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引入非线性恢复力的涡激振动发电系统动力学行为研究 被引量:1
1
作者 刘丽兰 任航 +3 位作者 李佳佳 王甲一 汪甡 吴子英 应用数学和力学 北大核心 2025年第4期465-482,共18页
利用线性弹簧斜向布置的几何非线性产生非线性恢复力,提出了引入非线性恢复力的水下涡激振动(VIV)发电系统.该系统通过单向轴承、齿轮齿条机构、增速箱和转子发电机,将钝体横向往复运动转变为发电机的单向旋转运动.建立了综合考虑流-固... 利用线性弹簧斜向布置的几何非线性产生非线性恢复力,提出了引入非线性恢复力的水下涡激振动(VIV)发电系统.该系统通过单向轴承、齿轮齿条机构、增速箱和转子发电机,将钝体横向往复运动转变为发电机的单向旋转运动.建立了综合考虑流-固-电耦合的水下涡激振动发电系统动力学方程,利用非线性振动理论,获得了钝体非线性振动的静态平衡点分岔和不同稳态运动的区间,重点研究了PF-2SN和2PF-2SN两种静态分岔情况下钝体的非线性动力学行为,获得了不同流速下钝体振动的Poincaré映射、相图和幅频图,分析了钝体在单周期小幅运动、大幅混沌运动和准周期大幅运动等运动模式下的振动行为及运动规律,并计算了在钝体处于不同稳态运动时的发电机功率.结果表明:在PF-2SN分岔方式中,系统处于二稳态运动时的振动和发电具有明显优势,平均振幅比为2.18、发电功率最大值为24.45 W.而在2PF-2SN分岔方式中,系统处于三稳态运动时的振动和发电更具优势,平均振幅比为1.98、发电功率最大值为18.32 W. 展开更多
关键词 非线性恢复力 静态/动态分岔 涡激振动 俘获 发电
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欢迎订阅2026年《应用数学和力学》(邮发代号:78-21)
2
应用数学和力学 北大核心 2025年第9期F0004-F0004,共1页
《应用数学和力学》(Applied Mathematics and Mechanics)于1980年由我国著名科学家钱伟长先生在重庆交通大学创办,创刊时为季刊,翌年增为双月刊,1985年起扩大为月刊。期刊主要刊登力学、力学中的数学方法和与现代力学紧密相关的应用数... 《应用数学和力学》(Applied Mathematics and Mechanics)于1980年由我国著名科学家钱伟长先生在重庆交通大学创办,创刊时为季刊,翌年增为双月刊,1985年起扩大为月刊。期刊主要刊登力学、力学中的数学方法和与现代力学紧密相关的应用数学方面的高水平学术论文,同时刊登土木建筑、水利水工、道路桥梁、航海造船、航空航天、机械冶金、国防军工、防灾减灾、能源环保、生物化工等领域中力学和数学建模、分析方面具有学术水平和实用价值的论文。 展开更多
关键词 应用数学和力学 钱伟长 双月刊 数学方法
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欢迎订阅2026年《应用数学和力学》
3
应用数学和力学 北大核心 2025年第8期F0004-F0004,共1页
(邮发代号:78-21)《应用数学和力学》(Applied Mathematics and Mechanics)于1980年由我国著名科学家钱伟长先生在重庆交通大学创办,创刊时为季刊,翌年增为双月刊,1985年起扩大为月刊。期刊主要刊登力学、力学中的数学方法和与现代力学... (邮发代号:78-21)《应用数学和力学》(Applied Mathematics and Mechanics)于1980年由我国著名科学家钱伟长先生在重庆交通大学创办,创刊时为季刊,翌年增为双月刊,1985年起扩大为月刊。期刊主要刊登力学、力学中的数学方法和与现代力学紧密相关的应用数学方面的高水平学术论文,同时刊登土木建筑、水利水工、道路桥梁、航海造船、航空航天、机械冶金、国防军工、防灾减灾、能源环保、生物化工等领域中力学和数学建模、分析方面具有学术水平和实用价值的论文。 展开更多
