二维浅水波方程的非结构网格TVD型有限体积法

考虑二维浅水波方程及其离散方法,对非结构三角形网格给出了TVD型有限体积法.在离散单元对物理量作单调线性重构函数,通过选择不同的数值流函数,构造了两种复合型有限体积格式;时间离散采用二阶Runge-Kutta方法.对二维溃坝问题及非平底部溃坝问题进行数值模拟,结果表明,两种方法精度高且稳定,可以处理具有任意水下地形的二维浅水波问题.     

有限元耦合模型在航空电源瞬态特性中的研究

针对航空交流电源中旋转电枢式无刷交流同步发电机组的内部电磁场运行原理、瞬态运行特征及故障工况研究,传统解析法受前提条件限制不能进一步提高分析能力,而有限元法是分析电机的常用数值计算方法.多数文献只选择旋转磁极式主发电机进行了电磁分析.这里在忽略端部漏抗的前提下,提出用二维有限元法建立直流电流源激励的旋转电枢式交流励磁机瞬态电磁场耦合模型,推导了迭代方程组的教学表达式,利用离散化法解算得到交流励磁机的瞬态磁路和电路特性,通过对某型航空交流电源的交流励磁机的实例建模分析,验证了方法的正确性,对于研究交流电源中旋转电枢式结构的交流励磁机的瞬态电磁特性起到了重要的参考价值.     

On the complexity of the normal bases via prime Gauss period over finite fields

A formula on the complexity of the normal bases generated by prime Gauss period over finite fields is presented in terms of cyclotomic numbers. Then, the authors determine explicitly the complexity of such normal bases and their dual bases in several cases where the related cyclotomic numbers have been calculated. Particularly, the authors ˉnd several series of such normal bases with low complexity. This research is supported by the National Fundamental Science Research Program 973 of China under Grant No. 2004 CB3180000 and the State Key Lab. (Information Security) of China.     

基于FEM与SPH耦合算法的金属切削仿真研究

采用FEM与SPH耦合算法进行了金属切削加工仿真研究,模拟了切削过程中材料的本构行为模拟结果表明,切削过程是切削层材料受到刀具的推挤后而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;在切削过程中,切削力从零开始迅速增大,然后又减小,最后在一定范围内变动;稳定切削后,前刀面上的最大等效应力在距离切削刃一定距离处上下波动.与有限元仿真结果相比较,材料的变形情况与应力分布基本相符,验证了FEM与SPH耦合算法应用于金属切削仿真研究的可靠性.     

交流电磁场缺陷检测系统建模与仿真

结合交流电磁场检测(ACFM)原理和数值分析技术,针对海洋平台水下裂纹缺陷智能可视化检测样机开发的需要,引入有限元分析方法,建立了3种不同的ACFM有限元分析模型:激励仿真模型、计算模型和探头运动仿真模型.激励模型可以准确模拟检测中感应电磁场的分布规律,为探头设计和优化提供理论依据;计算模型能够完成稳定检测状态下缺陷上方磁通密度分布的分析和数值计算;探头运动仿真模型主要用于探头运动检测或大缺陷检测情况下磁场分布的分析和计算.以上3种专用的参数化仿真模型的建立,简化了ACFM数学模型中缺陷附近电磁场分布的仿真分析和求解,为老龄平台的缺陷检测和延寿技术研究提供了技术支持,具有较强的理论价值和实用价值.     

人体腰段脊椎建模及其振动趋势预测研究

建立了一个人体脊椎T12-S1段的三维非线性有限元力学模型.利用三维坐标教据测量仪测量人体脊柱椎骨表面的结构数据,然后将脊柱椎骨结构的点云数据输入到有限元软件中进行建模,最后获得了完整的脊椎T12-S1段的三维非线性有限元力学模型.为使模型更接近人体脊椎的真实情况,模型中对脊椎的外形结构和内部组成以及各种韧带均进行了细致地描述.分析表明在振动过程中,腰椎的各椎骨在前后方向上的振动幅度各不相同.椎间盘去髓核会降低脊椎系统的响应频率,同时也降低了损伤附近运动段椎骨的前后振动幅度,但却增加了损伤附近运动段椎骨在垂直方向上的振动幅度.该脊椎T12-S1段三维有限元力学模型的建成为研究脊椎损伤的病理机制与器械植入、军工方面的人体实验模拟,以及与振动相关的机械产品设计与开发,提供了一个更全面的数学模型.     

基于改进离散微粒群优化算法的混流装配线多目标排序

产品投产排序是混流装配线有效运作的关键,它是标准微粒群算法无法直接应用的离散空间问题.提出改进离散微粒群优化算法来解决混流装配线多目标排序问题.提出了适应离散编码的粒子位置编码方式,有效避免了不可行解的产生,提高算法效率.引入了动态参数及自适应逃逸机制增强了粒子的多样性和搜索性能.分析了装配线参数变化对目标函数和相应投产序列的影响,并确定出了能够获得最优解的合理参数范围.提出评价指标对改进离散微粒群优化算法与基本离散微粒群优化算法进行了对比,对实际混流装配线的仿真实验表明提出的改进微粒群优化算法可以直接应用于离散排序问题,是一种高效的混流装配线排序算法.改进微粒群优化算法与遗传算法的仿真实验对比显示了提出方法在混流装配线排序问题中的优越性.     

面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法

信息物理系统(cyber-physical system, CPS)是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系,传统的建模与仿真方法难以满足其应用需求。因此,提出面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法,通过随机有限集对CPS中的物理实体和传感器进行数据驱动建模,并使用基于贝叶斯推理的预测与校正过程支持数据驱动的仿真模型运行。该方法能够很好地实现数字孪生机制下虚实结合的仿真运行,并实现数据驱动的CPS仿真模型解算,通过以实利虚的方式有效提高了仿真结果的准确性和可信性。最后,通过水面舰艇作战应用案例,验证了该方法的可行性和有效性。     

轨道分析解的改进方法及其应用

主要介绍一种通过改进各类轨道摄动项的表达形式,以优化计算效率的轨道分析解改进方法。以低地球轨道为例,阐述了轨道分析解改进后的具体算法,并通过数值仿真分析验证了算法的有效性和实用性。算法以第一类无奇点根数作为轨道状态量,采用开普勒轨道根数计算各类摄动力的长期、长周期和短周期项,通过较简单的组合形式计算无奇点根数的对应摄动项,实现在保持分析解精度和消除小偏心率奇点的同时,提高计算效率。仿真结果表明,分析解算法的模型精度在1E-5量级,符合一阶分析解理论精度的预期;同时计算速度达到传统分析解算法的4倍左右,可有效提升空间碎片轨道预报的计算效率,具有较强的工程应用价值。     

高温氧化物晶体生长过程中温度场的数值模拟

报道了诸如Nd:YAG等的高温氧化物晶体在使用Cz(Czochralski)方法晶体生长过程中温度场的数值模拟研究。在计算温度场的过程中引入了有限差分法(FDM)。首先建立了高温氧化物晶体生长的数学模型,然后给出了无量纲方程,最后确定了边界条件,使用有限差分方法求解了方程,并在此基础上编制了仿真程序。应用上述仿真程序描述了晶体和熔体中温度场的变化情况,分析了工艺条件对晶体和熔体温度场变化的影响。