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双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统动力学模型建立
1
作者 胡鑫 谢自强 +2 位作者 黄家海 沈刚 杨成龙 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3712-3723,共12页
为准确构建双绳缠绕式提升机的动力学模型,解析传动系统与提升系统之间的耦合振动响应关系,提出一种双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统的动力学计算模型。首先,基于提升机运行过程中主要部件的动态特征,采用有限单元法、集中质量法构... 为准确构建双绳缠绕式提升机的动力学模型,解析传动系统与提升系统之间的耦合振动响应关系,提出一种双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统的动力学计算模型。首先,基于提升机运行过程中主要部件的动态特征,采用有限单元法、集中质量法构建传动轴、行星齿轮减速器与提升系统的动态模型;其次,考虑传动系统与提升系统的几何构型关系与作用力传递方式,设置参变形函数与坐标变换,实现传动系统与提升系统的耦合交互作用,建立双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统的动力学模型;再次,搭建实验平台并进行激励响应实验,验证耦合系统模型的准确性;最后,通过实例计算与模型对比,验证耦合系统模型的适用性与有效性。研究结果表明:双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统动力学模型可以有效反映传动系统结构参数与提升系统钢丝绳张力差之间的响应关系,模型与实验的响应趋势展现出较高的一致性,时域特征参数相对误差控制在19%以内,且相较于刚性卷筒提升模型和弹性梁理论卷筒模型,不同结构参数下耦合系统动力学模型计算得到的幅值变化趋势更显著,在正常工况、传动系统非同步制动工况与提升系统单侧天轮偏摆工况下,该模型钢丝绳最大张力差的变化率极值分别为15.12%、18.61%和4.72%。 展开更多
关键词 双绳缠绕式提升机 传动系统 提升系统 耦合交互 动力学模型
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不对中故障转子系统的模型不确定动力学建模方法
2
作者 励精为治 刘保国 +3 位作者 曹潇俊 程敏 刘彦旭 张义彬 《机电工程》 北大核心 2025年第9期1716-1723,共8页
目前针对不对中故障转子系统动力学问题的研究普遍忽略了由建模误差引起的模型不确定性,使模型无法用于准确描述转子系统的动力学特性。针对模型不确定性在不对中故障下对转子系统的影响这一问题,基于非参数建模方法和随机矩阵理论,提... 目前针对不对中故障转子系统动力学问题的研究普遍忽略了由建模误差引起的模型不确定性,使模型无法用于准确描述转子系统的动力学特性。针对模型不确定性在不对中故障下对转子系统的影响这一问题,基于非参数建模方法和随机矩阵理论,提出了一种不对中故障转子系统模型不确定动力学建模方法。首先,对转子系统不对中故障进行了故障机理的研究,得出了不对中激振力的表达式;然后,建立了不对中转子系统的确定性动力学模型,采用矩阵极分解方法构建了随机矩阵;最后,构建了不对中故障转子系统的不确定动力学模型,运用散度参数辨识方法识别了转子系统的散度参数,利用所搭建的含不对中故障的转子实验台,将由不确定动力学模型得到的振动响应结果和实验得到的振动响应结果进行了对比验证。研究结果表明:当转子系统转速在4200 r/min~5600 r/min范围内,模型不确定转子系统在不对中故障下由动力学模型计算出的振动响应均值结果和实验测得的结果更为接近,偏差不超过10%,且在1/2临界转速附近产生了局部共振,这证明该动力学模型对不对中故障转子系统的动力学特性描述是准确的。该研究结果可为不对中故障转子系统的动力学建模方法和振动特性的研究提供理论参考。 展开更多
关键词 转子系统 不对中故障 模型不确定 散度参数 振动响应均值 动力学特性
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侵彻弹引系统非线性动力学模型及响应特性
3