关键词 应用数学和力学 钱伟长 双月刊 数学方法
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前言
4
作者 王博 李锐 +1 位作者 郝鹏 田阔 应用数学和力学 北大核心 2025年第8期I0001-I0002,共2页
空天装备作为国家高技术领域的战略要地,其研发应用横跨多学科,对结构性能、可靠性与安全性有着极为严苛的要求.随着空天装备应用场景和服役需求日益复杂,传统方法面临精度与效率的挑战.在“工业互联网”与数字化转型浪潮下,数字孪生技... 空天装备作为国家高技术领域的战略要地,其研发应用横跨多学科,对结构性能、可靠性与安全性有着极为严苛的要求.随着空天装备应用场景和服役需求日益复杂,传统方法面临精度与效率的挑战.在“工业互联网”与数字化转型浪潮下,数字孪生技术集成物理模型、传感器数据、历史运行数据等多源信息,依托多尺度、多学科仿真技术,革新了空天装备的结构设计、试验验证、性能评估、故障诊断及运维模式,显著提升了空天装备创新研发能力,保障了其在严苛环境下的可靠性. 展开更多
关键词 工业互联网 结构设计 空天装备
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前言
5
作者 曲嘉 陈荣 +1 位作者 张磊 雷红帅 应用数学和力学 北大核心 2025年第5期I0001-I0002,共2页
冲击动力学专门研究短暂而强烈载荷作用下材料的力学行为与结构的动态响应.冲击载荷作用下,材料或结构具备特殊的力学性质,在日常生活、体育运动、交通运输等过程中广泛涉及摔倒跌落、冲击碰撞乃至爆炸侵彻等力学现象,又与航空航天、汽... 冲击动力学专门研究短暂而强烈载荷作用下材料的力学行为与结构的动态响应.冲击载荷作用下,材料或结构具备特殊的力学性质,在日常生活、体育运动、交通运输等过程中广泛涉及摔倒跌落、冲击碰撞乃至爆炸侵彻等力学现象,又与航空航天、汽车船舶、海洋平台、核能结构、防护装备乃至国防工程息息相关.大至载人探月舱的着陆、飞机与鸟或冰雹撞击防护、防弹装甲结构设计、汽车与桥梁的安全防护,小至电子产品的跌落、运动防护装备的设计、爆炸焊接与零件冲压成型,都需要对冲击动力学有足够的理解和科学的认知. 展开更多
关键词 力学行为 交通运输 冲击动力学
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超短半径水平井铰接式柔性钻具耦合振动特性研究
6
作者 罗敏 莫亚虎 +2 位作者 李巧珍 徐亭亭 林志强 应用数学和力学 北大核心 2025年第3期298-309,共12页
在超短半径水平井侧钻技术中,柔性钻杆与导向筛管、钻头与岩石之间频繁地摩擦碰撞,可能导致柔性钻具因发生耦合振动而失效破坏,直接影响钻井安全和钻井效率.选取造斜段铰接式柔性钻具为研究对象,考虑柔性钻杆与导向筛管之间的接触非线... 在超短半径水平井侧钻技术中,柔性钻杆与导向筛管、钻头与岩石之间频繁地摩擦碰撞,可能导致柔性钻具因发生耦合振动而失效破坏,直接影响钻井安全和钻井效率.选取造斜段铰接式柔性钻具为研究对象,考虑柔性钻杆与导向筛管之间的接触非线性以及井底岩石对钻头的作用力影响,建立了造斜段铰接式柔性钻具耦合振动力学及有限元模型.通过对铰接式柔性钻具进行耦合振动动力响应分析,得到铰接式柔性钻具各方向的变形图以及不同位置柔性钻杆的横纵扭振动加速度响应曲线,然后讨论了钻压、转速对铰接式柔性钻具耦合振动特性的影响.结果表明:越靠近钻头处,柔性钻杆横向振动越剧烈,而扭转振动随井深呈周期性递减;钻压越大,柔性钻杆横向和扭转振动越大;转速越大,柔性钻杆横向振动越小,而纵向振动和扭转振动的变化受转速影响较小. 展开更多
关键词 柔性钻具 钻头-岩石 耦合振动 动力学 接触非线性
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一种新型混合气体多松弛动理学模型方程及其验证分析
7
