Wilson-θ法直接积分的运动约束和计算扰动 被引量：13

1

作者 黄庆丰 王全凤 胡云昌 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期477-481,共5页

Wilson-θ法的积分过程一般不可能同时既符合计算假设规定的运动约束条件又满足动力平衡方程,时间步长内附加了一个计算扰动影响。由Wilson-θ法积分计算出的时间步长终点不平衡加速度和系统的动力平衡方程,本文导出了时间步长内计算扰... Wilson-θ法的积分过程一般不可能同时既符合计算假设规定的运动约束条件又满足动力平衡方程,时间步长内附加了一个计算扰动影响。由Wilson-θ法积分计算出的时间步长终点不平衡加速度和系统的动力平衡方程,本文导出了时间步长内计算扰动的确定方法,并进一步采用①同步计算消除计算扰动效应和②后续步计算消除计算扰动效应,两种途径抵消其不利影响。算例指出,本文方法有效减少Wilson-θ法直接积分结果的误差和超越现象,提高了计算稳定性。 展开更多

关键词 wilson-Θ法 运动约束 动力平衡 计算扰动 抵消

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一种改进的Wilson-θ法及其算法稳定性 被引量：7

2

作者 晏启祥 刘浩吾 何川 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期76-79,共4页

在传统的Wilson-θ法的基础上,导出了改进的Wilson-θ法,比较了其与传统Wilson-θ法的异同点,分析了改进Wilson-θ法的稳定性。利用改进的Wilson-θ法建立了求解流固耦合方程的迭代算法,并对该算法进行检验,结果表明:改进的Wilson-θ法... 在传统的Wilson-θ法的基础上,导出了改进的Wilson-θ法,比较了其与传统Wilson-θ法的异同点,分析了改进Wilson-θ法的稳定性。利用改进的Wilson-θ法建立了求解流固耦合方程的迭代算法,并对该算法进行检验,结果表明:改进的Wilson-θ法能方便地求解流固耦合振动方程,并能提高计算的效率。 展开更多

关键词 稳定性 流固耦合 wilson—θ法 模态叠加法 坝体

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比较Wilson法和复合形优化法气动设计水平轴风轮 被引量：3

3

作者 赵旭 肖俊 席德科 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期693-697,共5页

文章分别使用Wilson法和复合形优化法对水平轴风力机风轮进行了气动设计,对比德国XWEC-JACOBS600kw产品,前者设计的叶片弦长偏大,后者叶片尺寸与产品较吻合。为验证所设计的风轮性能,使用FLUENT软件进行了数值模拟,结果表明,Wilson法和... 文章分别使用Wilson法和复合形优化法对水平轴风力机风轮进行了气动设计,对比德国XWEC-JACOBS600kw产品,前者设计的叶片弦长偏大,后者叶片尺寸与产品较吻合。为验证所设计的风轮性能,使用FLUENT软件进行了数值模拟,结果表明,Wilson法和复合形优化法设计的风轮功率误差分别为12.3和4.6,后者设计精度更高。 展开更多

关键词 水平轴风力机 气动设计 优化方法 数值模拟

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Wilson-θ法两种积分格式的稳定性探讨 被引量：7

4

作者 方德平 王全凤 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期539-541,共3页

Wilson-θ法分为加速度未经过和经过动力平衡方程修正的Wilson-θ①法和Wilson-θ②法;推导了单自由度体系的Wilson-θ①、②法的状态传递算子,由传递算子的谱半径来判断Wilson-θ①、②法的稳定性。计算结果表明:Wilson-θ①法的稳定... Wilson-θ法分为加速度未经过和经过动力平衡方程修正的Wilson-θ①法和Wilson-θ②法;推导了单自由度体系的Wilson-θ①、②法的状态传递算子,由传递算子的谱半径来判断Wilson-θ①、②法的稳定性。计算结果表明:Wilson-θ①法的稳定性是无条件的,Wilson-θ②法的稳定性不是无条件的;并给出了Wilson-θ②法的稳定范围。 展开更多

关键词 wilson-Θ法 稳定性 状态传递算子 谱半径

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加速度修正的Wilson-θ法的精度分析 被引量：7

5

作者 方德平 王全凤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期216-218,共3页

Wilson-θ法分为加速度未经过和经过t+Δt时刻动力平衡方程修正的Wilson-θ①法和Wilson-θ②法。Wilson-θ①法是无条件稳定的,而Wilson-θ②法不再是无条件稳定的。计算精度分析表明:Wilson-θ②法对计算精度的提高不明显;其稳定的范... Wilson-θ法分为加速度未经过和经过t+Δt时刻动力平衡方程修正的Wilson-θ①法和Wilson-θ②法。Wilson-θ①法是无条件稳定的,而Wilson-θ②法不再是无条件稳定的。计算精度分析表明:Wilson-θ②法对计算精度的提高不明显;其稳定的范围和计算精度均小于线性加速度法,不宜采用。 展开更多