作者 郑卓扬 董恒 +3 位作者 武海军 贾桐庆 杨冠侠 黄风雷 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期241-254,共14页
为准确揭示和描述弹体-引信系统(简称弹引系统)在侵彻典型目标过程中引信内部核心器件的过载环境及动态响应,基于空腔膨胀理论获得侵彻过程的弹靶相互作用,分析应力波在战斗部壳体内的传播效应,引入弹引螺纹连接的载荷传递特性及缓冲材... 为准确揭示和描述弹体-引信系统(简称弹引系统)在侵彻典型目标过程中引信内部核心器件的过载环境及动态响应,基于空腔膨胀理论获得侵彻过程的弹靶相互作用,分析应力波在战斗部壳体内的传播效应,引入弹引螺纹连接的载荷传递特性及缓冲材料的非线性响应模式,构建高速侵彻下弹引系统的非线性动力学响应模型,通过理论及实验方法确定模型参数,结合有限元数值仿真研究分析弹引系统的动态响应特性及弹靶参数对过载信号的影响机理和规律。研究结果表明:所建立的非线性动力学响应模型在时-频域特征上与数值仿真结果吻合良好,可更准确地描述高速侵彻下弹引系统的过载传递特性及引信内部器件的真实动力学响应,其响应模式主要为刚性过载和高频结构振动的耦合叠加,螺纹连接会进一步放大过载信号,聚氨酯材料在侵彻冲击环境下体现出一定的吸能滤波作用;弹引系统侵彻多层间隔目标相较于单一半无限目标时的过载信号更为复杂剧烈,弹靶参数决定了弹靶相互作用的频率特性,当侵彻多层间隔目标的弹靶作用频率的整数倍与弹引系统固有频率更接近时,加速度过载会出现峰值显著增大、振荡加剧及信号严重粘连等现象;研究成果为快速有效预测不同弹目特性下引信内部关键模块的真实响应和过载特性、评估其安全性及可靠性提供了技术参考。 展开更多
关键词 弹引系统 波动 振动 非线性动力学模型 时频域特性
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模型不确定转子系统动力学降阶模型构建方法
4
作者 励精为治 刘保国 +1 位作者 刘彦旭 张义彬 《机电工程》 北大核心 2025年第3期472-480,共9页
转子系统进行动力学建模时引入的不确定因素会使其产生模型不确定性,而采用模型不确定建模法建立的动力学模型通常维数较高。本征正交分解(POD)能够从系统中提取出主要的特征信息,从而在降低模型维数的同时,保留其关键的动力学特性。因... 转子系统进行动力学建模时引入的不确定因素会使其产生模型不确定性,而采用模型不确定建模法建立的动力学模型通常维数较高。本征正交分解(POD)能够从系统中提取出主要的特征信息,从而在降低模型维数的同时,保留其关键的动力学特性。因此,针对转子系统不确定动力学模型维数较高的问题,基于POD方法,提出了一种模型不确定转子系统动力学降阶模型的构建方法。首先,建立了转子系统确定性动力学模型,计算了确定模型的临界转速和振型;然后,根据确定模型的低阶振型和实验振型,对不确定模型的散度参数进行了识别;最后,采用非参数建模法和POD方法建立了模型不确定转子系统动力学的降阶模型,搭建了转子实验台,将不确定降阶模型得到的振动响应均值与实验测得的振动响应进行了对比研究。研究结果表明:当转速在3000 r/min~4000 r/min内,模型不确定降阶模型得到的振动响应均值与实测结果更为接近,差异不超过10%,证明该降阶模型对转子系统动力学特性的描述具有准确性和可靠性。研究结果为高维复杂转子系统的动力学建模方法和更高转速工况下振动特性的预测提供了理论参考。 展开更多
关键词 本征正交分解 转动机件 转子系统 模型不确定 降阶模型 动力学特性 散度参数识别
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系统动力学模型在健康管理领域中的应用现状
5
作者 吴琦炜 周慧洁 +1 位作者 赵彬雨 邵静 《浙江大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第5期676-684,共9页
健康管理因涉及多层面、多因素的交互影响而具有高度复杂性。系统动力学模型为理解这一复杂系统提供了整体性视角和动态分析框架。目前,系统动力学模型已应用于心理干预、慢性病管理、疾病康复、医疗服务优化、健康政策制订等多个健康... 健康管理因涉及多层面、多因素的交互影响而具有高度复杂性。系统动力学模型为理解这一复杂系统提供了整体性视角和动态分析框架。目前,系统动力学模型已应用于心理干预、慢性病管理、疾病康复、医疗服务优化、健康政策制订等多个健康管理领域,通过识别健康行为关键影响因素和路径、识别并确定健康管理干预方案的关键靶点、开展成本效益分析和流程优化,以及模拟健康管理相关政策的长期效果,为从个体干预到宏观决策提供量化支持。本文综述了系统动力学模型在健康管理领域上述四个方面的应用成果,分析优势和局限性,旨在促进健康管理向个性化和精准化方向发展,为健康干预和政策制订提供更有力的支撑。 展开更多
