连续波脉冲器压力波发生与优化研究

针对连续波脉冲发生器压力波发生过程,基于流体力学数值仿真方法研究了压力波发生原理,优化压力波的波形特征.研究结果表明:随转子往复摆动连续波脉冲器上、下游分别产生连续的压力波与流量波,连续波脉冲器压降曲线则是在流量波动条件下随转子开度变化的压降曲线;转子初始相位角与终止相位角对压力波波形与幅值影响很大,增大转子初始相位角...     

非线性振荡电路的一种新算法

提出非线性振荡电路的一种新的计算方法,称之为响应频率迭代法。引进相位角作为自变函数,将非线性振荡电路的波形泛函表示成自变函数的余弦泛函,电路的响应频率即为自变函数对自变量的一阶导数,将电路非线性状态方程的求解归结为响应频率的确定,并用迭代法近似计算之;利用响应频率与相位角的微分关系,计算出反变换即时间与相位角的近似关系式,从而将非线性振荡电路的波形泛函随时间变化而变化的关系表示为以自变函数为参量的参数形式,突破摄动法的激励参数远小于1(即弱非线性)的限制,适用于强、弱非线性电路。具体分析了一类三极管振荡电路,取激励参数为0.8和1,经二次频率迭代,计算结果与数值积分法吻合良好,但摄动法已失效。     

压缩真空场与运动二能级原子相互作用系统的光场压缩效应

文章采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了单模压缩真空场与运动二能级原子相互作用过程中的光场压缩效应。数值计算结果表明:原子运动速度以及场模结构参数增大,引起时间演化曲线显著上移;原子基态几率幅越大,光场压缩越深,反之,则压缩越浅,甚至不能实现压缩;相位角对时间演化曲线的影响规律与原子基态几率幅影响规律基本一致;压缩因子由小变大过程中,光场随之表现为不能压缩,实现部分压缩,然后压缩逐渐消失的过程。     

非均匀来流下飞翼布局气动特性模拟方法研究

飞翼布局的非均匀来流会使得飞翼的流场不均匀,从而影响其气动性能。通过引入"网格速度"来计入非均匀来流的影响,求解非定常Navier-Stokes方程,实现了非均匀来流下飞翼布局气动特性的数值模拟。首先采用该方法对NACA0006翼型非均匀来流下的气动力响应进行了计算,计算结果与文献计算结果吻合良好。进一步对某飞翼布局飞机在非均匀来流下的气动力响应过程进行了数值模拟,得到了不同振荡速度比率下飞翼布局气动力系数随相位角变化曲线,结果表明,振荡速度比率越大,升力响应的幅值越大,非均匀来流对飞行器气动特性影响越明显。     

半潜式风电机组平台水动力模型试验及数值模拟研究

针对某深远海漂浮式风电机组运动响应受风载荷影响的问题,进行了缩尺模型的水池试验以及实尺模型的数值模拟计算：根据水池自由衰减试验得到的自由衰减曲线及衰减消灭曲线,对基于势流边界元建立的数值模型进行了必要的阻尼修正;用数值方法计算得到的平台运动RAO结果与水池试验生成白噪声非规则波时测量得到的平台运动响应结果进行了对比分析,确保了所建立数值模型的准确性,同时验证了白噪声非规则波试验的可行性;通过时域及频域数值计算方法与试验方法相结合,对比研究了恒风条件下和无风条件下白噪声非规则波作用时平台的运动响应,以及相关的波浪载荷与风载荷的幅值与相位频谱．根据上述计算及研究结果,最终初步总结出了风载荷对风电平台半潜式浮式基础的运动响应的主要影响形式及原因．研究结果表明：风载荷对平台运动的影响与风、浪载荷主要频率成分处频率、幅值以及相位有关．在风载荷与波浪载荷的能量集中频率基本一致,且与平台运动固有频率相重叠时,风载荷的影响会得以显著体现(本文中差异约22%),而影响的形式(增强或削弱运动幅值)则取决于此时风载荷与波浪载荷的相位差：当风、浪载荷同相位时,联合载荷作用下相关自由度的运动幅值将显著增大,反之...     

风载与冲击载荷作用下钻架动力特性仿真分析

针对露天矿用潜孔钻机钻架在高寒大风地区工作时受冲击载荷影响易出现大幅摆动的问题,采用数值仿真方法,对某一现场使用钻机进行不同风向载荷与冲击载荷同时作用下钻架结构动力学分析,得到结构幅频响应曲线及动应力响应规律.结果表明:有风载荷作用下钻架结构的最大摆幅与最大动应力值显著提高,结构安全系数降低;幅频响应及动应力响应规律与结构动态性能关系密切;风载荷作用方向不同时钻架最大动应力作用位置不变,但最大动应力值和振幅值有明显不同;风载荷作用方向与钻机车身平行时,钻架的动应力及摆动位移最大,结构安全系数最低.     