作者 彭傲平 吴俊林 李志辉 应用数学和力学 北大核心 2025年第10期1245-1255,共11页
为研究跨流域气体混合物输运现象的流动机理,从气体动理学理论的基本方程Boltzmann方程出发,发展了一种适于混合气体的多松弛碰撞模型方程,并建立了与DSMC方法相适应的碰撞松弛频率表达式.模拟了多组元混合气体一维激波结构问题,与DSMC... 为研究跨流域气体混合物输运现象的流动机理,从气体动理学理论的基本方程Boltzmann方程出发,发展了一种适于混合气体的多松弛碰撞模型方程,并建立了与DSMC方法相适应的碰撞松弛频率表达式.模拟了多组元混合气体一维激波结构问题,与DSMC结果的对比表明:发展的模型方程能较好地反映激波内部混合气体整体及各组元的宏观参数变化过程,能用于模拟和分析混合气体各组元的扩散规律,验证了该多松弛模型方程的有效性和正确性.模拟结果表明:分子质量最小的组元扩散效应最显著,但受其他组元的影响较小,且流动的非平衡效应主要由分子质量最大的组元产生;在激波内部因温度梯度引起的热扩散对分子质量大小更加敏感,同时,组元浓度梯度引起的质量扩散使组元分离,在激波下游产生显著的非平衡效应,且在多组元混合气体中,中等质量分子的加入增大了大质量分子的扩散,加大了分离效应. 展开更多
关键词 混合气体 输运特性 气体动理论统一算法 激波结构
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地震激励下等横截面无限水库频域和时域响应的FEM-SBFEM计算方法
8
作者 李上明 肖世富 应用数学和力学 北大核心 2025年第4期425-437,共13页
坝体抗震设计和评估需要准确计算无限水库动力响应.基于比例边界有限元法(scaled boundary finite element method,SBFEM)力学推导技术,推导了顺河向地震激励下等横截面无限水域频域响应计算公式,利用Fourier逆变换建立了时域响应控制方... 坝体抗震设计和评估需要准确计算无限水库动力响应.基于比例边界有限元法(scaled boundary finite element method,SBFEM)力学推导技术,推导了顺河向地震激励下等横截面无限水域频域响应计算公式,利用Fourier逆变换建立了时域响应控制方程,通过线性叠加推导了顺河、横河、竖直三向组合地震激励下的无限水域频域和时域响应的SBFEM计算公式.结合有限元法,建立了无限水库频域和时域响应的FEM-SBFEM耦合方程.分析了地震激励下的二维、三维等横截面无限水库频域、时域响应,数值验证了所建立计算公式的正确性.所发展的FEM-SBFEM公式体系可推广应用于库底库岸具有吸收性的、横截面有任意几何形状的无限水库谐响应及瞬态响应分析. 展开更多
关键词 无限水库 瞬态分析 谐响应分析 比例边界有限元 有限元
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基于随机建模与Bayes推断的结构热传导数字孪生建模方法研究
9
作者 李建宇 付介祥 +1 位作者 郝鑫野 李广利 应用数学和力学 北大核心 2025年第8期983-998,共16页
极端热环境条件下结构传热温度场的准确预测是评估装备热⁃力耦合性能的关键基础.数字孪生(digital twin)技术通过对观测数据与仿真模型的深度融合,可实现温度场的高精度动态重构.然而,考虑观测噪声、模型参数不确定性、边界条件扰动等... 极端热环境条件下结构传热温度场的准确预测是评估装备热⁃力耦合性能的关键基础.数字孪生(digital twin)技术通过对观测数据与仿真模型的深度融合,可实现温度场的高精度动态重构.然而,考虑观测噪声、模型参数不确定性、边界条件扰动等多源不确定性因素的结构传热温度场预测数字孪生模型目前还不多见.该文基于Bayes推断框架,提出了一种结合随机传热分析的数据与模型融合方法,旨在构建考虑不确定性量化的热传导数字孪生模型.首先,在热传导方程中引入随机扰动热源项,以模拟未被原模型量化表征的不确定性因素;其次,采用随机有限元方法求解随机扰动热传导模型,获得包含物理信息的温度场先验分布;最后,基于Bayes法则,将含噪声的观测数据与模型预测先验分布进行融合,并针对Gauss分布情形推导出温度场后验分布的解析表达式.通过一维和二维热传导算例验证,所提方法不仅能够实现对温度场的高精度预测,还可有效量化预测结果的不确定性. 展开更多