关键词 系统动力学模型 健康管理 模型研究 应用研究 综述
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基于水力模型与系统动力学的地铁多股人流疏散模型
6
作者 刘莉娜 张世勇 刘茜 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第3期362-368,共7页
城市地铁内存在多股人流汇聚情况,紧急情况下多股人流汇聚会导致疏散困难。本文基于水力模型与系统动力学理论,构建了地铁多股人流疏散模型,并结合具体案例揭示了考虑商业区人员通过站厅疏散的极端不利情况下,多股人流汇聚处出口瓶颈的... 城市地铁内存在多股人流汇聚情况,紧急情况下多股人流汇聚会导致疏散困难。本文基于水力模型与系统动力学理论,构建了地铁多股人流疏散模型,并结合具体案例揭示了考虑商业区人员通过站厅疏散的极端不利情况下,多股人流汇聚处出口瓶颈的人员疏散规律。研究结果表明,多股人流交汇于出口瓶颈时,疏散效率呈现“由快到慢再加快”的变化趋势;随着人数增加,安全出口的充分利用时间占比从74.02%下降至64.78%,即安全出口充分利用时间随人数的增加而减少;当站厅安全出口的比流量受某区域人员汇入影响时,该区域疏散完成后,出口比流量会短暂下降,反之,比流量维持稳定;较Pathfinder仿真模拟,系统动力学模型更贴近实际疏散场景,且具有更高的模拟效率。 展开更多
关键词 地铁疏散 多股人流 水力模型 系统动力学方法
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基于级联效应的LNG动力船通航风险传导动力学模型
7
作者 胡甚平 鲁金虎 +1 位作者 邹春 朱清华 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第8期204-213,共10页
为推进绿色能源船舶动力安全应用,探讨新型能源对船舶通航影响效应下的风险级联问题,以复杂系统过程安全为视角,提出LNG动力船在复杂港口水域通航的风险级联动力学仿真模型。首先,引入系统理论事故模型与过程(STAMP)方法,辨识LNG动力船... 为推进绿色能源船舶动力安全应用,探讨新型能源对船舶通航影响效应下的风险级联问题,以复杂系统过程安全为视角,提出LNG动力船在复杂港口水域通航的风险级联动力学仿真模型。首先,引入系统理论事故模型与过程(STAMP)方法,辨识LNG动力船通航事故及后续的LNG泄漏和火灾爆炸的事故链;其次,采用风险传导理论建立LNG动力船通航的风险级联模型,通过改进层次分析(AHP)-熵权法,获得各个指标因子的权重集,解析风险传导概率;最后,结合复杂港口LNG动力船通航的场景数据,将各个风险因子进行量化,对LNG动力船在港口水域船舶航行风险进行复杂网络动力学仿真。研究结果表明:LNG动力船在港口航行中,碰撞、搁浅、触碰事故和后续的泄漏、火灾爆炸事故存在高度的关联性,且事故的发生是由多因素耦合级联所致;仿真结果与真实场景的实践结果具有一致性,建立的风险级联动力学模型有效。研究结果对事故链和关键节点进行控制具有指导意义。 展开更多
关键词 风险传递 熵权法 系统动力学 风险仿真 风险级联 系统理论事故模型与过程(STAMP)
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基于系统动力学模型的中国民航脱碳路径研究 被引量：3
8
作者 田利军 徐森雨 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2024年第4期454-464,共11页
为实现民航业长期脱碳发展目标,通过建立考虑供需关系、技术应用、减排成本和政策支持的中国民航脱碳系统动力学(SD)模型,剖析系统多重反馈机理和要素间协同作用关系,对民航业减排路径的实施效果和减排成本进行情景模拟和探讨。结果表明... 为实现民航业长期脱碳发展目标,通过建立考虑供需关系、技术应用、减排成本和政策支持的中国民航脱碳系统动力学(SD)模型,剖析系统多重反馈机理和要素间协同作用关系,对民航业减排路径的实施效果和减排成本进行情景模拟和探讨。结果表明:行业实施节能技术进步、替代燃料应用、新动力能源推广、碳抵消机制和高铁替代等单一政策模拟方案无法实现行业的碳中和式长期发展目标。多种措施的组合政策为行业脱碳发展提供最优的综合脱碳方案。未来行业应在短期内积极推广可持续航空燃料(SAF)规模化应用,中期加大对于氢能、电能、混合动力飞机的研发引进,积极采用高铁替代等综合交通方式,长期持续改进行业节能减排技术水平,推动民航业纳入全国碳市场。研究结果可为民航部门可持续发展提供政策制定参考,助力行业深度脱碳化发展。 展开更多