控制系统闭环响应函数的快速辨识

按照控制系统的传统模型,可以建立近似的闭环传递函数．但其阶跃响应中超调量的偏差将明显地与系统的纯滞后时间相关．对于较复杂的对象,若用数值求解法求取整个闭环响应曲线,将很费时．鉴于一般工业控制系统的闭环响应都包含振荡过程．通过理论分析和论证,并利用阶跃响应的前３个幅值,提出了一组能快速辨识闭环响应函数的公式和综合模型,经对３种典型的仿真实例的验证,结果是准确的．此法也适用于发散振荡的情况．     

混频产生混沌

几个频率不同的谐波成份在非线性器件的混合称为混频。用非线性微分方程描写混频电路的动态过程,一般都能根据电路定律表达出来。然而微分方程的解析表达式却大多求不出来,因而近代非线性科学的发展,用数值仿真求出微分方程的图形解。用一条空间曲线表示三个变量间的相互函数关系,并以此作为方程的求解结果。由数值仿真画出的空间曲线称为相图,其性状随激励源参数的不同而变化,混频可能出现周期态与混沌态两种振荡性状。在仿真的时间间隔内,周期态能明显画出一个闭合的周期轨,这个闭合轨可以是单循环或多循环的。混沌态的相图要比周期态复杂得多,如果在访真间隔内轨线最后无法完成闭合,说明这是非周期的混沌。     

不同表面粗糙度下圆柱体涡激振动响应特性数值研究

使用数值模拟方法,研究了不同粗糙度下圆柱体的涡激振动响应特性,对圆柱体的涡激振动位移响应幅值、响应频率、涡激力、漩涡泄放模式以及涡激振动位移响应与涡激力之间的相位角等参数进行了分析.结果表明,圆柱体涡激振动响应幅值随着粗糙度的上升呈下降趋势.当圆柱体表面光滑或表面粗糙度较小时,涡激振动响应可分为初始分支、上分支以及低分支.在初始分支以及上分支区间,圆柱体尾部漩涡泄放模式呈2S模式;在低分支区间,圆柱体尾部漩涡泄放模式呈2P模式.当圆柱体表面粗糙度较大时,涡激振动响应仅存在初始分支和低分支.初始分支区间,尾部漩涡泄放模式呈2S模式;低分支区间,尾部漩涡泄放模式呈2P模式.     

切换系统容错控制的研究

针对线性切换系统,研究其在执行器失效情况下的容错控制问题.首先,在容错控制范围内,推导出系统实际运行中执行器失效所满足的条件;其次,运用平均驻留时间方法,给出平均驻留时间的下界,设计状态反馈控制器,使得每一具有平均驻留时间的切换信号都能保证系统的全局渐近可镇定;最后,把结果转化成线性矩阵不等式(LMI)的形式便于求解,并以数值例子仿真出系统的状态响应曲线及相平面曲线,从而验证结论的有效性.     

基于ＡＱＷＡ 的带支腿浮式结构的水动力特性分析

在利用有限元软件计算带支腿浮式结构水动力响应时,为了分析网格尺寸对结构水动力特性计算结果的影响,根据势流理论及波浪的辐射/衍射理论,对某带支腿浮式结构的桩腿收起时的水动力响应进行了分析,并运用数值计算软件AQWA对其进行仿真计算,得到采用不同网格尺寸计算时,浮式结构各自由度附加质量、附加阻尼、不同入射角的波浪作用下的波浪激励力及幅值响应算子随波浪频率的变化曲线。数值计算结果表明,网格尺寸对结构附加质量、附加阻尼有一定的影响,对波浪激励力的影响较小,对结构的幅值响应算子影响不大。     

基于AQWA的带支腿浮式结构的水动力特性分析

在利用有限元软件计算带支腿浮式结构水动力响应时,为了分析网格尺寸对结构水动力特性计算结果的影响,根据势流理论及波浪的辐射/衍射理论,对某带支腿浮式结构的桩腿收起时的水动力响应进行了分析,并运用数值计算软件AQWA对其进行仿真计算,得到采用不同网格尺寸计算时,浮式结构各自由度附加质量、附加阻尼、不同入射角的波浪作用下的波浪激励力及幅值响应算子随波浪频率的变化曲线。数值计算结果表明,网格尺寸对结构附加质量、附加阻尼有一定的影响,对波浪激励力的影响较小,对结构的幅值响应算子影响不大。     

混沌系统的广义修正函数投影同步及其电路仿真

基于驱动系统的状态方程与混沌系统的单向耦合原理构造响应系统, 并设计混沌系统广义修正函数投影同步的仿真电路. 结果表明： 驱动系统和响应系统实现广义修正函数投影同步的充分条件是反馈增益矩阵正定； 示波器输出的驱动系统相图、 响应系统相图及广义修正函数投影同步的波形图与数值仿真结果相符, 因此构造的混沌系统广义修正函数投影同步电路是正确的.     

