基于等离子体的GTS模型气动减阻研究

为探究等离子体对类厢式货车的气动减阻效果,以GTS模型为研究对象,采用数值仿真的方法,分别研究了当来流风速为20 m/s时,3个位置处等离子体布置角度、激励电压对GTS模型的气动减阻效果并分析其减阻机理,然后进行组合工况的分析.研究结果表明,等离子体是通过诱导近壁面气体定向流动使流动分离点后移、推迟流动的分离,从而减小GTS模型前后压差阻力、降低整车气动阻力系数,等离子体布置的位置在流动分离点后方并且靠近流动分离点.单个位置激励时,等离子体布置在GTS尾部两侧时气动减阻效果最好,最大减阻率为5.09%;组合工况时最大减阻率可达6.01%.当来流风速一定时,等离子体存在最佳布置角度与激励电压.     

鞋涉水问题的多体动力学与 流-固耦合系统建模及仿真分析

工程应用问题分析常涉及多体动力学与流-固耦合联合仿真，行人在湿路行走时的鞋涉水问题正是此类问题之典型，多系统联合仿真建模及完整的鞋“涉水-出水”过程模拟分析，对工程应用中类似复杂耦合问题的仿真分析具有良好的参考价值. 本文基于Adams/View建立人体下肢多体动力学模型以模拟行人步态，将之作为鞋运动的边界条件；而后建立鞋涉水过程的流-固耦合模型，采用耦合欧拉-拉格朗日方法（CEL）以可视化的方式分析鞋详细的“涉水-出水”过程，确定整个过程可分为排水、推水、水膜生成、水膜破裂和完全出水5个阶段. 最后，对运动鞋、平底鞋进行涉水仿真，对比各个阶段的体积分数云图、水域速度云图和系统动能变化，采用涉水时间和消耗能量大小为涉水性能评价指标，发现平底鞋的涉水性能弱于运动鞋.     

基于偏微分方程的GAC水平集图像分割模型

引入一个约束能量,去除水平集函数在演化过程中的周期性初始化难题,并使用反应扩散方法,解决引入的基于变分水平集方法的约束能量不能直接作用于基于偏微分方程驱动的水平集模型中的问题.提出一种新的边缘检测算子,重新定义边缘停止函数.实验结果表明,论文模型在图像分割质量上具有一定优势.     

双臂移动机器人的多体动力学建模与仿真

本文基于多体系统离散时间传递矩阵法,首先构建了双臂移动机器人的车体以及机械臂各杆件的刚体模型,推导出各元件所对应的传递矩阵;然后进一步得出了双臂移动机器人分叉链式多体系统的统一整体动力学方程,综合研究了机器人内部各元件之间的运动学及动力学的关系;最后采用MATLAB软件对动力学方程进行数值仿真.通过对仿真结果的分析,不仅验证了理论的正确性,也得到了各个关节的力矩的大小及变化规律,便于驱动电机的选型,同时为后续的控制系统设计提供了重要的理论依据.     

一种提取近红外光谱信号中诱发血液动力学反应的方法

为了更好地提取与大脑功能活化有关的诱发血液动力学反应(EHR),综合比较了不同经验模态分解算法的优缺点,提出了一种提取近红外光谱信号中EHR的方法——ICEEMDAN-RLS。利用5种经验模态分解算法对近端通道信号进行分解,根据分解结果对远端通道信号进行自适应滤波,借助皮尔森相关系数和相对均方误差评估不同经验模态分解算法的EHR提取性能,在此基础上分析经验模态分解和传统块平均方法的块平均次数与EHR信号质量之间的关系。结果表明,基于5种经验模态分解算法的自适应滤波方法都能有效提取远端通道信号中包含的EHR,ICEEMDAN-RLS具有更大的皮尔森相关系数和更小的相对均方误差,仅需要进行10次块平均便可获得稳定的EHR信号,比传统方法的块平均次数减少了75%,且具有较高的EHR信号质量,可以更有效地提取淹没在全局干扰中的EHR。该结果可为大脑功能活化的研究提供参考。     

气体在玻璃中渗透的数值模拟

为深入理解环境气体对超高真空电子器件玻璃壳体材料的渗透机理,采用巨正则蒙特卡罗法和分子动力学法对玻璃中的气体溶解、扩散两种渗透行为进行了数值模拟研究,基于原子模拟凝聚相优化分子势力场,计算了两种玻璃结构中氧气、氦气、氢气和水蒸气分子的溶解系数,以及氧气和氢气分子在钠钙玻璃中的扩散、渗透系数和扩散运动轨迹。计算结果表明:与玻璃材料亲和力较大的气体分子溶解系数较高;玻璃中金属离子的存在使玻璃中的孔径变小,从而降低了钠钙玻璃中气体分子的溶解系数;环境温度升高和气体压强增加使气体分子在玻璃中的扩散、渗透系数增加;在扩散过程的大部分时间中,气体分子在某一位置做往复振动,偶尔发生一次跳跃,这导致气体分子逐渐远离初始位置;因为玻璃材料能给体积较小的气体分子提供更多的有效扩散通道,所以H_2比O_2有较高的扩散系数。研究结果可为超高真空电子器件的真空失效机制探究、玻璃壳体的材料优选和结构优化提供一定的理论依据。     

基于PROE和ADAMS的履带小车设计与仿真

为提高农业生产效率和改善作业环境,设计一种搭载多功能模块应用于现代农业生产的履带小车。考虑到履带小车应用环境的不确性和搭载模块质量分布的影响,确保其在农业生产过程中的可靠性和稳性,首先利用PROE软件对履带小车进行三维建模,然后利用MSC ADAMS对其进行动力学特性分析,结果验证设计的合理性。该设计与仿真的结果对后期履带小车物理样机试制具有指导意义。     

基于系统动力学的邻避行为仿真研究

【目目的的】随着我国工业化和城市化进程的不断加快，公众基础设施的建设需求也在逐渐增多。其中，环境敏感性设施屡遭附近居民的抗议，从而引发邻避行为，为了化解此行为而进行仿真研究。【方法】邻避行为具有利益主体多元化、因果关系复杂化、行为演变动态化等系统性特征，本研究运用系统动力学方法，以建设垃圾焚烧发电设施引起的邻避行为为例，剖析不同影响因素下公民、政府和媒体的相互作用及行为演化过程。【结果】仿真结果与事件发展趋势较为一致，符合现实情况，模型模拟有效。【结论】邻避设施的选址和媒体新闻发布速度对公民抵抗情绪的影响显著，政府开拓公民利益诉求渠道，并加快响应时间，能有效缓和邻避行为程度。     

Numerical Simulation of the COVID-19 Herd Immunity Based on Complex Network Modeling北大核心CSCD

鉴于构建流行病动力学模型、探索流行病传播规律对疫情防控具有十分重要的理论意义和实际应用价值,在已有的均匀混合模型基础上,针对个体接触关系异质化越发明显,且每个个体都处在不同的接触关系中,建立了兼顾个体状态与接触追踪的动态小世界网络模型。模拟了新冠病毒在社会中的传播过程。通过对比仿真结果,说明了所建模型的合理性。在此基础上,仿真计算了网络拓扑结构与接种免疫人数占比共同作用下对新冠病毒传播的影响,分析得到群体免疫临界值。说明所建传播模型合理,接种疫苗实现群体免疫可行。