关键词 热传导分析 数字孪生 随机有限元 BAYES推断 不确定性量化
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窄带随机激励下具有时滞反馈的三稳态能量采集系统动力学分析
10
作者 肖玉柱 王若涵 +1 位作者 孙中奎 赵楠楠 应用数学和力学 北大核心 2025年第6期742-754,共13页
提出了一种窄带随机激励下具有时滞反馈控制的三稳态能量采集器.首先,利用多尺度方法得到了能量采集系统在主共振附近的稳态响应.然后,采用矩方法推导出了系统的一阶与二阶非平凡稳态矩,并通过Monte⁃Carlo仿真验证了其准确性.最后,基于... 提出了一种窄带随机激励下具有时滞反馈控制的三稳态能量采集器.首先,利用多尺度方法得到了能量采集系统在主共振附近的稳态响应.然后,采用矩方法推导出了系统的一阶与二阶非平凡稳态矩,并通过Monte⁃Carlo仿真验证了其准确性.最后,基于上述稳态响应矩,探讨了系统参数对能量采集性能的影响.研究结果表明:非线性刚度系数的增加可以扩大能量采集系统的工作带宽,窄带随机激励强度的增加可以使能量采集系统的输出电压增大,压电耦合项的增加将导致振幅的二阶稳态矩减小,进而有利于实现能量采集器的小型化设计.此外,当控制反馈增益为负值时,既有利于实现能量采集器的小型化设计,又能有效地增大系统的功率输出.相关结果可为进一步探索和优化能量采集系统提供一定的理论参考. 展开更多
关键词 非线性动力学 三稳态压电能量采集 时滞反馈 随机激励
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结构非Gauss随机响应分析的混沌响应面法研究
11
作者 李朝阳 许玉佼 杨绿峰 应用数学和力学 北大核心 2025年第7期855-866,共12页
传统响应面法应用于非Gauss随机结构时影响计算效率和精度.为此,提出了非Gauss响应量分析的混沌响应面法.首先根据随机变量的概率分布类型构造了混合型广义混沌多项式,据此建立了非Gauss响应量的随机展开式;利用高阶一维广义混沌多项式... 传统响应面法应用于非Gauss随机结构时影响计算效率和精度.为此,提出了非Gauss响应量分析的混沌响应面法.首先根据随机变量的概率分布类型构造了混合型广义混沌多项式,据此建立了非Gauss响应量的随机展开式;利用高阶一维广义混沌多项式的根构造了非Gauss基本随机变量空间的概率配点,并基于系数矩阵行满秩原则遴选非Gauss随机变量空间的最优概率配点;进而利用最小二乘法确定了响应面的待定系数,据此建立了非Gauss响应面的广义混沌表达式.最后,通过对比分析,验证了混沌响应面法能够以较少的配点、较低的展开阶次取得更高的计算精度和效率. 展开更多
关键词 响应面法 广义混沌多项式 非Gauss 最优概率配点
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基于广义Udwadia-Kalaba方法的下肢康复机器人鲁棒约束跟随控制
12
作者 孙浩 汪新 +1 位作者 胡澳华 马超 应用数学和力学 北大核心 2025年第4期451-464,共14页
