MHD flow of upper-convected Maxwell fluid over porous stretching sheet using successive Taylor series linearization method

This paper investigates the magnetohydrodynamic （MHD） boundary layer flow of an incompressible upper-convected Maxwell （UCM） fluid over a porous stretching surface. Similarity transformations are used to reduce the governing partial differential equations into a kind of nonlinear ordinary differential equations. The nonlinear prob- lem is solved by using the successive Taylor series linearization method （STSLM）. The computations for velocity components are carried out for the emerging parameters. The numerical values of the skin friction coefficient are presented and analyzed for various parameters of interest in the problem.

基于视觉与加速度测量的结构动态位移融合估计

结构动态位移测量与精准估计对于结构安全运营和性态评估具有重要意义.基于计算机视觉的位移监测方法具有精度高、非接触式、成本低、设备安装简便等优点,在实际复杂工程环境中,设备难以架设,视觉测量方法较传统接触式位移监测方法具有明显的优势.图像分辨率和拍摄帧率等因素在一定程度上限制了视觉方法的使用.针对视觉位移测量技术高频振动识别精度低的问题,提出了一种基于视觉与加速度测量的结构动态位移重构方法,通过融合视觉低频与加速度高频振动响应信号,实现结构动态位移精准识别.首先,利用光流法从结构振动视频数据中提取结构位移响应,引入前后向误差与离群值过滤机制,提升特征点追踪精度,避免漂移问题.然后,利用逐次变分模态分解方法分别从视觉位移与加速度二次积分得到的位移信号中提取相应的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量.最后,基于互相关函数筛选机制,确定融合模态分量,融合基于视觉测量的低阶IMF与基于加速度测量的高阶IMF,重构结构位移响应.通过一个钢筋混凝土框架结构振动台试验,对提出的位移融合估计方法进行了试验验证.结果表明:与单一视觉测量方法相比,所提出的方法能够更为准确地估计结构动态位移,并且通过引入加速度测量中的动态位移分量,融合后的位移比基于视觉测量的结果具有更宽的频率范围.

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先,定义一种负荷裕度阈值,用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况,在此工况下,利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流,将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉,少量无解的则为不安全故障。然后,在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障,并用连续潮流法求解负荷裕度,按裕度给出排序;无解则为失稳故障,结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息,使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价,据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。

城市交通网络非稳定随机均衡分析

阐明了城市交通网络流量均衡的不稳定特征,并提出了非稳定随机均衡分析的概念。通过构建基于路网使用者选择行为判断的超级网络,揭示了基于一般简化网络利用随机用户均衡对非稳定均衡网络状态进行研究的不合理性,并通过增加相对独立的虚拟节点与路段修正了超级网络。基于修正的超级网络对路径选择概率进行分析,构建了基于路段流量加载的不动点流量分配模型。针对该不动点模型给出了相继平均法内嵌基于Monte Carlo模拟的随机加载过程的交通流分配算法,并用算例验证了该算法的有效性。通过比较非稳定均衡与弹性需求下的交通网络用户均衡,说明了非稳定均衡概念在交通网络规划中应用的重要意义。

连续弯道内水流运动的特点

利用数学模型,采用带旋流修正的紊流模型,同时借助VOF方法描述自由表面,对6个连续反向弯道中的水流运动特点进行了数值计算,分析了连续弯道中的主流线分布,不同来流情况下的纵向水面流速变化以及横向环流在连续弯道中的发展过程。结果表明,在连续弯道中,高流速区均出现在弯顶前凸岸一侧;连续弯道两个反向弯段的横向环流也是反向的,下一个弯段的环流发展受到上一个弯段环流明显的抑制作用;随着上游来流量的增大,弯道中最大纵向流速的位置由弯顶前凸岸处向弯顶下移,顶冲点下移,纵向流速沿弯道宽度方向的分布趋于均匀,水流"走直"的趋势明显。

基于混沌优化与线性内点法的最优潮流算法

求解最优潮流是一项基本而重要的工作,文中将混沌优化与线性内点法相结合,提出了一种新的混合优化算法,并应用该方法进行电力系统最优潮流的计算。混沌优化方法利用混沌运动特定的内在遍历性、随机性和规律性等特点跳出局部最优点,接近最优点;同时,利用预测-校正原-对偶内点法在最优点的邻域内局部寻优,提高了收敛速度和求解精度。通过对IEEE 14、30和57节点试验电力系统的数值计算,验证了算法的有效性。

