基于参数化正交匹配追踪算法的高分辨雷达距离像重构

雷达线性调频信号调频率误差会导致传统匹配滤波模型失配,显著降低一维距离像成像效果.针对调频率误差模型下的宽带雷达高分辨一维距离像稀疏成像问题,提出了一种基于参数化正交匹配追踪算法的高分辨雷达一维成像方法.该方法首先确定调频率参数取值范围,构建调频率参数可选集合;然后基于回波数据观测矩阵与调频率的解析关系,针对每一个可选值构建参数化的稀疏观测矩阵,并进行单步正交匹配追踪迭代;最后基于每一个参数可选值对应的单步残差能量逐步筛选出调频率参数.仿真和实测数据实验验证了所提方法的有效性.

某带钢拱的超限高层建筑结构设计

项目位于高烈度地区,存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、尺寸突变和局部不规则。针对上述不规则项采取了专项分析,同时制定了合理的结构性能化目标,进行计算分析验证结构性能。裙房存在26m×41m的大跨空间,采取了钢拱结构形式,并通过参数化技术优化钢拱的几何形状,改善了结构受力,对于钢拱结构进行了弹塑性、舒适度、竖向地震、节点、稳定性施工模拟专项分析。同时比较了钢拱在增加拉索的方案中,可减少水平地震力引起的拱结构内力,但反应谱法无法考虑拉索受压索力退出工作的情况,其计算方法需进一步的研究,但类似工程可考虑时程分析计算结果后调整相关杆件的内力设计方法。

浅论模块化技术在高效机房设计中的应用

针对高效机房在三维模型的设计过程中,经常涉及不同应用场景、不同承压标准、不同设备生产商等问题,导致高效机房的设计周期长,标准化难以实现。通过采用模块化设计方法,将高效机房进行模块划分,确定参数化尺寸和系列化结构,实现高效机房三维模型的标准化设计,缩短设计周期。

考虑新能源高阶不确定性的交直流混联电网静态电压稳定裕度计算

随着大量新能源场站接入交直流混联电网,系统的静态电压稳定裕度(static voltage stability margin,SVSM)水平具有很大的不确定性,需要研究考虑新能源场站高阶不确定性的交直流混联电网SVSM计算方法。针对此问题,首先建立了交直流混联电网SVSM计算模型,模型中考虑了直流换流站控制方式随负荷增长的切换;采用概率盒模型描述风速与光照强度的随机波动,提出了改进区间半不变量法以获得更准确的SVSM概率盒,该方法通过K-means++聚类算法将随机变量样本划分为多个波动范围较小的样本集,以降低半不变量的线性化计算带来的误差;并结合Gram-Charlier级数展开和概率加权和计算得到考虑新能源场站高阶不确定性的系统SVSM概率盒。通过对修改的IEEE-39节点交直流系统和南方电网两个算例的分析,并与区间半不变量法和双层蒙特卡洛法比较,验证了所提出方法获得的SVSM概率盒具有较高的计算精度和效率。

基于空气动力学的高速列车车头造型参数化设计

文章以高速列车车头造型为研究对象,探究不同截面框架生成的设计方案对风阻系数的影响差异,使用参数化设计方法改变车头横截面形状,逐步建立完整的列车数据模型。采用模拟流体分析的方式,证明横截面参数均匀化的车头形状的空气阻力系数最小,论证了参数化设计方法在实际应用中的可行性,以期为列车外观设计提供有效的参考数据和有益的优化经验。

基于国产FPGA的高速SS7信令研究与实现

高速SS7信令是一种在数字通信网中使用的公共信道信令技术,适用于无线和有线的公共交换电话网。现有高速信令解析方案可拓展性相对不足,在实际应用场景中扩展成本巨大,并且大都采用外国平台实现。随着国家信息系统软硬件平台对自主可控要求越来越高,文中提出一种基于国产高云FPGA的高速SS7信令解析方案。信令解析过程包括信令采集模块和信令过滤模块,分别对其进行了详细的介绍,并且解析信令的同时统计系统运行信息。相比现有方案,文中方案采用国产平台实现,满足自主可控要求,并对方案进行了模块化参数化设计,可以很容易地实现不同应用场景的扩展。最终设计实现了8路高速SS7信令的并发处理,经过实网测试验证,达到了预期的目的,并成功投入商用。

