步进式加热炉内流动与传热过程的数值模拟

建立了步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型.湍流模型采用κ-ε双方程模型,辐射换热计算采用六通量法,气相燃烧采用修正EBU模型,流场计算采用Simpler算法.采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布.     

沃纳模型中的矩估计量及其方差

随机化回答技术由沃纳(Warner)在1965年提出,用于处理在社会调查中的敏感性问题.其抽样过程可分为4类:Ⅰ.人总体以及问题总体都采用放回抽样;Ⅱ.人总体采用不放回抽样而问题总体采用放回抽样;Ⅲ.总体采用放回抽样而问题总体采用不放回抽样;Ⅳ.人总体以及问题总体都采用不放回抽样.本文首先给出了沃纳模型中4种情形下参数的矩估计,然后给出了求估计量方差的一个新方法,该方法有别于沃纳以及以前研究者的方法,该方法更容易理解及更具一般性.     

Level Set方法在非结构网格上的应用

采用基于非结构网格的Level Set方法对多介质流动问题进行数值模拟.采用有限体积法求解Euler方程,控制面通量的计算采用HLLC(Hartern,Lax,van Leer,Contact)近似Riemann解方法.Level Set方程也采用有限体积法求解,采用Lax-Friedchs方法计算通量,通过窄带(Narrow Band)方法来减少计算量,重新初始化采用Fast Marching Method.界面的处理采用Ghost Fluid方法.Runge-Kutta显式时间推进,时间、空间都是二阶精度.对SOD激波管问题进行数值模拟,其结果和精确解相吻合;对空气/氦气泡相互作用问题进行模拟,取得较好的结果.     

长寿命沥青路面结构组合的有限元分析

采用实测轮胎荷载建立有限元模型,分析了满足长寿命路面要求的沥青路面结构组合.首先提出采用最大剪应力包络线来代替剖面线.其次,对3种不同类型结构组合原则进行了探讨.通过计算,提出了柔性基层薄面层结构不宜采用高模量混合料.认为厚沥青层结构采用高模量层对整个结构的抗剪是有利的,中间层模量2000～3000MPa、基层模量1000～4000MPa时结构受力较为均衡,建议下基层或垫层采用高质量的级配碎石层或者添加微剂量的稳定材料.对于半刚性基层结构,中间层模量和基层模量可以适当提高,但不能太大.研究最后认为,无论采用哪种结构,从满足长寿命要求的角度,建议结构组合设计时采用厚面层设计.     

基于非结构化网格有限体积的LBM

提出了一种基于非结构化网格有限体积的LBM.采用Cell-vertex有限体积法离散控制方程.该方法在时间上采用伪、实二时间步,其中伪时间步采用向前差分,实时间步采用二阶向后差分方法;空间上采用edge-based通量计算方法,采用高阶TVD格式计算控制体边界通量.离散后的控制方程采用隐式迭代,控制变量采用五层二阶Runge-Kutta方法求解.二维同心圆环内圆柱间Couette流与顶盖驱动方腔流的数值结果显示该方法为一种有效求解不规则边界流体动力特性的实用工具.     

RS-232C接口与单片机串行口通信的研究

远距离通信与测控一直是分布式控制系统的难题.讨论了利用微机RS-232C接口与单片机串行口通信的问题.硬件采用电流环电路,将上位机和下位机互联实现双向通信.软件采用VC语言对上位机进行程序设计,并分别应用三种方法:直接端口操作法、BIOS调用法和函数法进行分析,最后采用函数法实现了通信程序的设计.下位机采用汇编语言完成对单片机串行口的通信程序设计.     

基于FPGA的通用接口总线(GPIB)控制器的IP核设计

本文采用基于模块化思想对GPIB控制器IP核进行设计,采用VHDL语言编程实现.在EDA平台下进行功能分析并采用ALTERA公司ACEXIK系列芯片实现.结果证明采用此方法设计GPIB控制器能提高设计效率和正确性,降低成本.     