两种启发式电网规划算法的比较与改进

逐步扩展法和逐步倒推法是两种常用的启发式输电网络规划算法,前者的优点是能够给出从现有网架到目标网架的过渡方案。针对同一规划问题,在相同的目标函数和约束条件下,两种方法的规划结果并不一致,逐步扩展法的计算量较大且没有得到最优解。采用 18 节点电网规划算例对两种方法的计算步骤及有效性指标等对比分析,发现逐步扩展法在有效性指标、虚拟线路等方面存在缺陷。所提出的改进的逐步扩展法,经算例验证能够得到最优规划结果。分析并总结了两种方法各自的优缺点,为输电网络规划方法的选择提供依据。

基于列车开行方案的城市轨道交通多交路客流分配方法

研究基于多交路共线运营列车开行方案的客流分配问题,有利于分析评价列车开行方案编制质量,评估列车运输资源的负荷均衡性。本文选取典型城市轨道交通多交路共线运营列车开行方案,构建基于列车开行方案的共线运营服务网络。考虑乘客在共线区段的路径选择行为,提出轨道交通共线问题的数学模型。通过将客流加载的有效路径求解问题转化为求解共线运营服务网络的最短超路径问题,提出基于发车频率的超路径客流分配方法,构建多交路共线运营服务网络客流分配模型,并提出求解配流模型的混合连续平均算法。算例研究表明,由配流结果计算所得的断面满载率相对偏差最大为4.54%,可以实现运量与列车运力的较好匹配;相同服务频率下,多编组模式下的列车最大断面满载率较单一编组模式下的最大断面满载率低15.64%,多编组开行方案的客流适应性更强。本文方法可为复杂交路设计、列车开行方案编制及优化调整提供依据。

面向智能变电站通信网络可靠性研究

智能变电站通信系统故障时的零恢复时间和零数据帧丢失问题,传统的冗余机制无法解决。针对这一问题,以智能变电站通信网络的可靠性为研究对象,提出一种并行冗余协议和高可用性无缝环网协议相结合的系统模型。建立站控制层使用并行冗余协议,过程层使用高可用性无缝环网协议的模型,通过可靠性框图和成功流法进行可靠性评估。通过算例验证了所提方法的可行性。结果表明,所提方法能有效地提高通信网络的可靠性,为智能变电站的发展提供了参考和借鉴。

城轨站行人流线网络客流分配算法与软件实现

为实现符合城市轨道交通车站行人流线网络特点的行人设施客流分配,首先将分方向实结点时间阻抗与结点客流方向引入最短路径识别,将其嵌入连续平均法,建立了适用于城市轨道交通车站行人流线网络的客流分配算法.然后,利用C#和Matlab语言在AutoCAD环境下开发了相应的客流分配软件,并在此过程中提出了结点客流方向获取方法.算例表明,该算法能够实现考虑分方向实结点时间阻抗的城轨站行人设施客流分配;与TransCAD、VISUM相比,软件符合行人流线网络特点,操作简便.

改进的信赖域内点算法在OPF中的应用

最优潮流的研究涌现出许多优秀方法。基于内点法的逐线性规划方法因其不需要形成海森阵及收敛精度处理灵活等优点,在电力系统中获得广泛应用。信赖域内点法可以很好地解决逐线性规划方法中的步长调整问题。文中基于现代内点理论提出一种改进的信赖域内点算法。新算法提出以下改进措施:①由常规潮流获得初始点,改善信赖域子问题可行性;②迭代中无须与潮流计算配合,增加算法通用性;③引入变量到信赖域子问题模型中确保计算的连续性;④改进信赖域子问题模型,提高计算精度;⑤调整收敛判据,加快计算速度;⑥由现代内点法求解信赖域子问题,并构造简约修正方程,减小计算量。用改进算法求解两类OPF问题。在IEEE14-300节点测试系统进行数值计算,表明所提出算法的正确性和有效性。

基于客流分配的高铁票价调整策略

针对目前高铁票价单一、客运收益率低、区段客流不均衡等问题,提出基于客流分配的高铁票价调整策略。首先,分析影响旅客出行选择行为的相关因素,构建包含经济性、快速性、便捷性和舒适性四项指标的广义出行费用函数;然后,建立兼顾高铁客运管理部门收益最大化和旅客出行费用最小化的双层规划模型,其中上层规划通过制定票价调整策略实现高铁客运收益最大化,下层规划以旅客广义出行费用最小为目标,利用区段不同车次间的竞合关系构建随机用户均衡(SUE)分配模型,同时采用基于改进Logit分配模型的相继平均法(MSA)进行求解;最后,结合案例验证了所提票价调整策略能够有效地平衡区段客流,降低旅客出行成本并在一定程度上提高客运收益。结果分析表明该票价调整策略能够为铁路客运管理部门优化票价体系、制定票价调整方案提供决策支持与方法指导。