关键词 wilson-Θ法 稳定性 计算精度 线性加速度法

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基于Wilson-θ和Newmark-β法的非线性动力学方程改进算法 被引量：14

6

作者 刘广 刘济科 陈衍茂 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期433-439,共7页

Wilson-θ法和Newmark-β法是非线性动力学方程求解的常用方法。它们的一个基本步骤是,将方程改写为增量平衡的形式,在每一个积分步长内用状态参量修正平衡方程的系数矩阵,其本质是在单个步长内对系统的非线性环节进行了线性化处理。本... Wilson-θ法和Newmark-β法是非线性动力学方程求解的常用方法。它们的一个基本步骤是,将方程改写为增量平衡的形式,在每一个积分步长内用状态参量修正平衡方程的系数矩阵,其本质是在单个步长内对系统的非线性环节进行了线性化处理。本文基于增量思想分别改进了Wilson-θ法和Newmark-β法,根据即时解给出下一步的猜测解,然后对猜测解进行迭代校正,最终得到收敛的近似解。算例表明,改进算法的精度更高,且收敛准则简单。更为重要的是,本文方法无须对非线性项进行线性化处理,因而计算效率更高,适应范围更广。 展开更多

关键词 wilson-Θ法 NEWMARK-Β法 非线性动力学方程 猜测解 迭代校正

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用改进的Wilson-θ法分析流固耦合表面波的影响 被引量：7

7

作者 晏启祥 刘浩吾 饶俊勇 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2002年第4期19-21,25,共4页

从流固耦合系统的位移和压强型有限元出发 ,利用伽辽金法获得了表面波影响矩阵。在时域内对离散方程组用改进Wilson -θ法 ,按子结构迭代求解。算例表明 :水深是决定表面波影响大小的主要因素之一 ;表面波的影响范围主要在库水表面附近 ... 从流固耦合系统的位移和压强型有限元出发 ,利用伽辽金法获得了表面波影响矩阵。在时域内对离散方程组用改进Wilson -θ法 ,按子结构迭代求解。算例表明 :水深是决定表面波影响大小的主要因素之一 ;表面波的影响范围主要在库水表面附近 ,同时也表明 ,改进的Wilson 展开更多

关键词 流固耦合 时域分析 wilson-Θ法 表面波 水库

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基于Wilson-θ法与Riccati算法的水轮发电机组轴系非线性动态响应求解方法 被引量：3

8

作者 乔卫东 李郁侠 +1 位作者 刘宏昭 马薇 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第1期145-149,共5页

　主要讨论了水轮发电机组非线性动态响应的求解方法,在建立机组非线性力学模型的基础上,采用Wilson-θ法与Riccati传递矩阵法,推导出了机组轴系动态响应的计算公式。实例验证表明,该方法计算程序简单,运行可靠,能够满足工程中对机组动... 　主要讨论了水轮发电机组非线性动态响应的求解方法,在建立机组非线性力学模型的基础上,采用Wilson-θ法与Riccati传递矩阵法,推导出了机组轴系动态响应的计算公式。实例验证表明,该方法计算程序简单,运行可靠,能够满足工程中对机组动态响应计算求解的需要。 展开更多

关键词 水轮发电机组 轴系 动态响应 wilson-Θ法 传递矩阵法

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基于Wilson-θ法的柔性转子系统的动力学分析 被引量：3

9

作者 黑棣 郑美茹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第24期2918-2922,2965,共6页

根据转子动力学理论建立了对称柔性转子-轴承系统的力学模型及非线性动力学方程;运用Wilson-θ法,并结合预估-校正机理和Newton-Raphson法,提出了一种有效的求解动力学系统不平衡响应的方法。以柔性转子转轴的刚度为控制参数,运用该方... 根据转子动力学理论建立了对称柔性转子-轴承系统的力学模型及非线性动力学方程;运用Wilson-θ法,并结合预估-校正机理和Newton-Raphson法,提出了一种有效的求解动力学系统不平衡响应的方法。以柔性转子转轴的刚度为控制参数,运用该方法求解了转子系统的不平衡周期响应,并结合Floquet分岔理论和Poincaré映射,分析了系统周期运动的稳定性及其分岔行为。数值结果揭示了系统具有周期运动、三周期运动、准周期运动、五周期运动、跳跃等复杂丰富的非线性动力学现象。 展开更多

