POD方法在双坡屋盖风压场预测中的应用

应用本征正交分解(POD)技术对双坡屋盖的随机风压场进行了预测。结合风洞试验同步测量的风压数据,采用了两种方案预测屋盖上未布测点位置的风压系数时间序列。预测出数据的统计特性(均值、均方根值及极值)和功率谱等与实测数据进行了比较,发现所预测风压系数时间序列的均值和均方根值精度较好。虽然预测的风压极值大部分被低估,但是预测数据的功率谱在低频段与实测数据相吻合。因此将预测的数据应用于结构的风致响应计算是可行的。

大跨度桥梁多目标等效静力风荷载基向量法

由于结构抖振响应计算复杂,目前主流风荷载设计规范均采用等效静力风荷载做等代替换。文中以桥梁结构为研究对象,对抖振响应的多目标等效静力风荷载计算方法进行研究。首先,采用经典的荷载-响应相关(LRC)法获得大跨度桥梁主梁各节点处的等效静力风荷载向量,并组成荷载矩阵FLRC;其次,采用本征正交分解(POD)技术获得FLRC的本征模态矩阵ΦLRC;然后,以主梁的抖振响应极值为等效目标,选取ΦLRC的前i阶本征模态作为构建等效静力风荷载的基向量,获得最小二乘意义的多目标等效静力风荷载;最后,以东海大桥为例对该方法的有效性进行验证。结果表明,由于ΦLRC同时包含了脉动风荷载和抖振响应的主要信息,同时是依据重要程度排序,按照文中方法获得的多目标等效静力风荷载在抖振响应计算精度和荷载分布的合理性方面均表现良好。

相关激励作用下随机结构振动响应的统计分析

应用随机过程理论,以能量为变量,分析了随机结构振动响应的统计特性。结构受相关激励作用时,通过输入激励的解相关方法,将作用在结构上的相关激励转变为各个不相关激励的作用;分析结构的振动响应的统计特性时,计及响应特征频率的相关性,在响应特征频率满足高斯正交总体的假设下,推导出了随机结构振动响应分析的统计分析表达式。应用设计的实验件和试验验证了所提出的统计分析的正确性,通过和已存在的统计分析结果的比较,表明了统计分析具有更高的分析精度,能够定性和定量的给出随机结构振动响应的统计变化情况。

大跨度屋盖结构等效静风荷载分析方法及应用

将大跨度屋盖结构等效静风荷载分为平均分量、背景分量和共振分量3个部分。以荷载响应相关系数法为基础,结合本征正交分解法,用脉动风荷载的本征模态表示等效静风荷载的背景分量,用主导振型的惯性力表示等效静风荷载的共振分量。进一步提出2个重要指标,选择最主要的本征模态和结构振型表示等效静风荷载,建立荷载模态、结构振型和等效静风荷载之间的联系。将该方法用于一单层球面网壳,计算结果验证了该方法的可靠性。

大跨度屋盖结构等效静风荷载研究

有关等效静风荷载理论的研究,以往多针对高层、高耸结构展开。大跨度屋盖结构与高层、高耸结构形式相比,最大的不同在于要考虑多阶振型的影响。由此带来的问题有:对于结构的不同构件和不同响应类型,其等效原则不是惟一的;结构振动模式与荷载分布形态密切相关;如何考虑多阶振动模态的组合。针对以上3个问题,分别探讨了相应的解决思路,并初步给出了关于结构等效背景分量和等效共振分量的确定方法。研究表明:该方法在保证控制点等效的同时,还能使结构其他部位的等效响应更接近于实际可能出现的最不利响应,因而能够更加准确地反映出大跨度屋盖结构风振响应的本质特征。

基于CCA与POD的气动光学畸变分析

利用典型相关分析和本征正交分解方法,对计算流体力学得到的导弹红外窗口绕流三维密度场数据进行研究.取三维密度场沿展向两个相邻截面的数据先进行典型相关分析提取出两个截面的相关性最强部分,再利用本征正交分解消除两个截面之间数据的冗余信息,获得了能够包含两个截面密度场主要的信息部分.利用提取出的数据重构流场,并进行气动光学畸变仿真分析,仿真结果能较好地近似原始流场的情况.