针对下肢康复机器人系统中同时存在的等式约束和不等式约束问题,提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(U-K)方程的鲁棒约束跟随控制器,能够使系统同时满足等式约束和不等式约束,并解决系统中存在的不确定性,使得机器人达到很好的约束跟随效... 针对下肢康复机器人系统中同时存在的等式约束和不等式约束问题,提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(U-K)方程的鲁棒约束跟随控制器,能够使系统同时满足等式约束和不等式约束,并解决系统中存在的不确定性,使得机器人达到很好的约束跟随效果.在机器人工作的过程中,传统的控制方法难以保证机器人的运动范围在边界条件内,可能导致患者在使用时受到二次伤害.为解决边界问题带来的影响,提出了一种控制方法,该方法利用微分同胚变换,将等式约束和不等式约束系统地纳入到U-K方程中,从数学上建立了广义U-K方程.在此基础上,提出了一种鲁棒约束跟踪策略,以确保系统在存在不确定性和各种约束的情况下,仍具有满意的性能.此外,利用Lyapunov函数对该鲁棒控制方法的稳定性进行了理论证明,并且通过仿真实验,验证了该鲁棒控制方法能够在非理想条件下实现给定轨迹的高精度跟踪控制. 展开更多
关键词 广义Udwadia-Kalaba方程 不等式约束 鲁棒控制 下肢康复机器人
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变节点余能原理基面力元法单元模型性能研究
13
作者 王耀 胥民尧 +1 位作者 纵岗 侯长超 应用数学和力学 北大核心 2025年第3期353-370,共18页
为了解决疏密单元网格交界面节点位移不协调、求解方程构造复杂及空间可扩展性能差的问题,基于余能原理基面力元法提出了一种可变节点数量及位置的单元模型,并针对任意单元类型建立了一种具有统一形式的显式求解方法.首先,建立了一种二... 为了解决疏密单元网格交界面节点位移不协调、求解方程构造复杂及空间可扩展性能差的问题,基于余能原理基面力元法提出了一种可变节点数量及位置的单元模型,并针对任意单元类型建立了一种具有统一形式的显式求解方法.首先,建立了一种二维可变边中节点单元模型,介绍了边中节点的柔度贡献矩阵及节点位移显式表达式;随后,将该模型扩展到三维层次,建立了一种可变面中节点单元模型,并将节点柔度贡献矩阵及节点位移表达式扩展到三维单元.基于上述模型,建立了平面及空间问题的疏密网格悬挂单元模型,并通过端部承受弯矩荷载、集中荷载及拉伸荷载的悬臂梁算例,论证了平面及空间可变节点单元模型、疏密网格悬挂单元模型的数值精度和适用性.研究表明,基于余能原理基面力元法建立的平面及空间可变节点单元模型具有较高的数值精度;此外,疏密网格之间的交界面无需进行任何处理措施,也无需构造插值函数或约束函数,仅依靠疏密网格交界面共用的边中节点(2D)及面中节点(3D)即可确保疏密网格交界面的节点位移协调;同时,模型和方法独立于单元类型、单元维度、节点数量及分布等因素,具有优异的空间可扩展性能及易于程序化的特点. 展开更多
关键词 基面力元法 变节点单元 余能原理 悬挂单元模型
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苹果为什么不往天上飞?
14
作者 熊克 应用数学和力学 北大核心 2025年第1期I0001-I0002,共2页
中国人但凡去剑桥,大都会做两件事:一是默诵徐志摩的《再别康桥》,体会自然的纯美,聆听虔诚学子寻找理想之梦的足音;另一个就是看看三一学院门前的苹果树,感悟科学的崇高,缅怀科学巨匠促进人类文明的伟绩.这就是人类的精神家园和文明堡... 中国人但凡去剑桥,大都会做两件事:一是默诵徐志摩的《再别康桥》,体会自然的纯美,聆听虔诚学子寻找理想之梦的足音;另一个就是看看三一学院门前的苹果树,感悟科学的崇高,缅怀科学巨匠促进人类文明的伟绩.这就是人类的精神家园和文明堡垒的魅力所在. 展开更多
关键词 《再别康桥》 科学巨匠 徐志摩 精神家园 人类文明 大都会
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混联Ⅱ型惯容耗能减震结构响应及减震性能研究
15
作者 李创第 柴一格 +2 位作者 樊新宇 王瑞勃 葛新广 应用数学和力学 北大核心 2025年第2期208-222,共15页