关键词 转子动力学 非线性 分岔 动力响应 wilson-Θ法

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修正荷载的Wilson-θ法的稳定性与精度分析 被引量：2

10

作者 方德平 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期195-199,共5页

Wilson-θ法求得的位移、速度与加速度不满足t时刻的动力平衡方程。提出修正荷载的Wilson-θ法:增加一个荷载δF(t),使得t时刻的动力平衡方程得以满足;将-θ′δF(t)作为荷载加入t+Δt时刻的计算中,当θ′=0时,修正荷载的Wilson-θ法退... Wilson-θ法求得的位移、速度与加速度不满足t时刻的动力平衡方程。提出修正荷载的Wilson-θ法:增加一个荷载δF(t),使得t时刻的动力平衡方程得以满足;将-θ′δF(t)作为荷载加入t+Δt时刻的计算中,当θ′=0时,修正荷载的Wilson-θ法退化为Wilson-θ法。对应于不同的θ′值,在无条件稳定的前提下,θ的取值范围也不同。定义了逐步积分法中的计算误差。计算结果表明:计算误差与θ值成正相关,当θ′=0.6,无条件稳定的θ为最小值1.24,因而θ′=0.6,θ=1.24时,计算误差最小,建议在计算中采用。保持Wilson-θ法无条件稳定、几乎不增加计算量的条件下,修正荷载的Wilson-θ法可以提高计算精度。 展开更多

关键词 wilson-Θ法 稳定性 计算精度 荷载修正 谱半径

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Wilson方程关联和Virial方程修正常压下乙醇-水的汽液平衡 被引量：2

11

作者 赵金和 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期36-38,共3页

为了更清晰地了解乙醇-水汽液平衡关系的本质,提高预测其它醇-水体系的汽液平衡关系的准确度,以密度瓶法测得乙醇在不同温度下的密度,结合乙醇-水常压下恒沸组成信息,借助Wilson方程和Virial系数对常压下乙醇-水体系的汽液相平衡进行关... 为了更清晰地了解乙醇-水汽液平衡关系的本质,提高预测其它醇-水体系的汽液平衡关系的准确度,以密度瓶法测得乙醇在不同温度下的密度,结合乙醇-水常压下恒沸组成信息,借助Wilson方程和Virial系数对常压下乙醇-水体系的汽液相平衡进行关联与修正。修正后汽相组成与文献报道值的最大相对误差为2.690%,标准偏差为0.1461,修正后的汽液平衡关系较修正前的汽液平衡关系更接近文献值。 展开更多

关键词 wilson方程 Virial系数 密度瓶法 乙醇-水系统 汽液平衡 修正

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湿蒸汽非平衡凝结流动中Wilson点位置预测研究

12

作者 韩旭 朱秋良 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第3期393-397,共5页

在均质流动中,水蒸汽膨胀至饱和线并不凝结,达到Wilson点时才开始凝结,而Wilson点位置的确定对激波自激振荡的研究有重要意义。基于国内外研究现状,以Moses-Stein喷管为研究对象,通过对喷管中的湿蒸汽非平衡凝结两相流动进行计算,明确了... 在均质流动中,水蒸汽膨胀至饱和线并不凝结,达到Wilson点时才开始凝结,而Wilson点位置的确定对激波自激振荡的研究有重要意义。基于国内外研究现状,以Moses-Stein喷管为研究对象,通过对喷管中的湿蒸汽非平衡凝结两相流动进行计算,明确了Wilson点位置的影响因素,并提出了一种基于三元二次正交的湿蒸汽非平衡凝结流动Wilson点位置预测方法。研究结果表明:喷管收缩段曲率半径和进出口压比对Wilson点的位置几乎没有影响,扩张段曲率半径、喉部高度和进口过热度对Wilson影响较大,并计算得到了预测Wilson点位置的回归方程,经检验误差在合理范围内。 展开更多

关键词 非平衡凝结 湿蒸汽 wilson点 正交法

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求解三维Wilson元离散化线性系统的PCG方法 被引量：1

