Numerical analysis of multicomponent responses of surface-hole transient electromagnetic method

We calculate the multicomponent responses of surface-hole transient electromagnetic method. The methods and models are unsuitable as geoelectric models of conductive surrounding rocks because they are based on regular local targets. We also propose a calculation and analysis scheme based on numerical simulations of the subsurface transient electromagnetic fields. In the modeling of the electromagnetic fields, the forward modeling simulations are performed by using the finite-difference time-domain method and the discrete image method, which combines the Gaver–Stehfest inverse Laplace transform with the Prony method to solve the initial electromagnetic fields. The precision in the iterative computations is ensured by using the transmission boundary conditions. For the response analysis, we customize geoelectric models consisting of near-borehole targets and conductive wall rocks and implement forward modeling simulations. The observed electric fields are converted into induced electromotive force responses using multicomponent observation devices. By comparing the transient electric fields and multicomponent responses under different conditions, we suggest that the multicomponent-induced electromotive force responses are related to the horizontal and vertical gradient variations of the transient electric field at different times. The characteristics of the response are determined by the varying the subsurface transient electromagnetic fields, i.e., diffusion, attenuation and distortion, under different conditions as well as the electromagnetic fields at the observation positions. The calculation and analysis scheme of the response consider the surrounding rocks and the anomalous field of the local targets. It therefore can account for the geological data better than conventional transient field response analysis of local targets.

周向槽宽度对涡轮增压器转子系统非线性动力学特性影响研究

浮环外表面周向槽宽度结构参数会影响外膜压力分布,进而对高速轻载涡轮增压器转子系统非线性振动特性产生显著影响。基于流体润滑机理和有限元理论,建立了包含轴系集总运动方程、浮环轴承瞬态温度模型、润滑油黏温方程以及轴承间隙热变形方程在内的涡轮增压器轴系热-流-固耦合的综合模型,并提出了一种有效的求解策略。通过与试验数据对比,验证了该综合模型的准确性和可靠性。以某柴油机用涡轮增压器转子系统为例,通过三维振动瀑布图研究不同周向槽宽度在低(50℃)、中(90℃)、高(130℃)3种入口油温下转子系统频域瞬态振动响应。结果表明:相对于全圆瓦浮环轴承支撑的转子系统,当周向槽宽度从2.4 mm增加至4.8 mm时,在不同入口油温下转子系统内膜涡动、振荡的转速区间逐渐缩小,振动幅值均大幅降低;但随着周向槽宽度和入口油温的增加,外膜承载力降低,转子系统呈现出刚性运动,即零频振动,并且零频振动幅值高于低频振动,成为主导频率。当周向槽宽度从2.4 mm增加至4.8 mm:入口油温为50℃时转子系统的最大无量纲振幅值降幅分别约为67%、75%和83%;入口油温增加至90℃时,转子系统的最大无量纲振幅值降幅分别约38%、75%和82%;入口油温增加至130℃时,最大无量纲振幅值降幅分别约为67%、75%和79%。因此,对于不同的入口油温,周向槽浮环轴承可使转子系统的振动幅值大幅降低,有利于提高转子系统的稳定性,结论可为周向槽浮环轴承的参数设计提供理论参考。

基于高阶时域有限差分法与改进节点分析法混合求解复杂传输线网络瞬态响应

该文提出一种用于求解复杂传输线网络瞬态响应的新型混合算法。通过构建混合单端口网络模型将传输线分布参数系统与集总电路分开,分别采用高阶FDTD(2,4)与改进节点电压分析法(MNA)分析传输线与端口电路瞬态响应。与以往暂态分析方法相比,高阶FDTD(2,4)的低数值色散特性,使得求解传输线时可采用粗网格离散,能方便处理电长度较长的传输线。同时直接采用电路分析方法求解端口电路,能够获取电路中各节点的电压电流波过程。通过几组数值实例验证了该方法的有效性及准确性。

600MW超临界汽轮发电机组低压转子叶片脱落振动特性研究

针对国产600 MW超临界汽轮发电机组低压2转子末级叶片脱落故障问题,开展低压转子叶片脱落对机组轴系振动特性的影响研究。采用有限元法构建轴系动力学模型,进行临界转速与振型分析;通过施加瞬态激励力模拟叶片脱落,建立低压转子叶片脱落瞬态激励模型,开展机组轴系非线性瞬态时域分析,得到工作转速3 000 r/min下轴系叶片脱落和各轴承处振动响应;对比激励前后振动响应,总结低压转子叶片脱落故障对轴系振动的影响规律。研究发现,轴系振型以各跨转子弯曲振型为主,叶片脱落主要影响其所在跨转子的振动特性,且表现为典型的瞬态不平衡振动特性。

强非线性转子-轴承系统的动力响应分析

本文改进了R iccati传递矩阵法并将其扩展应用于分析强非线性转子——轴承系统的动力响应。提出了一种新型的传递向量{fT┇.e.T,1}={fT┇..e*T}T和新的变换{f}=[S*].{.e*},简化了Riccati传递矩阵法,并提高了R iccati传递矩阵法的数值稳定性。文中就一强非线性转子-轴承系统,分别用本文的方法和Runge-Kutta法做了计算。通过理论分析和两算法结果的比较,验证了本文方法的有效性和数值稳定性等多种优点。本法特别适合于分析强非线性大型复杂转子-轴承系统的瞬态响应。

基于独立成分分析的反卷积新方法

基于独立成分分析方法进行了反卷积研究。独立成分分析算法中要求混合的观测信号不少于从这些观测信号中分离出的独立成分数。针对反卷积中混合的观测信号路数不满足上述条件的问题,提出了一种新的基于独立成分分析的反卷积方法,该方法通过对输入信号进行变换构造出新的观测信号,并对卷积模型进行非线性变换,采用独立成分分析算法实现解卷积混叠。仿真实验结果表明,该方法具有较好的性能,并能实现对信道瞬态响应信号的提取。

桥梁梁端抬枕装置垂向动力学特性分析

随着铁路大跨度桥梁的数量的增加,实际工程中急需一种能够加强桥梁梁缝处轨道结构强度的部件,因此,中铁第一勘察设计院和中铁宝桥公司共同设计开发了桥梁梁端抬枕装置。基于ANSYS非线性瞬态动力分析原理,计算了抬枕装置在列车荷载作用在的竖向动力响应。计算结果表明,钢轨最大竖向位移为1.54 mm,抬枕装置有效地控制了钢轨在梁缝处的竖向不平顺;伸缩缝处钢轨扣件最大压力和最大上拔力分别为45.794 kN和5.135 kN,能够满足扣件强度要求;钢纵梁扣压件最大压力和最大上拔力分别为11.247 kN和23.7 kN,能够满足扣件强度要求。