关键词 中国民航 系统动力学(sd)模型 多情景模拟 脱碳路径
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具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题 被引量：1
9
作者 郭祥 靳艳飞 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期974-983,共10页
针对具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题,提出了一种嵌套的Chebyshev多项式代理模型和改进的粒子群优化(IPSO)算法,对系统中的输入和结构参数的边界进行识别。建立具有区间不确定性的多体系统动力学方程,并采用区间中点和区间... 针对具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题,提出了一种嵌套的Chebyshev多项式代理模型和改进的粒子群优化(IPSO)算法,对系统中的输入和结构参数的边界进行识别。建立具有区间不确定性的多体系统动力学方程,并采用区间中点和区间半径来描述给定的区间不确定性的输出响应。对柔性多体系统动力学的输出响应建立Chebyshev多项式代理模型。通过IPSO算法反求未知参数的区间中点和区间半径。所提方法采用Chebyshev多项式代理模型逼近原区间不确定性柔性多体系统,进一步节约了IPSO算法寻优过程的计算成本。 展开更多
关键词 区间不确定性 柔性多体系统 动力学反问题 Chebyshev多项式代理模型
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基于系统动力学模型的郑州市水资源承载力动态模拟 被引量：3
10
作者 李铭 李想 +3 位作者 牛超杰 全李宇 赵连军 胡彩虹 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第6期49-55,63,共8页
水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系... 水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系统综合的系统动力学方法(System Dynamics,SD),结合水资源、生态、经济社会、水利工程四个子系统,构建郑州市水资源承载力研究的SD模型。将2010-2019年的历史数据与SD方法的模拟数据进行比较,平均误差均小于10%,具有较高的可信度,可用来预测郑州市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续、控污节流、开源控污和开源节流4种不同方案,对2020-2030年水资源承载力系数进行动态模拟预测。结果表明:2030年4种方案下的水资源承载力系数分别为1.24、1.18、1.00、0.89,现状延续和控污节流方案下的郑州市水资源承载力随着时间的推移呈现严重超载状态,无法承载郑州市经济社会的快速发展;开源控污方案在预测期内的水资源承载力超载状态会对经济社会发展产生较大阻力。故开源节流方案为最佳方案,水资源承载力系数小于1,在研究期内未出现超载状态,可有利缓解郑州市的缺水状况,促进经济社会的发展。结合4种方案的优点,提出有利于郑州市水资源可持续发展的建议与对策。 展开更多
关键词 水资源承载力 系统动力学模型 郑州市 水资源承载力系数
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肌骨系统多体动力学仿真新进展:从数据驱动到数据-物理耦合驱动
11
作者 陈文轩 任韦燕 +1 位作者 姚杰 蒲放 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期255-262,共8页