大跨屋盖结构等效静风荷载研究

等效静风荷载为大跨屋盖结构设计提供了处理时空变化动力风荷载的有效途径。从两个方案对等效静风荷载研究,一种方案是采用模态等效静风荷载组合法,另一方案采用共振响应分量对应的模态等效静风荷载与本征正交分解法(POD)简化的荷载响应相关法(LRC)计算的背景等效静风荷载组合法,两个方案中通过加权因子考虑模态耦合项的影响。利用风洞试验同步测量单层柱面网壳结构的风压数据,根据完全二次型组合法(CQC)和平方总和开方法(SRSS)计算风致响应,结果表明模态耦合项可以忽略,仅选取前几阶模态即可获得准确响应结果。等效静风荷载计算的响应结果与CQC法计算结果进行校核。等效静风荷载确定两方案对比分析显示,第一种方案是非常有效、实用的确定等效静风荷载的方法,而第二个方案有助于分别对背景和共振等效静风荷载研究。

POD方法在重建双坡屋盖风压场中的应用

讨论了本征正交分解(POD)方法在重建双坡屋盖随机风压场上的应用。利用风洞试验同步测量了屋盖上非均匀分布的测压点的风压时间序列,借助相关矩阵和协方差矩阵本征值问题分析,分别对包含均值分量的随机风压场和不含均值分量的脉动风压场进行了重建。通过在时域和频域上与实测数据的对比分析说明了POD方法在重建双坡屋盖随机风压场中的有效性,总结了屋盖上不同区域脉动风压场重建的规律,并指出仅使用相关矩阵的第一阶本征模态就可以很好地重建屋盖的平均风压场。

基于小波包的EITD风力发电机组齿轮箱故障诊断

基于三次样条插值和固有时间尺度分解中的线性变换,提出了集成固有时间尺度分解(EITD)方法,将该方法与小波包变换相结合,实现了风电机组齿轮箱故障的精确诊断.首先使用三次样条插值拟合基线控制点,将振动信号分解为一系列固有旋转分量;然后选择相关系数最大的PR分量进行小波包分解,计算分解后小波包系数的能量分布,选择能量比重较大的小波包系数重构PR分量;最后计算重构PR分量的关联维数,实现振动信号的故障诊断.利用所提出的方法对风电机组齿轮箱振动信号进行了分析,结果表明:与经验模态分解(EMD)方法处理后直接计算关联维数和经小波包的EMD方法处理后计算关联维数相比,采用小波包的EITD方法处理后计算关联维数更具有区分性,可有效识别齿轮的工作状态和故障类型.

基于伪随机序列处理技术的ZP-OFDM系统

针对补零正交频分复用(ZP-OFDM)系统中基于快速傅里叶变换(FFT)的接收机性能较差的情形,提出了一种伪随机序列处理技术.该技术将一段伪随机序列的元素分别乘在快速傅里叶逆变换(IFFT)矩阵的各行,则可以改善IFFT矩阵各列之间的相关特性,从而提高OFDM系统的性能.并且由于伪随机序列的元素为±1,所以改进后的IFFT矩阵仍然保持归一性和正交性.利用该技术可以对ZP-OFDM、ZP-OFDM-OLA(overlap add,重叠相加)以及ZP-OFDM-FAST等方法进行改进.仿真部分对改进方法和原方法进行了性能对比,采用Hiperlan2的A、E 2种信道模型,在误比特率为10-4时,改进方法在性能上至少提高了2.2 dB.仿真结果验证了伪随机序列处理技术的有效性.