基于改进PID控制的机床滑台运动位移跟踪误差研究

采取改进PID控制方法,通过仿真验证机床滑台跟踪结果.采用直角坐标系建立机床滑台二维简图模型,设计机床滑台闭环控制流程,定义机床滑台位置传递控制函数.采用BP神经网络结构对PID控制器进行改进,给出机床滑台位置输出误差评价指标函数.采用MAT-LAB软件检验不同控制系统跟踪结果.结果表明:在无干扰状态下,采用传统PID控制系统,滑台位置跟踪误差最大值为0.05m,采用改进PID控制系统,滑台位置跟踪误差最大值为0.02m.两种控制系统跟踪误差相差不大,都能实现滑台位置的精确定位.在有干扰状态下,采用传统PID控制系统,滑台位置跟踪误差较大,误差最大值为0.19m,而采用改进PID控制系统,滑台位置跟踪误差较小,误差最大值为0.02m.采用改进PID控制系统,能够实现机床滑台位置的精确定位,提高机床主轴对零件的加工精度.     

特大断面黄土隧道施工过程数值模拟

本文采用二维弹塑性有限元法,分析了一特大断面黄土隧道各个施工阶段以及建成后围岩和衬砌的受力状态.分析中采用增量弹塑性应力应变关系,Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则.对于超出屈服面的应力进行调整,使之回到屈服面上.采用切线刚度法进行迭代计算,采用节点位移增量的收敛准则判断求解过程的收敛,每次迭代中采用高斯消元法求解体系的平衡方程.最后对支护结构进行了检算,提出了抑制隧道围岩变形的技术措施.     

活塞头部结构的优化设计

本文提出了一种用非线性规划求解活塞头部结构优化设计问题的方法.在活塞优化设计模型中,活塞的结构分析和温度场计算均采用了有限元分析方法.求解活塞最优化问题时采用了罚函数法.采用这种优化设计的方法,使得有可能在电子计算机上进行活塞的自动优化设计.     

一种离散非线性随机系统模型及其自校正调节器

建立了一种描述离散非线性随机系统新的数学模型,它是CARMA模型的一种扩展,双线性系统模型是它的一种特殊形式,参考CARMA模型下自交正调节器控制律的算法结构,同时给出了新模型了自校正调节器的算法,它将CARMA模型的算法在结构上从线性扩展到非线性。     

直升机飞行动力学实时仿真模型研究

进行直升机飞行仿真的关键是要有一个可信度高的直升机飞行动力学模型。飞行动力学模型的可信度取决于旋翼诱导速度模型。本文在推导直升机全机运动方程组的基础上,引入旋翼广义涡流理论表示旋翼的诱导速度分布,并推导出旋翼挥舞运动模型。把旋翼气动力模型结合到运动方程组中,给出了完整的飞行动力学仿真模型。并对某型无人直升机进行了仿真计算,计算结果与实际相符。     

改进的Jelinski-Moranda软件可靠性增长模型

Je linsk i-M oranda(J-M)模型是基于失效间隔时间的较理论化的可靠性增长模型,用于软件系统测试阶段的可靠性度量。J-M模型存在的问题是假设条件理想化,实际应用环境难以满足,而且模型的失效间隔时间数据收集很困难,实用性差。该文提出一种改进的J-M可靠性增长模型,在J-M原模型基础上改进并引入更加合理的假设条件,改进后的模型基于缺陷计数,数据收集更容易。结合盐湖城奥运会信息系统软件测试数据对改进的模型进行检验,证明改进的模型预测有效性好,同时还保持了原模型的简单性。     

一种基于非线性回归和支持向量机的混合建模方法

针对采用单一的建模方法存在的局限性,提出了一种基于非线性回归和支持向量机的混合建模方法.该方法将模型分为两部分,一部分由简单的非线性回归模型估计对象的总体变化趋势,另一部分由一个支持向量机组合模型来描述对象的局部变化特性,最后将该组合模型与非线性回归模型叠加,构成混合软测量模型.将该建模方法应用到双酚A反应的催化剂活性软测量建模中,仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于UML的软件可靠性测试用例生成的混合模型