肌骨系统多体动力学仿真是解析人体运动生物力学机制的重要工具,其发展正从传统物理模型驱动向数据驱动、物理-数据混合驱动转变,本文对相关的新进展进行综述。传统的基于物理模型的肌骨系统多体动力学仿真已经在仿真度、优化方法、软... 肌骨系统多体动力学仿真是解析人体运动生物力学机制的重要工具,其发展正从传统物理模型驱动向数据驱动、物理-数据混合驱动转变,本文对相关的新进展进行综述。传统的基于物理模型的肌骨系统多体动力学仿真已经在仿真度、优化方法、软件工具等方面发展非常充分,但由于依赖复杂实验数据与高计算量的微分方程求解,实际应用仍有很大限制。近年来,随着深度学习技术的快速发展,基于数据驱动的肌骨系统多体动力学仿真,已经在关节角度、位姿、地面反作用力、关节力矩、肌力的高效预测,以及外骨骼的控制算法等方面展现出了巨大优势,显著降低了参数测量复杂度。然而,纯数据驱动模型存在泛化性不足与生物力学规律失真的问题。为此,物理-数据耦合驱动模型通过嵌入牛顿-欧拉方程、肌肉本构方程等物理约束,结合物理信息神经网络等混合架构,在提升预测精度的同时保障解的生物合理性。当前研究仍面临跨尺度物理方程整合不足、多关节协同建模困难等挑战。未来需进一步优化模型架构,融合运动学无标记捕捉技术,并探索多尺度物理规律与个性化参数反演,以推动智能康复、运动评估等领域的应用转化。 展开更多
关键词 肌骨系统 多体动力学 数据驱动模型 物理信息神经网络 生物力学建模
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基于系统动力学的港口碳排放影响因素研究——以宁波舟山港为例
12
作者 平凡 刘桂云 胡俊林 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第1期68-78,共11页
为推动港口在“双碳”战略背景下采取更有效的减碳对策,对影响港口碳排放的因素进行研究。在测算港口碳排放量的基础上,通过扩展的STIRPAT模型分析碳排放影响因素,并构建系统动力学模型研究主要影响因素。以宁波舟山港为例,设立4种不同... 为推动港口在“双碳”战略背景下采取更有效的减碳对策,对影响港口碳排放的因素进行研究。在测算港口碳排放量的基础上,通过扩展的STIRPAT模型分析碳排放影响因素,并构建系统动力学模型研究主要影响因素。以宁波舟山港为例,设立4种不同情景模拟宁波舟山港碳排放变化趋势,分析变量对碳排放量的影响程度。结果表明:影响碳排放量的因素按其影响程度从大到小依次为经济发展、技术创新、能源强度和营业收入;增加创新投入、降低能源强度更有利于减少碳排放量。研究结果可为政府管理部门和港口企业决策提供参考,对促进港口绿色低碳发展具有一定的意义。 展开更多
关键词 碳排放 影响因素 STIRPAT模型 系统动力学 宁波舟山港
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演化博弈下化工突发事件网络舆情治理系统动力学分析
13
作者 王晓庆 陈克兵 +1 位作者 钱城江 宋健 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期95-103,共9页
为加强化工突发事件网络舆情的治理,妥善处理因化工突发事件引发的网络舆情危机。将演化博弈理论引入网络舆情治理过程,构建地方政府和网络媒体的二元演化博弈模型,并结合系统动力学(SD)模型,构建地方政府和网络媒体的定量分析模型,根... 为加强化工突发事件网络舆情的治理,妥善处理因化工突发事件引发的网络舆情危机。将演化博弈理论引入网络舆情治理过程,构建地方政府和网络媒体的二元演化博弈模型,并结合系统动力学(SD)模型,构建地方政府和网络媒体的定量分析模型,根据相关案例开展模拟研究,对比分析各博弈主体的策略演化过程。结果表明:化工突发事件网络舆情热度取决于各主体的策略选择,演化博弈模型分析呈现出周期性反复趋势;引入惩罚机制后,适当提高惩罚力度可使得演化博弈系统进入良性状态;地方政府可通过提高网络舆情应急预警机制,加强对网络媒体的日常监管和协同治理工作,在应对化工突发事件网络舆情过程中合理制定惩罚措施可有效防止地方政府不作为、乱作为,实现对网络媒体的监管,避免网络舆情恶性演化。 展开更多
关键词 演化博弈 化工突发事件 网络舆情治理 系统动力学(sd) 地方政府 网络媒体
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人字齿轮传动系统动力学建模和振动特性研究
14