复杂地形上气象场对空气质量数值模拟结果影响的研究

利用WRF模式三种边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2)产生的气象场分别驱动多尺度空气质量模式CMAQ,对兰州市西固区冬季2005年1月27日至2月2日期间SO2和NO2浓度进行了数值模拟,将模拟结果与同期监测的污染物浓度进行对比分析,结果表明:WRF模式不同边界层参数化方案模拟输出的气象场驱动CMAQ模式所模拟的SO2和NO2浓度均可以反映出污染物的时空变化特征,CMAQ模式具有模拟复杂下垫面高分辨率污染物输送特征的能力;WRF模式的边界层参数化方案选为局地与非局地闭合方案(ACM2)时,模拟的气象场驱动CMAQ模式得到的空气污染物浓度分布特征最优,这主要是由于ACM2的湍流输送机制较为合理,模拟的边界层低层气象场更接近实际,从而可以较好地模拟污染物的输送特征;当CMAQ模式的垂直混合方案与WRF模式的湍流输送方案一致时(均采用ACM2方案),模式间的兼容性好。

减压阀流动特性研究进展

介绍了现有减压阀的结构类型和适用于极端工况下高参数减压阀的结构,给出减压阀的研究方法。阐述了国内外对于减压阀内流动特性的研究进展,并对减压阀的发展和主要研究趋势进行展望。

“91.7”江淮暴雨低涡发展结构和演变的中尺度数值模拟

本文对1991年7月4—7日发生在江淮流域的一次低涡切变线特大暴雨过程进行了高分辨行星边界层参数化的中尺度数值模拟。所用模式是通过系列检验和改进的MM4。控制模拟结果揭示:"91.7"江淮暴雨过程与中尺度暴雨低涡的生成和发展以及特有的动力和热力结构密切相关;垂直气旋性涡柱的形成和发展是这类暴雨低涡持续发展的一种重要而特有的中尺度结构;伴随暴雨低涡涡柱耦合发展的强上升运动是维持其低涡持续发展以及完成高、低空诸通量交换和输送所必须的次级垂直环流条件;深厚湿舌、强上升运动与涡柱三位一体的共存结构是暴雨低涡持续发展并产生对流云系和持续暴雨的典型结构;西南低空急流的发展和维持,不仅是暴雨低涡形成和持续发展的重要动力学条件,也是暴雨过程所需水汽的主要载体;对流层下部深厚不稳定层结的形成和维持是暴雨低涡能够产生持续对流活动以及对流性降水所必须的热力层结条件;与西南低空急流相伴的强暖湿带在850 hPaθ_e场上显示得最清楚,其暖湿带中轴北侧及其强湿斜压区与低涡切变线雨带基本一致;在暴雨低涡行星边界层内,感热通量有夜负昼正的日变化;而潜热通量却昼夜均为正值,且远大于相应时间的感热通量。这表明在低涡暴雨过程中,行星边界层内垂直向上输送的水汽通量和潜热通量远较感热通量重要。

积云参数化方案中云底质量通量的限制及在高分辨率模式中的应用

对SAS积云参数化方案中的云底质量通量进行限制并将其应用到华南区域高分辨率模式降水预报中,分别对强对流个例和弱对流个例进行模拟和比较,分析了限制云底质量通量之后的积云参数化方案对模式降水预报的影响,并探讨了不同大小的云底质量通量限制对预报结果的敏感性。试验结果表明,对积云参数化方案进行闭合时采用不稳定能量释放假设要比原来的准平衡闭合假设更适用于中小尺度模式。对积云参数化方案的云底质量通量进行限制以后可以有效地消除对流参数化在高分辨率模式中引起的虚假降水,同时又能够合理地引入一些次网格尺度的弱对流的影响,从而改进模式的降水预报效果。敏感性试验结果表明,随着云底质量通量限制程度的变弱,对流参数化方案对模式降水预报的影响会逐渐增强;在一定大小范围内的云底质量通量限制下,强对流个例的总降水量预报结果对于不同大小的限制不如弱对流个例敏感。对两种不同的云底质量通量限制方式进行比较发现,在云底质量通量较大时完全关闭对流参数化方案可以更有效避免对流参数化引起的虚假降水。