13

作者 肖映雄 李真有 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第8期820-831,共12页

非协调元方法是克服三维弹性问题体积闭锁的一种有效方法,它具有自由度少、精度高等优点,但要提高其有限元分析的整体效率还必须为相应的离散化系统设计快速求解算法.考虑了Wilson元离散化系统的快速求解.当Poisson(泊松)比ν→0.5时,... 非协调元方法是克服三维弹性问题体积闭锁的一种有效方法,它具有自由度少、精度高等优点,但要提高其有限元分析的整体效率还必须为相应的离散化系统设计快速求解算法.考虑了Wilson元离散化系统的快速求解.当Poisson(泊松)比ν→0.5时,该离散系统为一高度病态的正定方程组,预处理共轭梯度(PCG)法是求解这类方程组最为有效的方法之一.另外,在实际应用中,由于结构的特殊性,网格剖分时常常会产生具有大长宽比的各向异性网格,这也将大大影响PCG法的收敛性.该文设计了一种基于"距离矩阵"的代数多重网格(DAMG)法的PCG法,并应用于近不可压缩问题Wilson元离散系统的求解.这种基于"距离矩阵"的代数多重网格法,能更有效地求解各向异性网格问题,再结合有效的磨光算子,相应的PCG法对求解近不可压缩问题具有很好的鲁棒性(robustness)和高效性. 展开更多

关键词 体积闭锁 wilson非协调元 病态矩阵 代数多重网格法 预条件子

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Wilson-θ方法在结构动力分析中的应用研究 被引量：2

14

作者 马小燕 王一兵 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期82-86,共5页

介绍了逐步积分Wilson θ方法在砖混建筑结构动力分析中的应用。通过对单质点结构剪切模型在正弦激励下的模拟计算,研究Wilson θ方法中各参数对该方法计算精度的影响。提出Wilson θ方法适合砖混建筑结构动力分析的最优参数选择。

关键词 wilson-θ方法 逐步积分 剪切模型 精度 稳定性

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基于Wilson-θ显式算法的动载荷快速定位及重建方法

15

作者 张景 苑博 张方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期115-123,共9页

通过将Wilson-θ数值算法转变为一种等效的显式表达式,由此建立了一种基于Wilson-θ显式算法的动载荷识别方法。在选取合适的参数θ值以后,该算法是无条件稳定的,并且避免了以往隐式识别算法中由于递推计算产生误差累积导致识别结果严... 通过将Wilson-θ数值算法转变为一种等效的显式表达式,由此建立了一种基于Wilson-θ显式算法的动载荷识别方法。在选取合适的参数θ值以后,该算法是无条件稳定的,并且避免了以往隐式识别算法中由于递推计算产生误差累积导致识别结果严重发散的问题。通过引入响应系数矩阵,该显式算法可以灵活地选取响应类型用于载荷识别计算。同时结合分离变量方法,将载荷位置信息从建立的模型矩阵中提取出来,由此减少矩阵求逆的次数,提高载荷定位计算的效率。结合简支梁的仿真算例与试验测试对该载荷识别方法进行验证。研究结果表明,基于Wilson-θ显式算法的动载荷快速定位及重建方法能够有效地识别得到载荷位置及相应的时间历程。相对于传统载荷识别方法,该方法计算结果的准确性更好,且运算效率更高。 展开更多

关键词 载荷定位 载荷重构 分离变量法 模态截断法 wilson-θ算法

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基于显式Wilson-θ法的动载荷识别研究

16

作者 范玉川 赵春雨 +1 位作者 鲁艳 张义民 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期673-677,共5页

推导出多自由度动力学方程的Wilson-θ数值算法显式表达形式,进而提出了一种显式Wilson-θ的动载荷识别算法.该算法避免了Wilson-θ算法的隐式迭代形式的迭代误差,在拥有显式算法特性的同时具备隐式算法的特性.当θ取合适的值时,该算法... 推导出多自由度动力学方程的Wilson-θ数值算法显式表达形式,进而提出了一种显式Wilson-θ的动载荷识别算法.该算法避免了Wilson-θ算法的隐式迭代形式的迭代误差,在拥有显式算法特性的同时具备隐式算法的特性.当θ取合适的值时,该算法是无条件稳定的.通过悬臂梁的算例和实验对算法的识别效果进行了验证,并与传统的状态空间法的识别结果进行了对比.结果表明:该算法不仅能够对矩形载荷、谐波载荷和随机载荷进行准确地识别,并且比状态空间法的识别精度更高. 展开更多

关键词 wilson-Θ法 显式表达 载荷识别 无条件稳定 状态空间法

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基于MATLAB与Pro/E的风力机风轮设计及造型 被引量：21

