监测数据实时同化确定模型中产汇流系数和排水系数,提出一种基于等效水量法的城市内涝模型实时订正方法。以石家庄市城市内涝仿真数学模型为应用案例,选取典型暴雨个例进行效果验证,结果表明实时订正后的模拟积水值更能较好反映出实际积水情况,模拟值与实况值的一致性指数从订正前的0.72提升到了订正后的0.96,通过订正技术显著提升了模型的计算精度。

SC网络的等效模型分析法及其在SPICE上的实现

本文介绍了适用于SPICE程序分析的开关电容(SC)网络的等效模型以及s元件的概念。用等效模型法讨论了含非理想运放SC网络的输出响应,并给出了在SPICE上的分析实例。

基于通用化等效模型的飞机系统辨识算法

针对舰载机等复杂动力学系统的高阶时滞模型拟配难题,提出了一种基于通用化等效模型的系统频域辨识算法。建立系统辨识通用化等效模型,引入自适应学习率梯度下降法对模型进行基于样本的迭代学习训练,使模型的频域参数自动收敛,辨识得到复杂系统的高阶时滞模型。以舰载机横航向荷兰滚等效拟配模型进行验证,与传统算法对比,并分析了系统的频域与时域响应,结果表明:所提算法具有较好的辨识效果,解决了高阶时滞模型的直接拟配难题,并通用于广泛的高阶时滞模型拟配。

曲化平用最佳等效源模型及其单位位场表达式推导的新方法

本文以Hanson R.O.和Miyazaki Y.的论文(1984)为基础定义了"曲化平用最佳等效源模型",并利用这一模型研制出了能快速、高精度地对大面积位场观测数据实施曲化平处理的软件程序.在严格推导该模型"单位位场正演表达式"的过程中,作者根据模型与其位场正演表达式之间的映射关系,提出了推导位场正演公式的"模型变换法".采用该方法很容易地导出了该模型的形式极其简短的"单位位场正演表达式".作者认为,推导位场正演表达式的模型变换法可能具有普遍性,建议位场理论和方法技术研究者对此给予关注,以便在自己的研究实践中遇到类似问题时,参考、试用,并予以发展和完善.

基于等效电路模型法双向全桥LLC变换器建模

利用等效电路模型法对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模,构建了其小信号模型,给出了双向全桥LLC变换器的电压增益传递函数,并绘画出不同条件下的电压增益曲线。运用PSIM仿真软件对双向全桥LLC谐振变换器进行了仿真和剖析,给出了双向全桥LLC谐振变换器的仿真原理图及其运行在不同开关频率下的仿真波形图,并剖析了不同开关频率下的工作状态,如零电压开通和零电流关断,以检验等效电路模型法对双向全桥LLC谐振变换器进行建模和剖析的正确性。

基于等效短线路解耦法的风电场模型分割仿真研究

为了加快大型风电场的仿真速率,提出了一种基于等效短线路解耦的模型分割方案。首先对于机组类型单一的大型风电场,采用输出倍乘与集电线路等值的方法进行简化建模。在此基础上,针对风电场内线路较短,难以采用长输电线路自然解耦来并行运算的缺点,提出对等值后的机组连接线与连接升压站的长汇集线之间进行参数补偿,从而满足输电线路在一个步长上的解耦判据。在Matlab/Simulink搭建仿真模型,对模型分割前后进行了对比。仿真结果验证了所提方案的可行性。在此基础上采用状态空间节点(state space node,SSN)法对风电机组内部划分群组,最终在RT-LAB平台上实现了大型海上风电场的实时化仿真。

非堆积型多颗粒阻尼器等效力学模型及其减振性能分析

为考虑颗粒群碰撞过程中时间效应对非堆积型多颗粒阻尼器(non-packed particle damper, NPPD)减振性能的影响,在现有考虑惯容的等效单颗粒力学模型(equivalent inertia single-particle model, EISM)研究基础上,提出了基于接触单元法的等效单颗粒力学模型(equivalent inertia single-particle model based on contact element method, EISM-CE),并基于Runge-Kutta算法建立了NPPD单自由度结构运动状态求解算法。设计进行附加NPPD单层钢框架结构振动台试验,探究不同填充率对结构顶层位移频响曲线的影响规律,提出了EISM-CE参数取值原则,进而进行力学模型试验验证及模型对比分析。在模型验证合理性基础上,基于EISM-CE依次进行了自由振动、简谐激励及记录强震动下减振性能及能量变化规律分析。研究结果表明,与现有EISM相比,提出的基于接触单元法的EISM-CE模型及参数取值原则更加合理有效。减振性能数值分析结果表明,不同激励下NPPD均具有较好的减振性能;考虑碰撞时间效应后EISM-CE与EISM对应减振性能及机理分析结果存在一定的差异。