基于高拟真度模型的再入飞行器多学科优化

针对新型飞行器子学科高度集成、学科间强烈耦合的设计特点,提出了一套基于高拟真度学科分析模型的高超声速飞行器多学科建模、集成和求解方法。采用依托CAD造型的参数化主模型架构技术进行几何特征建模,为气动、结构、气动热、质量等学科分析模型构建提供基准支持;在此基础上研究了CAD、CAE等高拟真度学科分析模型在多学科设计优化中的集成应用方法,并以高超声速无动力滑翔再入飞行器为对象建立了支持高拟真度模型的多学科优化系统构架;最后采用响应面与梯度算法组合的搜索方式实现了再入飞行器的多学科优化。

高速砂轮基体截面的优化设计

运用ANSYS提供的参数化语言(APDL)建立高速砂轮基体的模型,并以最大的环向应力减去最小环向应力之差最小化为目标函数,求解高速砂轮基体优化设计的问题,给出了优化后砂轮基体的截面形状和应力分布结果。结果表明:经过优化设计后,可以明显降低最大环向应力值,同时大大缩小了环向应力变化范围。

边界层参数化和湿过程对切变线低涡发展影响的中尺度模拟

1981年8月14至22日,在青藏高原东侧陕、甘、川毗邻区,出现了一次持续暴雨过程.对其主过程的涡度诊断表明,切变线低涡初生於青藏高原东侧低空,其后,不仅出现了高、低空涡度中心的叠加和耦合过程,而且在行星边界层(PBL)内发生了迅速加强过程.这种过程与切变低涡的持续发展相伴. 一系列48和72小时中尺度数值模拟结果揭示:只有高分辨PBL参数化的湿物理过程,才能较好地模拟出切变低涡在PBL内的突然加强及其涡度演变和垂直结构;而总体PBL参数化,虽然其涡度演变和垂直结构也能基本模拟出来,但不能模拟出切变线低涡在PBL内的迅速加强;总体PBL参数化干过程的模拟结果指出,该方案较前两种湿过程方案均差,特别是被模拟系统的强度明显减弱,位置偏离. 模拟与诊断和观测之间的比较揭示,尽可能仔细地改进PBL参数化和湿物理过程,才有可能改进对这类中尺度系统发生和发展的模拟.

高速磨床机械结构参数化建模与模态分析

基于动态子结构法建立了高速磨床零部件和整机的实体参数化模型,利用MSC.Patran/Nastran建立了高速磨床机械结构的有限元模型,并对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了模态分析。应用LMS振动及动态信号采集分析系统对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了实验模态测试与分析。实验表明,采用基于假想材料的高速磨床结合部模拟技术可使磨床组合结构的动态实验结果与有限元模态分析结果相吻合,实验测试得到的高速磨床机械结构动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的结果是一致的,说明利用子结构法建立高速磨床机械结构实体参数化模型是正确可行的。

高速再入飞行器的鲁棒自动驾驶仪设计

针对高速再入飞行器的自动驾驶仪设计问题,基于鲁棒参数化方法,采用特征结构配置和模型参考跟踪理论设计BTT飞行器姿态控制系统的鲁棒控制器,完成对于制导信号的快速跟踪。本设计的鲁棒镇定器是一个不随滚动角速度变化也无需切换的定常反馈镇定律,结构简单,便于工程实现。通过分析高速再入飞行器的特点,给出了简单可行的控制方案。将所设计的控制器应用于飞行器非线性模型进行了六自由度仿真试验。仿真时考虑了系统执行机构的时滞和饱和特性。仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。