针对多自由度混联Ⅱ型惯容对结构减震效果和可靠度的影响较为复杂的问题,运用功率谱二次分解法对该耗能结构的动力响应进行了研究.通过复模态法将重构后的运动方程进行解耦,获得了结构位移及速度、结构层间位移及速度、层间剪力、层间... 针对多自由度混联Ⅱ型惯容对结构减震效果和可靠度的影响较为复杂的问题,运用功率谱二次分解法对该耗能结构的动力响应进行了研究.通过复模态法将重构后的运动方程进行解耦,获得了结构位移及速度、结构层间位移及速度、层间剪力、层间位移角和惯容力等响应的频域统一解表达式.运用功率谱二次分解法,获得了上述响应量的功率谱及谱矩的解析解.以一栋16层的实际结构为例,验证了功率谱及谱矩的正确性.最后,基于位移标准差和谱矩解析解探究了惯容系统参数对减震效果的影响,并对动力可靠度进行了分析.验证了布置混联Ⅱ型惯容耗能结构具有良好的减震效果及可靠度. 展开更多
关键词 混联Ⅱ型惯容系统 随机地震响应 复模态法 0~2阶谱矩 Clough-Penzien谱
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极限上限分析的区域光滑径向点插值法
16
作者 陈莘莘 胡英 +1 位作者 张玮 王方鑫 应用数学和力学 北大核心 2025年第6期791-799,共9页
基于极限分析的上限定理,建立了用区域光滑径向点插值法进行理想刚塑性结构极限分析的整套求解算法.为了能方便地施加本质边界条件,采用径向点插值法构造机动容许的速度场.通过引入广义梯度光滑技术,将复杂的域内积分转换为简单的光滑... 基于极限分析的上限定理,建立了用区域光滑径向点插值法进行理想刚塑性结构极限分析的整套求解算法.为了能方便地施加本质边界条件,采用径向点插值法构造机动容许的速度场.通过引入广义梯度光滑技术,将复杂的域内积分转换为简单的光滑域边界积分,避免了对形函数的求导.考虑了材料的塑性不可压条件,并针对平面应力和平面应变问题采用不同方式进行处理.将极限上限分析问题归结为满足一系列等式约束的塑性耗散功率最小化问题,从而可采用标准的二阶锥规划对该问题进行求解,这样既提高了求解效率,又提高了求解精度.数值算例结果表明,该文所提方法能对理想刚塑性结构的极限载荷乘子给出令人满意的结果,并且计算结果对网格畸变十分不敏感. 展开更多
关键词 无网格法 区域光滑径向点插值法 极限上限分析 广义梯度光滑技术 二阶锥规划
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室内消防泵的水力特性分析与叶轮改型优化设计
17
作者 王杰 胡箫 +4 位作者 林仁勇 常正玺 赵安宁 文国有 邵海江 应用数学和力学 北大核心 2025年第9期1209-1217,共9页
为了提高工程实际中的离心式消防泵性能,在原型泵的基础上,优化设计了一种高效、低振且扬程曲线平坦的高性能离心式消防泵.针对消防泵目前存在的问题,基于计算流体力学方法,采用增加副叶片、改变副叶片长度的措施,设计和比较了3种优化方... 为了提高工程实际中的离心式消防泵性能,在原型泵的基础上,优化设计了一种高效、低振且扬程曲线平坦的高性能离心式消防泵.针对消防泵目前存在的问题,基于计算流体力学方法,采用增加副叶片、改变副叶片长度的措施,设计和比较了3种优化方案.结果表明:三种优化方案都在一定程度提高了消防泵性能.优化方案2在设计点的扬程为42.6 m,效率为68.46%,消除了驼峰现象,降低了轴功率,并且提高了效率,综合考虑为最佳方案.研究结果对工程实际中提升消防泵的性能、降低消防泵轴功率具有指导意义. 展开更多
关键词 消防泵 优化设计 数值模拟 内流特性 压力脉动
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基于长短期记忆网络的区间不确定性动态载荷识别方法
18
作者 王磊 程辽辽 +2 位作者 胡举喜 顾凯旋 刘英良 应用数学和力学 北大核心 2025年第8期959-972,共14页
