基于LHS-CPSE的非侵入式边坡可靠性分析方法及其应用

边坡可靠性分析大多以侵入式随机有限元法为主,具有抽样次数多、耗时长、通用性差等缺点,而非侵入式可靠度分析方法能够很好的解决上述问题。本文提出一种基于LHS~CPSE的非侵入式边坡可靠性分析方法（简称LHS~ CPSE法）,并以西北地区某公路边坡为案例验证LHS~CPSE法的可靠性,同时将其应用在坡体开挖方案决策中。研究结果表明：LHS~ CPSE法与直接蒙特卡洛法结果非常接近,验证了该方法准确性和可靠性;3阶CPSE随机展开模型较2阶CPSE随机展开模型计算精度略高0.23%,但前者的计算效率是后者的1/3,兼顾精度和效率推荐采用2阶CPSE随机展开模型;随着Ⅰ级边坡平台宽度的增加,开挖量与边坡平均安全系数呈递增趋势,但可靠度呈“先急剧增大,再趋于稳定”的态势,兼顾工程造价与安全考虑,其边坡平台按照4.5 m设计较为合理;LHS~CPSE法能够快速准确的计算边坡的可靠度,可以为边坡设计和决策提供技术支撑。     

基于观测器的不确定超混沌Lü系统的主动控制

针对参数未知的超混沌Lü系统的控制问题,提出了一种基于观测器的主动控制方法。利用系统状态变量设计有效的参数观测器来辨识未知参数,并考虑了状态变量含有测量噪声的情况。在参数辨识的基础上,加入简单的主动控制来实现不确定超混沌Lü系统的控制。数值仿真结果表明了该观测器和控制器的有效性和可行性。     

不确定分数阶金融超混沌系统的自适应滑模同步

利用极限理论与分数阶稳定性理论的技巧,研究不确定分数阶金融超混沌系统的适应滑模同步,并通过设计一个巧妙的分数阶滑模面和控制器,得到金融系统滑模同步的两个充分条件.研究结果和数值仿真表明,在合适的滑模面和控制器下,金融混沌系统可以达到滑模同步.     

基于多项式混沌展开法的随机多孔介质内流体自然对流不确定性研究

发展了一种基于Karhunen-Loeve展开与多项式混沌展开的随机多孔介质内流体自然对流不确定性分析数理模型及有限元数值模拟程序框架,该方法利用Karhunen-Loeve展开表达输入随机场,利用多项式混沌展开法表达输出随机场;同时利用谱分解技术将随机多孔介质中的随机方程转化为一组确定性方程,并对每个多项式混沌进行求解。最后采用随机映射法求解相应的确定性控制方程中的混沌系数,得到数值解的统计结果。该方法的预测结果与蒙特卡罗方法得到的结果进行比较表明,多项式混沌方法可以有效地模拟不确定性在多孔介质流体流动与传热中的传播。     

一类参数不确定时滞混沌系统的反同步

针对一类不确定时滞混沌系统,基于Lyapunov稳定性理论,结合自适应控制方法,设计了自适应控制器及参数自适应律,证明了控制器和自适应律在参数不确定的情况下可实现时滞混沌系统的反同步,对不确定参数做出识别,并分析了控制调节器Ω的作用.数值仿真结果表明,该方法正确、有效.     

分数阶不确定超混沌Bao系统滑模同步的两种方法

研究分数阶不确定超混沌Bao系统滑模同步的两种方法,设计分数阶控制器与滑模函数,获得分数阶不确定超混沌Bao系统滑模同步的两个充分条件.研究表明:在设计适当的滑模面与控制律下,不确定分数阶超混沌Bao系统可取得滑模同步.     

基于RANS和DES法船体绕流模拟及不确定度分析

基于计算流体力学（CFD）不确定度分析的推荐规程,对采用雷诺平均的纳维 斯托克斯方程(RANS)和分离涡模拟(DES) 2种模型预报的船舶阻力和波形结果分别进行CFD不确定度分析. 数值不确定度主要考虑网格尺寸,按照加细比为42生成3套网格进行计算,并估计网格误差和不确定度. 研究分析表明了验证和确认规程对CFD不同数学模型的实用性,建立了基于2种数学模型下模拟结果的验证和确认等级.     

基于蒙特卡罗法的失真度测量不确定度分析

测量结果不确定度是表征被测量结果的主要指标,为了能够很好地评定基于快速傅里叶变换(FFT)的失真度测量结果不确定度,提出了基于蒙特卡罗法的FFT失真度不确定度评定方法。该方法根据数据采集模块和数据处理模块误差源及其概率特性进行重复采样,实现概率分布的传播,对样本进行统计而得到测量结果的不确定度。利用MATLAB对蒙特卡罗法FFT失真度不确定度进行了验证。实验表明,使用蒙特卡罗法评定的不确定度与GUM法评定的结果具有很好的一致性。     

基于F+S模糊度的不确定信息度量系统

针对现行模糊性度量结构特征不明确以及系统性差等方面的不足,通过模糊特征函数与模糊性综合算子建立了一类融含现有度量方法的具有广泛可操作性的F+S模糊性度量模型;给出了基于拟线性函数的模糊特征函数的数量化构造模型和基于测度理论的综合算子构造模型,进而结合综合评判问题给出了F+S模糊性度量的一种应用。结果表明F+S模糊性度量系统具有良好的可操作性,可以有效地将决策意识融入信息处理过程中,在复杂系统优化、人工智能等众多领域具有广泛的应用前景。     