黑河地区行星边界层平均结构演变的三维数值模拟

本文利用一个改进和发展的高分辨三维中尺度数值模式,用FGGEⅢb资料对具有复杂下垫面和地形的黑河地区晴天边界层演变进行了模拟。结果表明,该模式具有模拟该地区夏季边界层平均结构及其演变的能力。模拟的地面诸通量演变与一些观测分析结果基本一致,但因下垫面的不同会有某些差异,对晴天边界层平均结构演变的18小时模拟能明显地区分白天和夜间的不同特征。白天混合层是在08时(北京时)以后逐渐发展建立的,在大约16时增长到其最大厚度1.5km;该混合层可持续到21时。夜间稳定边界层在大约22时建立。但无论白天或夜间,下垫面的非均匀性对边界层平均结构及其演变均有明显的影响。

多尺度城市边界层数值模式系统

人为活动影响天气气候变化是当前大气科学研究的热点问题.随着城市发展,人为活动的加剧,城市非均匀下垫面大气边界层的数值研究面临更多的挑战.研究工作着眼于引入更完善的城市大气边界层物理过程,进一步发展完善南京大学的多尺度数值模式系统,以提高模式系统的模拟性能.主要研究内容包括:1)城市尺度模式中人为热及建筑物拖曳参数参数化方案的完善;2)基于参数化方案完善以及精细地理信息、地表特征参数支持下提高了城市尺度数值模式的分辨率;3)完成不同尺度边界层模式单向向下嵌套及各边界层模式与空气质量模式的单向嵌套;等等,从而建立物理机制更合理,计算过程更完善的多尺度城市边界层数值模拟系统,为天气气候研究,城市环境保护,城市发展规划以及国家安全防御等工作服务.

积云参数化和微物理方案不同组合应用对台风路径模拟效果的影响

利用美国国家环境预测中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合研发的天气研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF),研究了不同积云对流参数化方案和微物理过程方案对0514号台风"彩蝶"路径的影响。结果表明,积云对流参数化方案对台风路径影响较大,KF方案比BM方案能更好地模拟出台风路径;使用KF方案时,选择微物理方案比不选微物理方案对于台风路径有更好的模拟结果,其中,Ferrier、WSM6和Lin非常接近于实况;KF方案较好地模拟出副热带高压(简称副高)的西伸和东退的变化以及台风环流的风场分布和强度。

建筑物分布对市区流场及污染物扩散影响的数值模拟

本文运用已建精细城市PBL模式 ,用拖曳力法考虑城市建筑物的影响 ,并以北京前三门地段板房为例 ,通过 8个数值试验具体研究了建筑物对气象场的影响。结果表明 :前三门地段板房的有无对风速、湍能和NOx 浓度的影响较明显。有板房比没有板房时 30m处水平总风速减少 0 .0 3～ 0 .10m/s ,湍能增大 0 .0 2～ 0 .14m2 /s2 。板房对水平总风速的影响大于 0 .0 1m/s的范围为 :迎风向和背风向约 4 0 0～ 5 0 0m ,侧风向约 10 0～ 2 0 0m ;垂直方向的影响高度约为 15 0m ,在 30m高度附近影响最大。对湍流动能的影响范围与风速的类似。对NOx 浓度的影响以地面为最大 ,其影响程度及影响范围和板房与污染源的相对位置以及板房与周围建筑物的距离有关。总之 ,在高分辨的边界层模式中 ,用拖曳力法考虑城市建筑物的影响是可行和必要的。

参数化立式钢桶桶身高速翻转设备控制系统设计

金属制桶工艺中需对桶身进行180°翻转。为适应制桶企业多规格、小批量、智能化的生产需求,设计针对不同规格、形状的立式钢桶桶身高速翻转设备的PLC控制系统。通过步进、伺服电机驱动的翻转机构位置、速度分析,实现桶身翻转动作过程与优化。通过气动系统压力PID控制,实现桶身夹持及翻转力的精确及连续控制。经企业实践,该系统运行稳定可靠,符合要求,具有良好的经济效益与技术借鉴意义。