基于POD/DMD降阶模型的离心泵蜗壳内非稳态流动分析

为深入研究离心泵蜗壳内非线性耦合流动的本质流动特征,本文以一单级单吸式离心泵蜗壳为研究对象,分别采用本征正交分解和动态模态分解2种降阶模型对蜗壳内非定常流场数据进行模态分析,获取流场主导流动结构,并对原流场进行重构。研究发现:蜗壳内流结构主要由速度正负交错,并且周期性特征与叶频及其倍频相关的成对涡旋组成。本征正交分解和动态模态分解方法均可以捕捉流场主要流动结构,并对原流场进行准确还原,两者重构流场与原流场的均方根误差均在0.4%以内。尽管本征正交分解方法在重构流场时整体均方根误差更小,但无法获取单频率流动结构,而动态模态分解方法可以获得不同频率流动结构对流场的贡献,从而捕捉到复杂流场中的不稳定模态。研究成果可以为增强离心泵全局流动的认知、关键水力部件优化设计及发展主/被动流动控制提供理论参考。

风力机翼型S809绕流流动特性的POD和DMD对比分析

失速时的流动分离现象对风力机叶片的气动性能有重要影响,S809作为典型水平轴风力机翼型,在临界失速攻角下气动性能会大幅降低。基于流动特征提取的非定常流场降阶模型(reduced-order model,ROM)是进一步深入了解非定常流动的重要手段。本文通过计算流体力学方法得到轻、深失速攻角下翼型的流动特征,对时变速度场进行本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)分析,得到轻、深失速下翼型的非定常流场信息(能量占比、模态频率等)。通过两种方法的对比,结果表明,POD和DMD方法能够准确捕捉流动过程中的非定常结构和升力主频相同的典型模态,但是POD方法由于基于能量特征,在捕捉模态时会忽略与升力主频相近但能量较小的流动结构,而基于频率特征的DMD方法能够准确获得场的演化信息(增长率、频率等)。本文研究有利于针对主频结构发展相应的流动控制方法,从而改善翼型流场情况,提高气动性能。

2010年北京市流动人口预测

针对北京市流动人口样本数据量小、不连续等特点,本文采用Logistic曲线拟合和等维递补灰色预测理论,预测“十一五”期间北京流动人口的增长情况。首先,通过Logistic曲线拟合与外推,掌握流动人口增长的总趋势;其次,选定不同长度的人口序列以建立多个等维递补灰色模型,检验并分析各种预测结果的合理性与不足;最终确定北京市流动人口增长预测的高、中、低方案。实践表明,灰色等维递补预测法对“小样本”、“贫信息”的人口预测是切实可行的。

城市流动人口预测模型探讨

根据对流动人口变动系统的考察和分析,认为它是一个灰色系统。鉴于我国进行流动人口数据统计的年限较短,采用修正了的“等维灰数递补动态预测”模型,并依据成都市2000—2004年的流动人口数据,对这一预测模型进行验证和残差检验,结果显示其精度较高,说明灰色系统中的等维灰数递补动态模型是一种适用于我国城市流动人口变动预测的模型。

2008年世界与中国田径成绩比较的灰色预测

应用灰色系统的GM(1,1)模型群和等维灰数递补法,预测2008年世界田径第3名和第10名的成绩以及中国2008年田径最好成绩,通过比较,认为2008年中国田径男子在110m栏、跳高、撑杆跳高、三级跳远以及女子400m栏、跳远有望进入世界前3名;男子铁饼、标枪和女子铅球、铁饼、标枪可能挤进世界前10名。可以为决策者制定科学的奥运发展战略提供依据,并对于制定田径项目的训练计划和进行科学训练有一定的参考价值。

运用等维灰数递补动态模型对我国蝶泳纪录跟踪预测的研究

本文运用灰色系统理论中的等维灰数递补动态模型方法建立了我国蝶泳纪录的预测模型 ,并进行了后验差检验 ,结果表明预测模型精度较高。同时 。

基于CFD与POD的煤粉锅炉三维速度场快速预测

为满足锅炉优化气固流场以防止受热面磨损对炉内三维速度场数据实时获取的需求,建立了一种基于计算流体力学(CFD)和本征正交分解(POD)的煤粉锅炉三维速度场快速预测模型.通过建立数值模型对一台330 MW四角切圆煤粉锅炉大量变工况条件下的三维速度场数据进行了模拟计算并建立数据集,采用POD方法对数据集进行了模态与模态系数提取,通过机器学习方法构建了工况参数与模态系数间的映射关系,实现了任意工况参数下锅炉速度场的快速预测.结果表明,所提模型可以通过少量模态重构出锅炉速度场的主要特征.模型泛化性和计算结果准确率较高,计算结果平均相对误差为1.80%,均方根误差小于0.35 m/s.模型计算速度快,获取锅炉速度场的平均计算时间由CFD模拟所需的约2819 min减小至约3 min.

基于本征正交分解的斗轮堆取料机俯仰结构降阶方法

针对斗轮堆取料机结构复杂、动力学特性分析成本高的问题,基于有限元法提出了一种采用本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)的模型降阶方法,对斗轮堆取料机的俯仰结构进行动力学特性计算分析。通过抽取一系列时刻的系统响应构成瞬态快照矩阵,并对其进行本征正交分解;根据模态能量占比原则,截取本征模态,获得投影子空间,并将全阶系统动力学方程投影到子空间上进行降阶。基于降阶模型分析了俯仰结构的模态特性和动力学响应特性,并与全阶模型的计算结果进行了对比。结果表明:降阶模型与全阶模型的位移响应吻合较好,计算效率提升了98.6%。提出的模型降阶方法为大型复杂结构的动力学特性分析提供了一种有效途径。