为了解决实时控制系统软件可靠性测试用例生成的问题，在分析操作剖面模型和Markov链模型的基础上，提出了一种基于UML的混合模型．该模型用操作剖面模型来定义使用用例，并将状态图嵌入其中以表述该用例的动态特性．通过平展状态图获得使用图，使用图按一定的概率迁移，从而获得用Markov链表示的使用模型，而操作剖面模型定义的使用用例集与Markov链表述的状态迁移模型可结合生成可靠性测试用例．通过雷达波束调度软件可靠性测试表明，按所提模型在各测试周期生成的测试用例集的框架稳定性比较好，测试用例极少出现重复现象，它综合了操作剖面模型和Markov链模型的优点，可用于开发实时控制系统的软件可靠性测试用例．     

一种道路方向的存储数据模型

传统的交通网络数据模型是用结点-弧段模型来表示的。为了有效地计算弧段间的相对方向,把相邻弧段间的夹角引入到结点-弧段模型中,提出了结点-弧段-夹角拓扑关系数据模型。在此基础上建立判断道路间相对走向的数学模型。最后用此模型生成交叉口的指路标志。     

基于三层Client／Server模式的构件服务模型设计

针对基于构件的软件开发如何与面向对象方法有效结合,设计并实现高度灵活、可复用的构件式应用程序,从而实现软件分析、设计与实现的连续性与一致性问题,提出了基于三层Client/Server模式的构件服务模型,研究了从OOA＆OOD模型建立应用程序的构件服务模型的方法,同时给出了形式化的构件服务模型描述,这不仅为构件服务模型的形式化验证方法提供了新的研究思路,也为基于构件的软件开发提供了基础。文中的方法已成功用于实际的项目开发中,且取得了较好效果。     

一种基于PID控制算法的分布参数法压缩式空气源热泵模型

采用分布参数法建立单、双级压缩式空气源热泵的热力学模型,并且将比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制算法应用到模型计算中,形成一种基于PID控制算法的全系统循环分布参数模型。将建立的模型在C++环境中运行,用实验数据验证模型精度。结果表明:模型充分利用了分布参数法和PID控制算法的优点,与传统集总参数法建立的模型相比,模型具有更高的计算精度,其中双级压缩式空气源热泵模型的模拟制热性能系数(COP)与实验数据的平均相对误差为4.91%;加入PID控制算法后,提高了模型的运算速度,双级压缩式空气源热泵模型循环迭代5次就达到了收敛。     

基于图形语法的UML模型转换方法

模型驱动的软件开发生命周期的核心是模型转换过程.例如从初始的分析模型出发,并行的进行分析模型的迭代,以及分析模型到设计子模型的转换过程,并支持最终两种模型的合并.为了允许迭代的和并行的对各个精化模型进行修改,利用图形语法辅助模型的精化和合成,可以有效的实现转换过程的精确性和一致性.该项研究可以作为模型自动生成技术以及模型驱动体系结构(MDA)的基础性工作.     

灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的应用

为解决陈旧信息和波动性数据造成的传统灰色Verhulst模型预测精度较低的问题,提出一种利用滑动窗口和马尔科夫模型对原始灰色Verhulst模型改进的方法。通过长度可变的滑动窗口来实现数据的动态更新,使得灰色Verhulst动态模型的预测值更加接近最新的变化趋势。之后利用马尔科夫模型对得到的灰色Verhulst动态模型预测值进行修正,提高了模型的预测精度。实验结果表明,灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的预测平均相对误差相比于传统的灰色Verhulst模型降低了69. 6%,均方根差比降低了0. 39,小误差概率提高了0. 166 7。对于波动性较大的滑坡监测数据,灰色马尔科夫Verhulst动态模型预测精度优于传统灰色Verhulst模型。