作者 李金超 方朝野 阙洪军 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1034-1044,共11页
为掌握服役过程中,人字齿轮传动系统的动态响应特性,以某人字齿轮传动系统为研究对象,对动态啮合力和箱体振动响应进行了仿真分析和实验研究。首先,依据人字齿传动系统的基本参数和结构,采用了多体动力学方法,建立了“箱体-轴承-轴-齿... 为掌握服役过程中,人字齿轮传动系统的动态响应特性,以某人字齿轮传动系统为研究对象,对动态啮合力和箱体振动响应进行了仿真分析和实验研究。首先,依据人字齿传动系统的基本参数和结构,采用了多体动力学方法,建立了“箱体-轴承-轴-齿轮啮合作用”的刚柔耦合动力学模型;然后,将输入条件和约束条件添加到所建模型中,对模型进行了动力学仿真,得到了箱体的振动响应频谱,其与现场实物测试结果吻合较好,验证了模型的准确性;最后,利用上述模型研究了偏心和轴线倾斜情况下人字齿传动系统的动态响应,两种误差均会引起齿轮啮合力的低频波动,并分析了齿面修鼓对其影响。研究结果表明:轴线倾斜引起的波动主要是转频谱线,偏心引起的波动产生了非转频谱线,且该谱线频率与齿轮的重合度有关;偏心或轴向倾斜引起的波动左右齿面相差180°,存在相互抵消现象,非啮合频率的箱体振动响应没有明显表现;齿面修鼓可以明显降低齿轮啮合引起的振动,轴线倾斜误差情况下,振动从1433 mm/s^(2)下降到1207 mm/s^(2),偏心误差情况下,振动从1444 mm/s^(2)下降到1218 mm/s^(2)。该研究成果可为人字齿传动系统的减振避振和实现低噪声设计提供一定理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 人字齿轮传动系统 动态啮合力 多体动力学 刚柔耦合动力学模型 动态响应特性 频谱 轴线倾斜 偏心误差
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基于系统动力学模型的山东省水资源生态足迹预测
15
作者 陈益平 秦欢欢 +2 位作者 黄丽想 王健泉 陈凡 《节水灌溉》 北大核心 2024年第11期39-45,53,共8页
在资源环境可持续发展和生态文明建设得到重视的时代,水资源的供需均衡是衡量一个区域社会经济发展的重要因素,而与水资源有关的生态足迹相关概念被越来越多的专家和学者所采用,是一个具有关键意义的衡量指标。然而,在这方面的研究中,... 在资源环境可持续发展和生态文明建设得到重视的时代,水资源的供需均衡是衡量一个区域社会经济发展的重要因素,而与水资源有关的生态足迹相关概念被越来越多的专家和学者所采用,是一个具有关键意义的衡量指标。然而,在这方面的研究中,现有学者主要集中于现状的分析与探讨,缺乏对未来的预测。经济蓬勃、人口稠密的山东省存在由于社会经济的快速发展而导致的水资源供需紧张的问题,亟需寻求保障水资源和社会经济协调发展的可持续方案。根据水资源生态足迹模型和山东省水资源供需系统动力学模型,设计SD1 (维持现状)、SD2(发展经济)、SD3 (节约用水)和SD4 (综合开发)等情景对2022-2050年山东省水资源生态足迹和生态承载力进行预测。结果表明,2022-2050年情景SD1~SD4下山东省水资源的人均生态足迹的平均数值分别为0.408、0.447、0.319和0.412 hm^(2)/人,水资源的人均生态承载力的平均数值都为0.130 hm^(2)/人,由此导致0.278、0.317、0.189和0.282 hm^(2)/人的人均水资源生态亏损;水资源生态压力指数和水资源生态经济协调指数均值分别为3.149、3.458、2.466和3.188及1.257、1.242、1.304和1.259,山东省未来情景下水资源利用压力较大,不安全利用的状态将会持续。从水资源生态足迹的角度对4种情景进行比较,综合发展型情景SD4具有合适的评价指标,既能保证经济发展,也能减少水资源利用的不安全程度,山东省未来发展应采取此类情景,但同时要提高各行业用水效率、加强全社会节水意识,既“开源”又“节流”,才能保障水资源的可持续发展。 展开更多
关键词 水资源生态足迹与承载力 系统动力学 生态足迹模型 生态亏损 情景 预测 山东省
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基于系统动力学模型的电力系统等效惯量时空演变趋势研究 被引量：5
16
作者 刘学成 杨军 +5 位作者 申锦鹏 彭晓涛 王小立 李旭涛 赵强 张玉琼 《全球能源互联网》 CSCD 北大核心 2024年第5期579-590,共12页
