暴雨中不稳定的动力学诊断方法

为了将动力理论研究的结果应用于实际暴雨过程的诊断,给出了一种对实际暴雨中不稳定进行动力学诊断的方法。根据暴雨的环境场来诊断暴雨中不稳定的最大增长率、最优增长尺度以及暴雨雨带与盛行风向的夹角。利用无粘非绝热线性化的Boussinesq方程组,采用标准模方法将小扰动的不稳定问题转化为复系数常微分方程组的特征值问题。在分别提取了背景流场、层结稳定度和凝结加热垂直分布函数的基础上,对该问题进行了数值求解,并用该方法对实际暴雨个例做了诊断。结果表明,在暴雨发生之前,盛行气流的动力不稳定起了触发积云对流的作用,而在暴雨盛期,对流凝结加热反馈则对不稳定的迅速增大起了关键作用。暴雨盛期不稳定增长率最大,且属于二维平面波的不稳定。实际的观测结果与动力学诊断相一致,表明诊断方法是切实可行的。     

连续广义大系统的稳定性与关联参数域

研究了线性连续广义大系统稳定性与其孤立子系统的稳定性之间的关系.利用广义Lyapunov方程,应用Lyapunov函数理论和广义系统分解理论,得到了在孤立子系统都正则、脉冲自由且稳定的条件下,广义大系统也是稳定的充分条件.并给出了相应的稳定关联参数域和不稳定域.本文的结果揭示了连续广义大系统的稳定性与其孤立子系统的稳定性之间的内在联系(脉冲自由,无脉冲和无脉冲膜它们的意思不一样,不能替换).     

悬臂输流管道在端部随从力作用下的稳定性

对在端部随从力和流体流动共同作用下的输流管道,以欧拉伯努利梁为基础建立管道的运动微分方程,并以梁的振型函数为试函数,采用伽辽金方法对方程进行离散.通过对特征值分析,研究了不同参数对悬臂输流管道振动与稳定性的影响以及无量纲复频率与系统失稳临界流速的关系.结果表明:端部随从力的变化对系统失稳临界流速有很大的影响;系统的失稳方式和临界流速的大小有关;系统的失稳方式主要以发散失稳和单模态颤振失稳为主.     

洪水作用下车辆稳定性试验与安全标准研究

对洪水作用下车辆失稳时的受力情况进行分析,推导出车辆失稳临界条件方程,并结合三款不同型号1:18的车辆模型渡槽试验,确定方程中拖曳力系数、摩擦力系数、淹没深度与排开水质量关系。根据流动相似原理计算原型车辆失稳的临界水深-流速关系,并以此提出了车辆部分淹没时“大中小”车型的多层次安全标准。研究结果表明：随着水流流速增大,失稳临界水深变小,且流速-水深曲线“凹凸性”发生变化;随着车辆部分淹没水深增加,不同来流情况的临界流速逐渐趋近;同款车型在相同的水深条件下,侧向来流比正向来流更容易失稳;三车并列时稳定性介于侧向来流和正向来流之间;路面坡度越大,车辆越容易失稳;质量越大车辆,稳定性越好。     

模型结构分析方法在多变量预测控制中的应用

为了解决因在模型辨识阶段产生辨识误差而可能引起的稳态增益模型出现线性相关度增高的问题,研究了模型结构临界不稳定现象与多变量预测控制系统性能间的关系.首先,利用奇异值分解(SVD)和相对增益矩阵(RGA)等工具分析了稳态模型的线性相关度,从而给出了模型结构临界不稳定的判定方法.其次,给出了由建模误差引起的模型结构临界不稳...     

具有非线性扰动的不确定奇异系统的广义二次稳定性

当非线性扰动满足Lipschitz条件时,利用S-程序引理和线性矩阵不等式解决了不确定奇异系统的广义二次稳定性问题,并给出了扰动的界.同时,非线性扰动正常系统的鲁棒稳定性问题也得到了解决.最后,利用算例验证了此方法的有效性.     

气弹耦合作用下平板的稳定性

为了探讨气弹耦合作用下二维平板中存在的稳定性问题及失稳参数域,针对一侧来流二维平板模型,运用正规形理论和中心流形方法简化方程,分析预载荷和气压强与系统失稳关系,并研究系统在退化点附近具有余维三时的分岔及稳定性,给出二维板系统具有静止、颤振等运动形态的参数条件。结果表明：系统在具有两个零特征值的退化点附近,局部范围内会出现极限环和不稳定结点;系统具有零特征值失稳时,预载荷和气压强系数的取值范围为-2．0--1．5和60～100,预载荷与气压强在此类失稳情况下成正比关系。该研究对于工程预防失稳、保障结构安全具有一定参考价值。     

An experimental study on size distribution and zeta potential of bulk cavitation nanobubbles