相关矩阵的特征值及特征向量的Excel算法

介绍了应用电子表格Ｅｘｃｅｌ计算相关矩阵特征值和特征向量的方法，为多因素分析提供了一种简便的计算方法．

基于BOS技术的气动光学流场传输效应成像偏移校正方法研究

高速成像制导导弹在大气中飞行时,受到气动光学效应的影响,目标成像位置与其实际位置之间出现偏差。实现对气动光学效应成像偏移校正,对于提高制导精度意义重大。气动光学效应成像偏移具有很强的随机性和非线性,校正起来十分困难。通过利用背景纹影技术测量光线穿过变折射率场后的光线偏移量,建立畸变图像与参考图像之间的控制点对,采用局部加权平均拟合方法构建用于图像校正的映射函数,利用双三次卷积方法对图像灰度值进行重采样处理,完成对畸变图像的校正。分别对固定相位物(透镜)和喷流马赫数3.0的超声速气膜引起的成像偏移进行校正,实验结果验证了校正方法的有效性。

花岗岩崩岗不同层次土壤抗冲性及其影响因素

针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的淋溶层(A层)、淀积层(B层)、过渡层(BC层)以及母质层(C层),采用不同坡度(8.8%,17.6%,26.8%,36.4%,46.6%)和不同流量(0.2,1.0L/s)相结合的室内放水冲刷试验,分析崩岗各层次土壤的抗冲性指数,初步探讨花岗岩崩岗不同坡度及各层次土壤主要理化性质对抗冲性的影响。结果表明:(1)湖北通城县崩岗土壤A层、B层、BC层以及C层的理化性质存在较大差异。(2)当流量一定时,随着坡度的增大,土壤的抗冲性指数均表现为减小的趋势;当坡度一定时,大流量条件下土壤的抗冲性指数较小;在相同坡度和流量条件下,土壤的抗冲性指数均由A层向C层递减,说明A层抗冲性能最好,C层最差。(3)各层次的土壤抗冲性指数随坡度呈显著的线性递减关系(p<0.05),土壤的抗冲性能随坡度的增加而减小,其中A层回归方程的系数项绝对值最大,常数项也最大,说明A层的抗冲性随坡度的变化最快,抗流水侵蚀能力最强,土壤流失量最少。(4)土壤抗冲性与粉粒含量、黏粒含量、水稳性指数、渗透系数呈正相关;与土壤干密度、砂粒含量呈负相关,其中和干密度以及水稳性指数的相关性较高,表现为极显著相关;土壤抗冲性与有机质含量、CEC、游离氧化铁呈正相关,与土壤pH呈负相关,其中与有机质含量的相关性系数大于0.9,相关性极显著。

基于本征正交分解的缸内流场仿真校核方法探究

由于直喷式发动机缸内流场具有高湍流和循环变动等特性,因此,发动机三维模型的流场校核显得尤为重要。基于某光学发动机,利用高速粒子图像测速,对发动机缸内流场进行采集,同时利用大涡模拟对其进行三维建模仿真计算,将试验结果用于发动机模型的校核。并基于本征正交分解的方法,提取主要模态,分别从模态和能量的角度,全面对流场进行校核。在校核的基础上,分析了发动机的特征模态和循环变动。通过分析主要模态能量系数的波动,阐述包含大部分能量的流场和局部小涡团上分别的特征差异,提出了基于模态相关性系数的缸内流场仿真校核方法,通过相关性系数体现试验和仿真的主要流场模态占混合本征正交分解的流场模态的权重,进而显示了试验和仿真结果的客观差异,对流场校核的全面性进行了补充。

陕西不同产区烤烟内在品质与感官指标的相关性

为了探究陕西不同产区烤烟内在品质与感官指标的相关性,对陕西3个产区的烟叶化学成分和物理特性进行测定和统计分析。结果表明,陕西烟叶的化学成分和物理特性接近优质烟叶水平,但陕西3大烟叶产区的烟叶化学成分存在一定差异,化学成分和物理特性与感官指标存在一定的相关关系。微量元素硒和余味达到显著负相关,锌与杂气呈显著正相关。

三棱柱绕流流场实验研究

应用粒子成像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对尺度比H为45°的三棱柱在不同雷诺数Re下的尾流场进行定量测量,结合本征正交分解法研究尾流场相干结构,同时利用时间空间关联法确定了不同雷诺数下涡街流向运输速率的变化情况.研究发现前二阶模态流场结构代表流场中卡门涡街结构,第三阶模态流场结构可表征尾流场中自由剪切层形态,且该形态对雷诺数相对敏感.Re=400工况下,三棱柱绕流流场中自由剪切层形态出现不稳定现象,抑制了自由来流与尾流区内流体间的动量交换,使得尾流区内流体恢复系数减弱,尾流场中阻力系数Cd突增.