基于逐步倒推法结合MATPOWER潮流计算的地市级电网网架规划方法

文章介绍了一种基于逐步倒推法结合MATPOWER潮流计算的地市级电网网架规划方法,并利用该方法对2015年荆门市电网220kV主网架进行规划分析,实践证明该方法具可行性。

基于FPGA的稠密光流计算系统

高质量的稠密光流算法计算复杂度很高,因此计算速度成为制约其在实际系统中应用的重要原因。针对这一问题,利用现场可编程门阵列(FPGA)的细粒度并行特性,实现了一种高质量的稠密光流算法CBG(CombinedBrightness-Gradient)的硬件加速器。实验结果表明,在FPGA工作频率200 MHz,计算全部像素对应的光流信息的情况下,该系统处理分辨率为316×252的图像序列的帧频可达40 frame/s。

一种改进的最优潮流算法研究

提出一种改进的信赖域内点算法.新方法无须与潮流计算配合增加算法通用性,并由常规潮流获得初始点改善信赖域子问题可行性;此外,改进信赖域子问题模型提高计算精度,调整收敛判据加快计算速度;由现代内点法求解信赖域子问题,并构造简约修正方程减小计算量.用改进的方法求解电力系统中以发电费用最小为目标的最优潮流问题.通过对IEEE14-300测试系统的数值仿真实验,证明所提出的算法是正确和有效的.

淹没式堰流逐步图解法定线推流自记水位的使用范围

堰闸水文站出现淹没式堰流时可以使用逐步图解法定线推流,但小水位差时用自记水位推流,计算流量的误差可能很大。通过对淹没式堰流计算流量的不确定度的分析计算,得到水位差的百分不确定度,根据计算流量的不确定度要求,推算得到满足计算流量不确定度要求的水位差的范围:对于开宽大于2.0m、下游水头大于0.5m的堰闸站出现淹没式堰流时,只有水位差大于0.14m时,才能使用自记水位推流。

应用逐次Taylor级数线性化法在多孔伸展界面上求解高对流Maxwell流体的磁流体动力学流动

研究不可压缩的高对流Maxwell(UCM)流体,在多孔伸展界面上作磁流体动力学(MHD)的边界层流动.利用相似变换将控制的偏微分方程,变换为非线性常微分方程.采用逐次Taylor级数线性化方法(STLM)求解该非线性问题.对所显现的参数完成速度分量的计算,介绍了表面摩擦因数的数值结果,并分析了问题所显现参数的变化.

中长期高速铁路网客流OD及通道运量预测方法

根据《中长期铁路网规划》,未来我国高速铁路网络覆盖将进一步扩大,如何明确各个高铁规划项目的功能定位与线路等级和标准,需对其运量水平及所承担的客流OD结构进行有效预测.对此,通过分析未来全方式客运需求增长比例、高速铁路全面成网后各种交通方式客流承担比例变化、高铁线路开通对于旅客出行需求的诱发作用等因素,完成中长期高速铁路客流OD的合理预测;进而以此为基础,考虑高速铁路网中OD客流不同走行径路的出行时间、费用、换乘、区段输送能力等影响因素,基于Logit模型构建了客流分配模型,并采用迭代加权法进行求解.最后,通过针对2030年长三角地区高速铁路运量水平及客流结构的案例分析,验证了本文方法的有效性,计算结论可为规划设计方案提供依据.

基于连续拟稳定法的页岩气体积压裂水平井产量计算

水平井体积压裂是开发页岩气藏的关键技术。体积压裂后,未改造区域的流动为受微纳米孔隙介质控制的非线性渗流,而改造区域的流动则是由微米级裂缝网络控制的达西渗流。综合考虑页岩气藏体积压裂后的多尺度流动、页岩气解吸附、扩散等特点,建立了耦合未改造区域和改造区域流动的稳态产量计算模型;在此基础上,首次运用连续拟稳定法,考虑压力波不稳定扩散,结合物质平衡方程建立了页岩储层体积压裂水平井非稳态产量计算方法,并对页岩气体积压裂水平井非稳态产量的影响因素进行了分析。结果表明:基于连续拟稳定法建立的产量预测模型具有求解过程简单、计算速度快,与数值模拟结果吻合程度高的特点;页岩气的解吸效应主要影响生产中后期的产量;随着体积压裂区半径、压裂区渗透率、扩散系数、朗格缪尔体积的增大,页岩气井产能增大,且增加幅度逐渐减小;朗格缪尔压力对产量的影响较小。该方法为页岩气体积压裂水平井非稳态产量的计算提供了理论依据。

内点法在电力系统最优潮流问题中的应用简介

对近年来应用到最优潮流领域的内点法概况进行了介绍,并就应用最为广泛的原一对偶障碍函数内点法作了详细的数学阐述;在对电力系统最优潮流算法进行分类的基础上,论述了内点法在各类求解方法中的应用情况。