随着风电、光伏等新能源发电渗透率的不断提高,电力系统等效惯量水平不断下降且空间分布不均的特性日益凸显。而电力系统维持频率稳定的能力与系统等效惯量水平息息相关,因此明确电力系统等效惯量时空演变趋势具有重要意义。基于系统动... 随着风电、光伏等新能源发电渗透率的不断提高,电力系统等效惯量水平不断下降且空间分布不均的特性日益凸显。而电力系统维持频率稳定的能力与系统等效惯量水平息息相关,因此明确电力系统等效惯量时空演变趋势具有重要意义。基于系统动力学模型,对电力系统等效惯量的时空演变趋势进行了分析。首先,明确新能源电力系统等效惯量概念及有效惯量组成,并分析惯量响应过程;其次,基于系统动力学模型,在考虑地域、技术进步率、综合成本等多因素影响下,对中国各地区光伏、风电、火电、水电、核电2025—2060年间的装机容量进行预测;最后,基于预测数据,对电力系统等效惯量时空演变趋势进行分析。所预测装机容量结果符合长期发展目标,计算所得电力系统等效惯量水平直观体现了在考虑虚拟惯量与否的情景下中国整体与各区域的变化趋势,可为规划各区域新能源发展,确定低惯量区域惯量补偿措施,保障频率安全等方面提供参考。 展开更多
关键词 等效惯量 惯量响应 系统动力学模型 装机容量预测 时空演变趋势
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不确定转子系统动力学降阶模型构建与模型散度参数辨识 被引量：2
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作者 张义彬 刘保国 +1 位作者 刘彦旭 励精为治 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第3期438-444,共7页
在航空、航天、船舶等领域的实际工程转子系统中,广泛存在高维复杂的非线性系统。在航空发动机转子系统、燃气轮机转子系统等重点研究领域,通常还难以对高维复杂非线性系统进行直接的数据处理和分析统计。针对不确定性转子系统的模型维... 在航空、航天、船舶等领域的实际工程转子系统中,广泛存在高维复杂的非线性系统。在航空发动机转子系统、燃气轮机转子系统等重点研究领域,通常还难以对高维复杂非线性系统进行直接的数据处理和分析统计。针对不确定性转子系统的模型维度较高等问题,提出了一种模型不确定性动力学降阶计算模型构建和模型散度参数辨识方法。首先,根据确定性动力学模型和静态矩阵降阶方法,完善了确定性动力学降阶模型;然后,基于随机矩阵理论和非参数动力学建模方法,提出了不确定性动力学降阶模型;最后,利用系统确定性模型的一阶临界转速、振型和实验数据,对不确定性动力学模型的散度参数进行了辨识;为了验证散度参数辨识方法的有效性,笔者又在转子实验平台上进行了实验验证。研究结果表明:实验结果与降阶之后振动响应均值的差异性较小,且与不确定性动力学模型相差不超过10%,表明所采用的理论模型在描述转子系统行为方面具备了较高的准确性和可靠性,该模型可以为深入研究模型不确定性转子系统提供参考。 展开更多
关键词 转子-支承系统 不确定转子系统 动力学降阶模型 非线性系统 散度参数辨识 非参数建模方法 矩阵降阶方法
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海洋核动力平台定位系统多体动力学模型试验验证 被引量：1
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作者 郭冲冲 武文华 +1 位作者 吴国东 罗起航 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1251-1257,共7页
为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立... 为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立了定位系统的多体动力学仿真模型。搭建了定位系统1∶9缩比模型试验平台,并选取2种典型工况进行验证。研究结果表明:定位系统多体动力学模型计算的系泊腿受力与实验结果符合良好,平均误差在2%以内。算例分析发现,系泊腿受力循环次数主要集中在低幅值高均值区域。本文模型试验验证了所提出的定位系统多体动力学模型的可行性与正确性,能够为定位系统系泊能力的评估提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 海洋核动力平台 定位系统 多铰连接 多体动力学 约束反力 模型试验 六自由度平台 系泊能力