E^(3)高压涡轮三维流场快速预测方法研究

快速获得温度场和压力场载荷环境是航空发动机涡轮寿命预测的关键。在本征正交分解的基础上,分别采用响应面法、径向基函数、Kriging方法和BP神经网络,构建了E^(3)涡轮三维流场拓扑结构的多种快速预测方法,为载荷环境实时预测提供了途径。结果表明,本征正交分解能成功地实现E^(3)涡轮三维旋转流场的降阶,基于响应面法、径向基函数、Kriging方法和BP神经网络能精确预测涡轮流场预测结构,但在预测精度、速度等方面存在差异。在样本空间范围内点预测上,10阶模型下四种方法预测出的压力场和温度场误差均小于1%,流量、效率预测误差低于0.4%;在样本空间范围以外点的预测上,径向基函数和Kriging方法的表现不稳定。涡轮壁面流场相关性分析表明,压力场预测精度与转速、进口压力高度相关;温度场与转速、进口压力的相关性弱于压力场。

三棱柱尺度比对尾流场的影响

应用粒子成像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)对不同柱体截面尺度比H(H=3.8、1.9、1.2、0.9、0.7)的三棱柱在雷诺数Re=500条件下的尾流场进行定量测量。对尾流场进行定常和非定常分析,同时结合本征正交分解法和时间空间关联法,研究尺度比H对尾流场相干结构以及尾流场中涡街稳定运输区和涡街流向运输速率的影响。研究发现,三棱柱尺度比H的减小对尾流宽度、尾涡形成长度都有明显的促进作用,但旋涡脱落变慢,非定常性变弱。分析各阶模态对湍动能的贡献,发现随着尺度比H的减小,高阶模态湍动能占比之和有所增加。这就导致尾流场愈加不稳定,涡街稳定运输区域、涡街流向输运速率均减小。同时尾流宽度增大,尾流场阻力系数C D增大。

Imaging source with Gaussian proper time distribution

Making use of the maximum entropy method, we study the most probable source function in heavy ion collisions. An anisotropic Gaussian source is deduced by simply assuming that the particles are emitted within a finite proper-time. The general relations between the most probable source function and the minimal assumptions are discussed, which are instructive in constructing a self-consistent source function from observed Hanbury-Brown/Twiss（HBT） correlations.

碱激发胶凝材料固化铜污染土试验研究

利用经济环保的工业副产品粉煤灰(FA)、矿渣微粉(GGBS)修复Cu污染场地,减少Cu污染对周围环境的影响,通过开展Ca(OH)_(2)、NaOH分别激发FA、GGBS、FA-GGBS固化铜(Cu)污染土的无侧限抗压强度试验,Cu^(2+)浸出试验和固化土微观结构试验,研究碱激发胶凝材料固化Cu污染土的固化效果.结果表明:FA、GGBS、FA-GGBS都能较好提高Cu污染土的抗压强度,FA-GGBS复合固化比FA、GGBS单独固化Cu污染土抗压强度高,可提高约30%;采用NaOH比采用Ca(OH)_(2)激发FA-GGBS水反应慢,因此工期短采用Ca(OH)_(2)激发效果好,工期较长采用NaOH激发FA-GGBS固化Cu污染土效果好;酸溶液淋溶作用下固化土中Cu^(2+)的释放行为与FA-GGBS固化剂掺量和固化污染土养护龄期相关,掺量增加和龄期增长,Cu^(2+)浸出浓度显著降低,碱激发胶凝材料对Cu^(2+)有良好的稳定作用;扫描电镜试验结果表明,随着Cu^(2+)含量的增加,碱激发胶凝材料固化Cu污染土中孔隙逐渐增多,导致强度和稳定效果降低.碱激发胶凝材料固化Cu污染土的试验研究,对Cu污染场地的治理和修复具有重要的意义.