饱和重塑黄土动力反应的数值模拟

将具有粉质黏性的马兰黄土重塑后制成饱和试样,进行了一系列的固结不排水动三轴剪切试验,得到不同动应力幅值下的应力应变曲线.以双曲线型骨干曲线为基础,以动态骨干曲线假设为条件,推导了复杂动荷载下用轴向动应力应变表示的卸载、再加载曲线方程.从应力应变曲线和能量消耗两方面对固结不排水动三轴试验进行了数值模拟分析,并与试验结果进行比较,结果表明:当动应力幅值与固结围压之比在一定范围内时,两者的阻尼比接近;当动应力幅值较大时,两者的卸载曲线较为一致.提出的数值方法能较好地模拟重塑饱和马兰黄土的固结不排水动力反应,可为马兰黄土地区的土动力反应分析提供参考.     

高阶锁相环非线性性能及其改善

用数值计算方法研究三阶锁相环的非线性性能及其改善途径，建立具有正弦鉴相特性的三阶锁相环的动态非线性微分方程，通过编制数值解程序，求出不同条件下的相轨迹和时间响应图，分析了电路参数和初始条件对三阶锁相环非线性性能的影响，并提出改善非线性性能的途径。     

二维耦合干摩擦振子黏滑运动分析

针对工程中广泛存在的二维干摩擦问题,通过引入斜弹簧建立一种可考虑x,y两个方向耦合的振子模型。定义摩擦力方位角来描述动、静摩擦力矢量分量,并考虑振子振动过程中可能出现黏滞,提出了一种分析二维耦合干摩擦振子黏滑运动的方法,给出了二维耦合干摩擦振子黏滑运动的复杂边界条件。基于指数型动态摩擦模型对二维耦合干摩擦振子的黏滑运动进行了数值仿真,给出了x方向和y方向相同激振频率相同相位角、相同激振频率不同相位角、不同激振频率不同相位角3种工况下的仿真结果及系统解随激振频率和相位角的变化规律。仿真结果表明,二维耦合摩擦振子运动中可能出现黏滑状态转换;当x方向和y方向的激励频率和相位角均不相等时,与前两种工况相比,质量块的运动轨迹、系统相图均为更加复杂的平面曲线,同时一个周期内系统可出现多次黏滑转换;两个方向激振频率相同时,改变激振频率和激励相位角,系统的解均没有出现次谐波,振子为周期运动。所提出的方法可为进一步研究二维耦合干摩擦振子的动力学特性及运动稳定性提供参考。     

双线性滞后系统在非周期激励下的响应

基于解析与数值相结合的方法,分析了单自由度双线性滞后系统的瞬态响应·针对一种典型的非周期激振力,给出了系统响应的位移与速度曲线,并讨论了系统在该激励下的响应特性·理论分析表明,系统在各相的瞬态响应有较大差异,总体具有波动渐增的性质·     

二阶串联谐振系统Matlab/Simulink仿真

利用Matlab/Simulink仿真软件建立了二阶串联谐振系统的电路形式和框图形式,直观方便地显示了系统电流响应曲线。仿真简化了信号与系统中大量的数学运算,简便高效。     

基于LabVIEW的线性直流电路分析

针对电路理论分析中元件参数变化引起的电路响应变化,利用LabVIEW软件平台自行设计了线性直流电路各种分析方法的仿真,虚拟实现了"支路电流法、回路电流法和节电点压法"的电路分析及叠加定理的仿真验证.通过自定义控件用户不但可以方便地搭建电路模型,还可通过改变控件值直接改变电路元件参数,由此产生的响应变化随即以数值、波形或表格等形式直观地显示在界面上,从而加深了对电路定理和规律的理解和掌握.     

地震表面波引起高桥墩的动力屈曲分析

考虑大变形的影响,建立高桥墩在地震表面Rayleigh波引起的地基椭圆运动时的非线性动力学基本方程式.通过位移形函数假设,采用伽辽金积分方法得到了时间变率的动力学控制方程.对时间变率的非线性微分方程进行数值求解,给出了同一地震波不同强度下高桥墩的位移响应曲线以及从产生横向振动到失稳的全过程,得到了地震波冲击时高桥墩失稳的临界地震加速度和失稳时刻.通过数值算例比较了地震波幅值、高桥墩柔度以及桥面质量大小对位移幅值响应曲线、临界地震加速度和失稳时刻的影响.