针对传统神经网络在处理时间依赖性动态过程和含噪数据时的不稳定性问题,提出了一种基于长短期记忆网络动态力重构方法.测量响应信号经噪声污染后,被归一化为输入变量;而归一化的动态载荷则作为输出变量.长短期记忆网络的实现方法被采用... 针对传统神经网络在处理时间依赖性动态过程和含噪数据时的不稳定性问题,提出了一种基于长短期记忆网络动态力重构方法.测量响应信号经噪声污染后,被归一化为输入变量;而归一化的动态载荷则作为输出变量.长短期记忆网络的实现方法被采用.为了提高网络的泛化能力,不同类型的动力响应和原始载荷被定义为每个时刻的样本结构.考虑区间不确定性,在传统配点法的基础上调整配点策略得到逐维法,在研究某一维度不确定性变量时固定其他维度,可以高精度地解决区间变量相互独立的不确定性载荷识别问题.最后,采用数值算例与传统神经网络(BP神经网络)对比,表征长短期记忆网络在含噪数据的处理上更为稳定,设计试验证实了对于时间依赖性的数据,该方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 长短期记忆网络 逐维法 载荷识别 区间不确定性
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基于SABRE软件的大规模RBE3单元快速求解方法及程序开发 被引量:1
19
作者 张长兴 王立凯 +1 位作者 常亮 聂小华 应用数学和力学 北大核心 2025年第4期483-494,共12页
随着复杂结构仿真建模的精细化程度越来越高,应用到零部件连接和载荷分配的RBE3单元数量急剧增加,由此引起了自主结构分析软件的数值求解困难.该文首先建立了RBE3单元主、从节点之间的位移约束关系,剖析了线性消去理论引起求解困难的原... 随着复杂结构仿真建模的精细化程度越来越高,应用到零部件连接和载荷分配的RBE3单元数量急剧增加,由此引起了自主结构分析软件的数值求解困难.该文首先建立了RBE3单元主、从节点之间的位移约束关系,剖析了线性消去理论引起求解困难的原因.然后,采用增广Lagrange理论将位移约束关系引入到有限元问题的泛函中,并利用泛函的变分推导出了RBE3单元的刚度矩阵显式表达形式,从而将约束处理问题转化为单元求解问题.最后,在上述理论基础上,结合自主结构分析软件SABRE进行了相关功能模块的设计与开发,并通过工程算例验证.结果表明,该文改进后的SABRE软件在求解含大规模RBE3单元的分析模型时求解精度与NASTRAN基本一致,求解效率提升明显. 展开更多
关键词 有限元法 增广Lagrange理论 RBE3单元快速求解方法 SABRE软件
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熔盐单罐蓄热过程流动及换热特性数值研究 被引量:1
20
作者 梁五洲 武宾 +3 位作者 刘众元 李勇 张嘉杰 马素霞 应用数学和力学 北大核心 2025年第3期340-352,共13页
针对储热技术在新能源消纳领域的应用背景,该文设计了一种储换热一体式熔盐单罐,通过数值模拟研究了单罐蓄热特性及熔盐在蓄热过程中的传热规律,探讨了螺旋管间距、布置位置等对蓄热过程的影响规律.研究结果表明:熔盐温度在蓄热过程中... 针对储热技术在新能源消纳领域的应用背景,该文设计了一种储换热一体式熔盐单罐,通过数值模拟研究了单罐蓄热特性及熔盐在蓄热过程中的传热规律,探讨了螺旋管间距、布置位置等对蓄热过程的影响规律.研究结果表明:熔盐温度在蓄热过程中逐渐上升,密度减小,使得熔盐在罐内形成自然对流,螺旋管结构的布置形式使得罐内熔盐流场呈现三处旋涡;当螺旋管布置位置接近罐内底部时,由于底部熔盐密度较小,自然对流更为强烈,蓄热完成时间相对于布置在罐内中上部时可缩短34.1%;螺旋管内径的增大使得换热面积增加,加快了熔盐升温速率;螺旋管间距的增大会使熔盐加热范围变大,小幅度缩短蓄热完成时间;下进上出的进汽方式由于进口位置更靠近底部,使得罐内熔盐自然对流更强. 展开更多
关键词 熔盐单罐 蓄热完成时间 熔盐温度 自然对流 螺旋管
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