螺旋桨CFD不确定度及叶形对桨叶变形的影响

为了研究螺旋桨在水动力作用下的变形特性,通过计算流体力学(CFD)理论,结合雷诺平均Navier-Stokes方程并选用SSTk-ω湍流模型对438X系列螺旋桨的敞水性能进行数值模拟;针对4381螺旋桨设计了3套网格,并进行了螺旋桨敞水性能的不确定度分析;将CFD软件计算与有限元法求解相耦合,计算所得水动力载荷通过插值技术传递给螺旋桨,以分析桨叶应力分布及其叶梢处的变形情况.结果表明,在水动力载荷作用下,复合材料螺旋桨桨叶将产生明显变形,且不同螺旋桨所产生的侧斜和纵倾等均不同,在复合材料螺旋桨的设计和流-固耦合计算中必须加以考虑.     

用计算一试验交互法处理带有不确定度的导热问题

将最小二乘法原理应用到一维导热问题中，来尝试计算试验交互法作为一种数据处理工具的潜在能力，并指出此方法可降低试验的不确定度，求得测试值和数值计数的最近真值及其不确定度．     

基于激光三角法的内径测量不确定度分析

为探究激光三角法测量内径时的准确性,以30 mm的内孔零件为试验样本,通过控制测量装置移动,建立其与传感器示值的映射关系模型.分析激光三角法测量内径时影响精度的因素来源,并对其进行不确定度评定.结果表明:在物面倾角小于10?时,基于激光三角法进行内表面测量的不确定度为0.009 mm,其扩展不确定度为0.018mm.实...     

基于计算流体动力学法的风场模拟和流/固耦合问题

介绍了计算流体动力学（CFD）方法中的各种湍流模型和数值求解方法,阐述了流/固耦合问题的描述方法与求解策略,分析了强耦合算法和弱耦合算法、流场和流/固耦合研究中的网格生成与更新技术,以及耦合界面的信息传递方法,指出了其网格建模中存在的一些难题.     

基于三坐标测量机的圆度误差不确定度评估

为了实现圆度误差的不确定度准确评估,提出了一种在快速准确微分进化算法评定基础上的圆度误差蒙特卡洛(MCM)不确定度评估方法.针对最小区域圆圆度误差评定特点,提出了一种基于种群优化的微分进化算法用于圆度误差评定,并在此基础上利用蒙特卡洛方法进行圆度误差的不确定度评估.通过三坐标测量机对圆度零件的实测数据,给出了一个实例,以验证方法的可行性.分析了圆度误差的不确定度来源,给出了不确定度数值和95%置信概率下的不确定度包含区间,并与传统测量不确定度的表示指南评定方法(GUM)进行了比较.结果表明,蒙特卡洛不确定度比GUM方法的不确定度小0.3μm,包含区间也小于GUM.所提出的方法也适用于其他形状误差的评定与不确定度评估.     

基于非局部理论的参数不确定纳米梁的非线性振动分析

考虑纳米梁的弹性模量、长度、阻尼系数及外激励幅值为不确定参数,以Eringen所建立的非局部理论为基础,建立了区间变量的纳米梁非线性振动方程,采用变分法对具有区间变量的非线性振动方程的主共振响应进行求解,根据区间分析法计算出纳米梁主共振响应幅值的上下限,并且给出了区间变量的纳米梁非线性振动方程的数值求解格式。通过与Monte Carlo方法对比,验证了所提出的求解区间变量的非线性振动方程方法的正确性。研究结果表明:不确定参数对参数纳米梁的主共振响应具有较大的影响,在实际问题分析中,不能忽略参数的不确定性。该方法对于具有不确定参数的纳米梁的研究具有重要的理论价值及工程意义。     

基于GUM法的螺旋桨桨帽鳍试验不确定度分析

基于国际标准并参照国家计量规范,对螺旋桨桨帽鳍试验节能效果的影响因素进行详细分析,进而对其进行不确定度计算．首先,通过GUM(测量不确定度表示指南)方法对螺旋桨安装桨帽鳍前后水动力性能试验各环节不确定度分量进行梳理,根据不确定度测量方程,确定了A类及B类不确定度对试验结果的影响;然后,对某油轮螺旋桨安装桨帽鳍前后的水动力性能进行30次重复性测试．结果表明：在95%包含概率下,推力的扩展不确定度不高于0.25%,扭矩的扩展不确定度不高于0.5%,螺旋桨效率的扩展不确定度不高于0.45%,本次试验不确定度能满足螺旋桨桨帽鳍试验的较高要求,并用蒙特卡罗法与GUM法计算结果进行了对比,两者较为符合,验证了GUM方法的适用性．     

基于误差椭圆理论与蒙特卡罗方法的圆直径测量不确定度评定

利用三坐标测量机(CMM)测量圆几何特征的功能,建立了基于误差椭圆理论与蒙特卡罗方法的测量不确定度评定模型.以误差椭圆表征采样点的不确定度,结合蒙特卡罗方法仿真所得较少的测量样本数据快速得到了最小二乘拟合条件下的圆直径测量的不确定度.同时,与实验测量和文献公式计算的结果进行对比,验证了其有效性.结果表明,所建立的模型能够准确评定圆直径测量的不确定度.