Nanobubble flotation technology is an important research topic in the field of fine mineral particle separation. The basic characteristics of nanobubbles, including their size, concentration, surface zeta potential, and stability have a significant impact on the nanobubble flotation performance. In this paper, bulk nanobubbles generated based on the principle of hydrodynamic cavitation were investigated to determine the effects of different parameters(e.g., surfactant(frother) dosage, air flow, air pressure, liquid flow rate, and solution pH value) on their size distribution and zeta potential, as measured using a nanoparticle analyzer. The results demonstrated that the nanobubble size decreased with increasing pH value,surfactant concentration, and cavitation-tube liquid flow rate but increased with increasing air pressure and increasing air flow rate. The magnitude of the negative surface charge of the nanobubbles was positively correlated with the pH value, and a certain relationship was observed between the zeta potential of the nanobubbles and their size. The structural parameters of the cavitation tube also strongly affected the characteristics of the nanobubbles. The results of this study offer certain guidance for optimizing the nanobubble flotation technology.     

一类广义非线性系统状态观测器的设计

本文研究了一类非线性广义系统的状态观测器问题，在理想系统（不存在干扰、不确定项和非线性项的广义线性定常系数）完全可观测的条件下，根据不同的情况，分别利用广义系统解的基本理论和正常系统Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性定理，对所研究的广义非线性系统分别设计了全阶的奇异Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒ型非线性状态观测器和降价的正常线性或非线性变结构状态观测器，从所得结论可知，在系统结构确定的情况下，只要非线性满足Ｌｉｐｓｈｉ     

利用奇异值分解的二阶递归系统数值稳定性方法

为了简便地解决二阶递归系统的稳定性问题,将二阶递归系统转变为二阶离散时变线性系统,并讨论递归系统的稳定性.在二阶离散线性时变系统稳定性分析的基础上,利用奇异值分解(SVD),将其转化为参考信号(RS)系统.提出一个新的离散时变线性系统不稳定性的充分条件,并以离散正交Krawtchouk多项式与Jacobsthal数列递归式为主,讨论并推导出其在Ⅱ,Ⅳ象限上的变化情况和新的不稳定性判据.仿真结果验证了结论的准确性.     

端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的稳定性分析

在端部随从力和黏弹性的共同作用下输流管道可能会表现出更加丰富的动力学特性,研究了端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的稳定性。管道黏弹性采用Kelvin模型,以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了流动流体和端部随从力共同作用下管道的运动微分方程,采用Galerkin法对其进行离散。利用特征值分析了端部随从力、黏弹性系数与质量比对系统失稳临界流速的影响。通过计算得到了不同参数下复频率实部、虚部随流速的变化曲线,分析了各参数对管道振动特性与稳定性的影响。结果表明：端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的失稳方式为颤振失稳;端部随从力的大小和方向对系统失稳临界流速有较大影响,增大端部随从力,系统发生失稳的临界流速会减小;增大管道黏弹性系数,系统发生失稳的临界流速会略微增加;增大质量比,系统发生失稳的临界流速也随之增大。     

基于J积分分析固体火箭发动机药柱界面裂纹的稳定性

为探讨某型固体火箭发动机药柱前端壳体/绝热层、绝热层/包覆层、包覆层/推进剂界面裂纹在点火发射时的稳定性,采用3维黏弹性有限元方法,通过在3维J积分柱面内脱黏裂纹尖端上构建奇异界面裂纹单元的方法提高计算精度,分别计算随着界面裂纹沿界面扩展不同深度的J积分,根据J积分随脱黏裂纹深度与位置的变化规律探讨脱黏裂纹的稳定性.结果表明,发动机点火发射时,对应发动机前翼槽结构的各界面裂纹J积分值为全局最大,并且各界面裂纹的J积分值随着脱黏深度的增加呈单调增长趋势,即当界面裂纹脱黏深度到达一定的深度后将失稳扩展.      

双种群进化策略解奇异非线性方程组

鉴于传统优化算法在求解奇异非线性方程组中存在受初值选取是否合适的影响、收敛速度慢且容易陷入局部最优解等缺点,提出一种改进双种群进化策略求解奇异非线性方程组算法.首先把奇异非线性方程组转化为无约束优化问题,再求解无约束优化.该算法克服了传统算法不足,避免了大量的求导计算,算法收敛速度快、求解精度高、稳定性强.     