基于正交试验的土体动力等效线性模型参数敏感性分析

针对土体材料具有不均匀性的特点,动力参数存在一定的不确定性问题,基于正交试验法,以一堰塞坝为例,采用等效线性模型,对堰塞坝坝体竖向地震峰值加速度和竖向永久变形进行了等效线性模型参数的敏感性分析。结果表明:动力模型中参数k_(2)、n、λ_(max)对于坝体竖向地震峰值加速度的影响较大,其中k_(2)的敏感性最大,其次是n;参数k_(2)、k_(1)、λ_(max)对坝体竖向永久变形的影响较大,其中k_(2)的敏感性最大,其次是k_(1)。

等效岩性模型优化法求取生物灰岩储集层孔隙度

通过岩心薄片研究分析,建立了临盘油田沙一段生物灰岩储集层的等效岩性模型,并把等效岩性模型定为3种岩性粘土孔隙解释模型,3种等效岩性分别为白云岩类、石灰岩类、含砂云(灰)岩类。采用等效岩性解释模型优化方法,设计了等效岩性体积的计算方程,并较准确地计算出了孔隙度参数,为建立生物灰岩储集层岩电模型和解释评价模型奠定了基础。

基于等效线性模型等价结点力法的高速公路软基震陷反应研究

一般认为 ,震陷发生的机理 ,震陷与地震作用强度、持续时间、土体性状、构筑物强度、位置及抗震措施等有关。从工程应用来看 ,为了预防或降低震陷的危害 ,除了加强抗震设施外 ,通过数值计算来估算震陷量 ,具有一定的社会效益与经济效益。通过有效应力等效线性动力反应分析 ,运用等价结点力法分析了某高速公路软粘土路基震陷随地震最大加速度的变化趋势 ,建立了震陷同路堤高度、软土动模量系数、饱和重度、遭遇的竖向与水平向地震加速度放大系数之比和水平向地震系数等因素的相关关系式。此外还认识了频谱对震陷的影响 ,对相关研究具有一定的启发性。

电路级虚拟维修系统中等效电路模型建立方法

介绍以SPICE仿真软件为仿真引擎构建电路级虚拟维修(Virtual Maintenance in Circuit Class,VMCC)系统时建立数字器件等效电路模型的方法。利用该方法建立的数字器件等效电路可以模拟实际电路数字器件的功能,解决了数字器件难以仿真的问题。该方法已经成功应用于电路级虚拟维修原型系统。

分数一阶电路等效模型估计锂离子电池SOC

等效电路模型可用于对锂离子电池进行监控和管理,其精度与复杂性至关重要。选用整数一阶、整数二阶和分数一阶等3种电路模型对锂离子电池进行等效建模,采用基于遗忘因子的递推最小二乘(FFRLS)法辨识模型中的参数,并应用辨识所得的参数,通过扩展卡尔曼滤波算法估计荷电状态(SOC)。对比模型预测的端电压与真实端电压,以及估计所得SOC与真实SOC,发现整数一阶模型估计SOC的误差约为8%,整数二阶模型的误差约为7%,而分数一阶模型的误差仅约为1%。

反演地壳磁化强度等效源法的模型验证及实际资料试算

等效源法曾被广泛应用于卫星磁异常解释,而本文是将等效源法引用到航空△T磁场的解释中,用其研究区域地质构造。根据等效源法的理论,推导出球坐标系下球棱柱体的△T磁场公式,采用线性反演的方法进行模型验证,同时将该方法用于秦巴地区航空△T磁异常的试算,得到了一些有意义的结论。利用该方法可由所求得的磁场强度来得到居里深度分布。

强电磁脉冲辐照单线线缆的SPICE等效电路模型实现

本文针对强电磁脉冲线缆辐照的场线耦合建模方法,介绍了将入射场加入传输线等效电路模型的具体方式,推导了有接地平面时的平面波辐照单线线缆的SPICE等效电路模型,使用开源软件SACAMOS(StateoftheArtCable Models for Spice),将其应用场景扩展到核电磁脉冲辐照接地平面上的单线线缆,结果与CST线缆工作室的仿真结果进行对比,验证了电路模型的有效性。

用数学模型法分析等效平衡

本文介绍了数学模型法及其运用过程;利用数学模型法推导出等温等压或等温等容条件下,等效平衡起始投料应满足的数学关系式,并通过例题说明了该数学关系式在化学平衡计算中的应用。