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基于有限无创测量信息与心血管系统模型融合技术的个体化生理学和血流动力学参数估测 被引量：1
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作者 张至城 梁夫友 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期641-641,共1页
目的在体测量主动脉僵硬度、中心动脉血压等受成本、风险或技术可靠性等限制难以在临床上广泛开展。本研究的主要目的是发展可测临床数据与心血管系统计算机模型的融合技术,实现对关键生理学、血流动力学参数的量化评估。方法构建心血... 目的在体测量主动脉僵硬度、中心动脉血压等受成本、风险或技术可靠性等限制难以在临床上广泛开展。本研究的主要目的是发展可测临床数据与心血管系统计算机模型的融合技术,实现对关键生理学、血流动力学参数的量化评估。方法构建心血管系统的0-1维几何多尺度模型,通过随机参数抽样生成表征不同个体的模型,开展数值仿真生成虚拟个体信息库。在信息库中提取多处动脉的血流波形和肱动脉血压作为虚拟测量数据,以人群平均化模型为初始模型,采用LevenbergMarqurdt算法自动调整模型参数,使模型模拟结果与测量数据匹配,进一步使用优化后的模型模拟主动脉血压、血流波形等,并与原模型模拟结果对比。结果对50例虚拟个体开展的测试表明,基于多个动脉血流波形的特征值和肱动脉血压开展模型参数优化,可使模型模拟结果与测量结果高度匹配(均方根误差<1%),估测的模型参数值与预期值的误差小于3%,利用估测的模型参数开展数值模拟得到的主动脉血压、血流波形与原模型输出结果的差异小于5%。结论将可无创测量的血流、血压等信息融入心血管系统模型不仅可以实现对主要生理学参数的量化评估,也为临床上难以无创测量的中心动脉血压等重要血流动力学参数的估测提供有效的手段。 展开更多
关键词 血流动力学参数 肱动脉血压 临床数据 心血管系统 预期值 计算机模型 多尺度模型 融合技术
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一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型
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作者 霍忠堂 陈建奇 +1 位作者 郝玲娟 高建松 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第8期1431-1439,共9页
当轴承松动与内圈缺陷同时出现时,将对转子系统动态特性产生较为严重的影响,不利于对转子系统进行故障诊断与状态监测。针对这一问题,提出了一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型,分析了含内圈缺陷-松动耦合故障轴承的转子系... 当轴承松动与内圈缺陷同时出现时,将对转子系统动态特性产生较为严重的影响,不利于对转子系统进行故障诊断与状态监测。针对这一问题,提出了一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型,分析了含内圈缺陷-松动耦合故障轴承的转子系统振动动态特性。首先,根据赫兹理论与轴承运动学理论分析了轴承受力;然后,根据胡克定律与转子系统集中质量法建立了松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型;最后,采用数值仿真方式获取了转子系统的振动响应,探讨了转速和载荷对松动-内圈缺陷耦合转子系统振动特性的影响,并通过实验对该模型的准确性进行了验证。研究结果表明:松动-内圈缺陷同时存在的轴承频谱上出现了典型的干摩擦特征频率,即1/2倍旋转频率及其倍频,且其幅值与转速、载荷呈正比;此外,1/2倍旋转频率及其倍频、旋转频率及其倍频与内圈缺陷频率的组合频率的出现,表明了松动和内圈缺陷同时发生,该现象在转子系统另一个轴承上也有所体现。该研究结果为轴承转子系统的耦合故障检测提供了理论依据。 展开更多
关键词 机械振动 振动动态特性 转子系统耦合故障特征 轴承动力学模型 转子系统动力学模型 故障检测
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