基于滑坡破坏渐进特征的新不平衡推力法及其应用

为了克服不平衡推力法不能体现滑坡破坏渐进性的缺点,在其基本计算方法的基础上,考虑到岩土体的软化特征,提出了一种关于滑坡稳定性的简明计算方法。此方法主要从以下三点对传统不平衡推力法进行了革新：第一,考虑滑体变形;第二,引入节理本构模型,考虑滑体强度衰减及应力应变之间关系的转化;第三,考虑部分失稳对于整体稳定性的作用,基于条分法提出条块稳定系数与条块破坏概率的定义,进而定义滑坡整体稳定系数与整体破坏概率。给出了所提方法的计算公式,并阐述了计算的基本原理。改进方法与原方法共同应用于推移式滑坡实例的分析,分析结果表明：改进的不平衡推力法比改进前具有更低的稳定系数,并且在工程应用中更安全。同时,新方法可以体现部分失稳对于整体失稳的推动作用,能够计算出滑坡发生整体破坏的概率,从而较直观地评价滑坡的整体稳定性。     

斜流式泵喷水推进器内部流动不稳定性分析

为了揭示斜流式泵喷水推进器的内部流动规律,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIM-PLE算法,对不同工况下斜流式泵喷水推进器进行了数值模拟,分析了泵内部流动与其不稳定性之间的关系及叶轮叶片表面的压力分布规律.结果表明：扬程系数ψ与Q/Qbep曲线在流量为0.65Qbep～0.67Qbep工况下出现了正斜率（Q为工况点流量,Qbep为最佳设计工况点流量）,主要原因是导叶进口轮毂处的回流撞击叶轮出口流动,使其产生流动分离,最终形成旋涡,导致内部流动不稳定,从而使压力上升;在流量为0.65Qbep和0.85Qbep工况下,导叶内均出现回流,回流区域及回流速度随流量减小而增大.模拟分析说明斜流式泵喷水推进器在小流量工况下运行具有不稳定性.     

自然循环过冷沸腾流动和CHF的实验研究

为了研究自然循环过冷沸腾条件下流动不稳定性和临界热流密度 ( CHF)的影响因素及其规律 ,以氟里昂作工质 ,在系统压力为 0 .9～ 2 .4MPa,入口过冷度为 -0 .61～-0 .0 8K,加热功率为 1.2～ 13 k W实验条件下 ,对自然循环过冷沸腾流动不稳定性和 CHF进行了实验研究。实验结果证实 ,自然循环系统内可能发生两类流动不稳定性 :高频声波型脉动和低频密度波型脉动。流动不稳定性的发生与整个系统的几何结构及总加热功率有关 ,而 CHF则主要取决于局部的流动参数和加热热流密度。得到了判断系统流动不稳定性的发生界限。修正的 Bowring关系式可以可靠地用于预测自然循环过冷沸腾条件下的临界热流密度     

EDRF coordinates the behaviour of vascular resistance vessels

Constriction of vascular smooth muscle in response to the stimulus of raised intravascular pressure--the myogenic response--represents a positive feedback mechanism which, if unopposed, could theoretically lead to instability in the intact circulation. Dilation in response to increased intraluminal flow would provide an opposing feedback mechanism which could confer overall stability. Flow-dependent dilation in conduit vessels is mediated by endothelium-derived relaxing factor (EDRF), but the relationship between flow and EDRF activity has not been studied in resistance vessels in situ. We here demonstrate that EDRF can coordinate the aggregate hydrodynamic properties of an intact network. Under control conditions, EDRF maintains a fourth-power relationship between diameter and flow so that the pressure gradient in each vessel asymptotically approaches a constant value at high flow rates. Basal EDRF release may also maintain a similar spatial distribution of flow at different flow rates, even under conditions of moderate pharmacological constriction.     

改进BP神经网络在流型智能识别中的应用

为了克服ＢＰ神经网络的易陷入局部极小、收敛速度慢等缺点,利用非线性最小二乘法对其进行了改进,改进后的ＢＰ神经网络的收敛速度提高了１￣２个数量级,同时利用压阻式压关器测得了水平管内油气水多相流压差信号,根据分形理论中的重要构相空间法提取出压差信号的特征向量,再将特征向量送入改进的ＢＰ神经网络中,从而完成对油气水多相流流型的智能识别,结果证明,改进的ＢＰ神经网络能有铲地自动识别出油气水多相流的流型。     

广义离散大系统的稳定性分析

在广义大系统的所有孤立子系统都是正则的且具有因果关系的条件下,利用Lyapunov方程,应用Lyapunov函数方法,研究了离散线性广义大系统的稳定性和不稳定性问题,给出了离散线性广义大系统稳定性和不稳定性判定定理.     

发电机转子同步稳定性的非线性分析

以与弱联电网相连的单机系统为对象,研究发电机转子摇摆的非线性稳定性问题·用微分方程几何理论的后继函数方法,判别了非线性摇摆方程的中心奇点的稳定性,并应用多尺度法求解了摇摆方程,得到了方程的二次近似稳态解·分析了电网扰动参数对转子响应的影响,发现了在不同扰动参数下转子响应呈现复杂的分叉与混沌运动,为弱联电力系统的稳定性提供了判据·