高压直流换流阀无源宽频等效电路模型的建模

作为高压直流换流站中的关键设备之一,换流阀的宽频特性是一个颇受人们关注的问题。文中以晶闸管换流阀为对象,建立换流阀的无源宽频等效电路模型。采用矢量匹配法对晶闸管、均压电容器和阻容回路的频率阻抗特性进行有理函数逼近,得到极点—留数形式的有理多项式;利用网络综合原理将有理多项式分解和综合,得到宽频有源电路网络。依据端口无源的条件使用序列二次规划法进行端口无源优化,并使用全局优化算法进行严格无源优化,得到换流阀的无源宽频等效电路模型。

基于变分渐近法的双周期梯形波纹板等效模型

双周期梯形波纹板是沿两个平面方向均呈周期性梯形波纹变化的新型轻质结构,现阶段对其力学性能与结构参数之间关系的研究较少,限制了该结构的推广应用。针对该问题,以凸起为中心的典型代表单元单胞为研究对象,利用变分渐近法建立单胞等效刚度的数值计算模型。再通过均匀化技术将双周期梯形波纹板转换为具有相同刚度特性的正交异性板进行分析。基于该方法分别计算出不同结构参数下的等效刚度、宏观变形和屈曲模态,通过与三维有限元模拟结果对比验证等效模型的精确性。计算结果表明:由于形貌变化,双周期梯形波纹板的等效刚度较平板的拉伸刚度降低,弯曲刚度增加;随着凸起间距的增大和板高度的减小,波纹板的拉伸刚度逐渐增大,弯曲刚度逐渐降低;而随着板厚度和腰部长度的增加,弯曲刚度呈上升的趋势。构建模型适用于波纹周期远小于结构尺寸的情况,由于等效板模型的近似能量与原三维波纹板能量尽可能接近(通过对能量泛函变分主导项的渐近扩展分析加以保证),可用于计算不同材料波纹板等效弯矩和等效最大拉压应力等,能有效减少计算量和节省计算资源。

适用于全桥MMC等效模型的线性排序均压算法

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着直流电网的发展,全桥MMC在直流故障穿越中起到了非常重要的作用,而已有的MMC等效模型在仿真超高电平MMC多端直流电网时,受排序算法复杂度的影响,仿真效率依然较低。有文献基于开关器件关断电阻无穷大并采用后退欧拉法,针对一种理想型的全桥型MMC等效模型提出了一种线性排序算法。本文以快速嵌套同时求解法为基础,证明了在梯形积分和后退欧拉电容离散化方法下,全桥子模块中关断电阻为实际值时该排序算法依然适用,并将该证明方法拓展到了对半桥型MMC戴维南等效模型线性排序算法的证明中。通过更具一般性的证明分析了该线性排序算法的本质机理,指出该算法分组的依据并分析了该算法对基于其他拓扑的MMC戴维南等效模型的适用性及其优缺点。

基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计

为了满足多相材料结构动态性能要求,提出一种基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计方法。采用序列固体各向同性料插值模型惩罚刚度矩阵和质量矩阵,以多个动载荷作用的多相材料结构总动态柔顺度最小化为优化目标,以结构质量和成本为约束条件,构建多相材料结构动态拓扑优化模型,利用等效静态载荷法将多相材料结构动态拓扑优化问题转化为多工况下的多相材料结构静态拓扑优化问题,以降低灵敏度分析的复杂程度;采用移动渐近线算法求解多相材料结构动态拓扑优化问题。数值算例结果表明所提方法是有效性的,与传统的拓扑优化方法相比,基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化求解时间节省了75%,大大提高了计算效率;与单相材料拓扑优化结果相比,多相材料结构动态拓扑优化设计获得的结构具有更好的动态性能。

机床螺栓结合部等效材料法向接触弹性模量的分形模型

根据赫兹接触理论首次提出了单个微凸体的正应力-正应变本构关系,给出了两个微凸体之间互相作用的法向接触弹性模量。考虑表面粗糙度和载荷分布的不均匀性,根据MB模型给出了结合部等效材料的总法向接触条件弹性模量、总条件法向载荷的解析解。在弹性范围内,结合部等效材料的总法向接触弹性模量是以下10个输入参数:两接触表面的2个弹性模量、2个泊松比、表观压应力、表观面积、较软材料的硬度、较软材料的屈服强度、分形粗糙度参数、分形维数的复杂函数。总法向接触弹性模量基本上线性地随总法向表观压应力的增加而增加,还非线性地随分形维数的增加而增加,但非线性地随表面粗糙度的减小而增加。