17

作者 李国宁 杨福增 +2 位作者 杜白石 徐杰君 刘敏 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第6期3-7,共5页

针对风力机风轮设计复杂、造型困难的问题,根据Wilson法的设计流程,采用MATLAB开发了小型风力机叶片气动外形设计的通用程序,自动输出叶片截面空间坐标,解决了MATLAB与Pro/E之间的数据传输问题,程序得到的设计结果直接导入Pro/E,实现了... 针对风力机风轮设计复杂、造型困难的问题,根据Wilson法的设计流程,采用MATLAB开发了小型风力机叶片气动外形设计的通用程序,自动输出叶片截面空间坐标,解决了MATLAB与Pro/E之间的数据传输问题,程序得到的设计结果直接导入Pro/E,实现了风轮的三维造型。该方法同时完成了风轮的程序化设计和参数化造型,提高了风轮设计与造型的效率和精度。 展开更多

关键词 风轮 叶片 wilson法 MATLAB PRO/E

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基于片条理论和遗传算法的风力机叶片全局优化设计 被引量：8

18

作者 傅洁 何斌 +1 位作者 张慧玲 范钦珊 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期3025-3030,共6页

针对水平轴风力机叶片Wilson优化设计法的不足,以片条理论为基础、全年发电量为目标函数对叶片进行全局优化设计。通过遗传算法对设计约束进行最优化搜索,并根据该方法设计在平均风速为7.5 m/s风场下工作的1.5 MW叶片。为保证功率计算... 针对水平轴风力机叶片Wilson优化设计法的不足,以片条理论为基础、全年发电量为目标函数对叶片进行全局优化设计。通过遗传算法对设计约束进行最优化搜索,并根据该方法设计在平均风速为7.5 m/s风场下工作的1.5 MW叶片。为保证功率计算的准确性,通过XFOIL和CFD软件计算翼型0o^360o攻角下气动性能,将其设计结果与Wilson法进行比较。研究结果表明:全局优化设计方法能够满足叶片设计要求,设计的叶片在低于额定风速的低风速区性能良好,在平均风速附近(7~9 m/s)的功率系数达0.44。 展开更多

关键词 片条理论 遗传算法 威尔逊法 XFOIL软件 优化设计

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微型风力机叶片结构优化设计与仿真分析 被引量：8

19

作者 杨江 王雅萍 +1 位作者 朱目成 赵冬梅 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第12期74-77,共4页

针对目前风力机对低速风力资源的利用较少,设计了一种适用于低风速的微型风力机叶片。采用Wilson设计方法建立了以叶片形状参数安装角和弦长为设计变量的数学模型,通过Matlab编写程序计算3W风力机叶片参数并对设计变量做线性优化以利于... 针对目前风力机对低速风力资源的利用较少,设计了一种适用于低风速的微型风力机叶片。采用Wilson设计方法建立了以叶片形状参数安装角和弦长为设计变量的数学模型,通过Matlab编写程序计算3W风力机叶片参数并对设计变量做线性优化以利于工程加工。在得到参数的基础上基于点的坐标几何变换理论建立叶片三维模型,并利用Fluent仿真,仿真结果表明叶片的功率为2.91W,与设计额定功率相差3%,满足工程误差。通过此方法设计的微型风力机叶片能获得较高的精度,满足工程要求,为实际生产提供数据支撑。 展开更多

关键词 风力机 叶片 wilson方法

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运用数值迭代的动载荷识别算法 被引量：9

20

作者 徐菁 张方 +2 位作者 姜金辉 浦玉学 蒋祺 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期702-707,共6页

Wilson-θ法作为一种常用的数值算法,参数设置合适时,能够保证计算结果绝对收敛,根据这一特性可以推导得出其反分析法。然而从实际算例计算结果来看,这种反分析方法并不稳定。指出了Wilson-θ反分析法发散的原因,针对这个问题提出了一... Wilson-θ法作为一种常用的数值算法,参数设置合适时,能够保证计算结果绝对收敛,根据这一特性可以推导得出其反分析法。然而从实际算例计算结果来看,这种反分析方法并不稳定。指出了Wilson-θ反分析法发散的原因,针对这个问题提出了一种利用二分法原理的迭代修正算法。利用步步修正的思想,消除累积误差,增加了算法的稳定性。在此基础上,进行了数值仿真和实验研究,结果表明该方法具有良好的收敛性和抗噪能力。 展开更多

关键词 载荷识别 时域 wilson-θ反分析法 数值迭代 二分法修正

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