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复合固体推进剂双螺杆挤出成型过程DEM-CFD耦合仿真 被引量:4
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作者 王建 刘皓 +3 位作者 赵亚风 乔晓林 李兴刚 赵慧 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期138-145,共8页
复合固体推进剂含有固体颗粒较多,传统的有限元分析方法难以准确实现复合固体推进剂在双螺杆挤出过程的仿真模拟。离散单元法(DEM)与计算流体力学(CFD)耦合是一种适合复合固体推进剂生产过程仿真的有效方法,但实现难度很大。基于标定的... 复合固体推进剂含有固体颗粒较多,传统的有限元分析方法难以准确实现复合固体推进剂在双螺杆挤出过程的仿真模拟。离散单元法(DEM)与计算流体力学(CFD)耦合是一种适合复合固体推进剂生产过程仿真的有效方法,但实现难度很大。基于标定的接触模型参数通过DEM实现了以铝粉和高氯酸铵为主要组分的固体推进剂固体颗粒在双螺杆挤出输送过程的模拟,利用测得液相黏度模型参数通过DEM-CFD耦合计算实现了固体推进剂固体颗粒与液相在双螺杆挤出过程的耦合仿真。结果表明,通过DEM计算得到的固体推进剂固体颗粒在双螺杆中的输送与实验规律相符;对比DEM-CFD耦合仿真与DEM中固体颗粒仿真结果,可见加入了液相的DEM-CFD耦合仿真物料流动性比未添加液相的DEM固体颗粒更好,物料在螺杆输送段的填充率从20%提升到40%,固体颗粒平均输送速度提升150%,螺杆的受力变化不大。 展开更多
关键词 复合固体推进剂 双螺杆挤出 离散单元法 计算流体力学 耦合仿真
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考虑机械故障影响的碾压混凝土坝施工进度SD-DES耦合可视化仿真
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作者 李政 吴斌平 +1 位作者 赵梦琦 王佳俊 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期94-106,共13页
【目的】碾压混凝土坝(roller compacted concrete dam,RCCD)施工过程仿真方法为分析大坝施工的复杂动态系统提供了科学有效的技术手段。传统的离散事件仿真(discrete event simulation,DES)方法在仿真过程中虽然考虑了影响施工进度的... 【目的】碾压混凝土坝(roller compacted concrete dam,RCCD)施工过程仿真方法为分析大坝施工的复杂动态系统提供了科学有效的技术手段。传统的离散事件仿真(discrete event simulation,DES)方法在仿真过程中虽然考虑了影响施工进度的主要因素(混凝土生产、运输入仓和施工降雨等),但未有效考虑仓面作业中施工机械故障情况对施工过程的影响,施工进度仿真结果的准确性以及三维可视化展示效果有待进一步提高。针对以上情况,在传统施工仿真的基础上结合系统动力学(system dynamics,SD)提出了考虑机械故障的RCCD施工SD-DES耦合可视化仿真方法。【方法】首先,基于系统动力学建立了仓面施工机械故障SD模型,从而实现对仓面施工中碾压机作业、故障、维修等行为的因果关系分析;其次,以传统施工进度DES仿真模型为基础,耦合机械故障SD模型建立RCCD施工SD-DES耦合仿真模型,并以碾压施工时间作为耦合模型的接口变量,从而实现模型的数据通信和交互,有效提高了仿真结果的准确性;再次,将系统仿真技术与可视化技术结合,基于Unity 3D构建大坝施工三维动态场景,实现基于仿真结果的施工过程的三维动态可视化展示;最后,以我国西南地区某高碾压混凝土坝工程为例进行施工仿真分析与成果展示。【结果】相比于传统DES模型仿真结果(与实际偏差2.49%),基于SD-DES耦合模型的仿真结果(与实际偏差0.28%)更加贴近实际情况,同时三维动态可视化展示水平得到进一步提升。【结论】研究表明,SD-DES耦合可视化仿真方法能够有效考虑施工机械故障对施工进度的影响,提高仿真精度和施工过程的可视化表现能力,有助于大坝施工方案的合理制定和现场施工的管理决策。 展开更多
关键词 系统动力学 机械故障 SD-DES耦合 碾压混凝土坝 施工可视化仿真 混凝土 水利工程
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CFRTP蒙皮桁条构件感应焊接磁-热-力耦合仿真
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作者 占小红 卜珩倡 +1 位作者 罗杰帮 李晓东 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期61-74,共14页
碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic composite,CFRTP)凭借其比强度高、韧性强、可焊接,被广泛应用于航空航天领域;感应焊接是其构件制造的关键工艺,然而,感应焊接过程中多场高度复杂耦合,其演化及分布特... 碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic composite,CFRTP)凭借其比强度高、韧性强、可焊接,被广泛应用于航空航天领域;感应焊接是其构件制造的关键工艺,然而,感应焊接过程中多场高度复杂耦合,其演化及分布特征尚不明晰,制约了构件的高效高质量生产。本研究通过耦合求解麦克斯韦方程组、傅里叶传热方程及弹塑性本构方程,构建CFRTP蒙皮桁条构件感应焊接过程磁-热-力耦合仿真模型,研究焊接过程磁、热及力的分布与演化特征。结果表明:在交变电磁场作用下,构件边缘区域磁场强度达1.45mT,模拟所得磁场、温度场与应力场均存在显著边缘效应,焊接过程界面温度可超500℃,该现象与高频涡流引起的趋肤效应密切相关;焊接过程中蒙皮底部两侧存在非对称、近半椭圆状的高温区域,且靠近立桁区域的温度显著高于远离立桁区域的温度;当电流频率从150 kHz增加至250 kHz,焊件上应力最大值从637 MPa增加至778 MPa,焊接界面处的非对称应力集中区域不断扩大;焊接过程温度场及焊后应力测量结果与模拟结果高度吻合,这有效验证所构建模型的准确性和适用性,本研究为CFRTP复杂构件感应焊接的工艺优化与质量控制提供了理论支撑。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 磁-热-力耦合仿真 温度场 应力场 磁场 感应焊接
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基于多物理场耦合的开关电器温升特性仿真实验平台 被引量:1
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作者 沈靖宇 马浩东 +1 位作者 庄杰榕 许志红 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第4期65-70,92,共7页
以微型断路器为分析对象,搭建基于多物理场耦合的开关电器温升特性仿真实验平台。平台采用VB.Net语言设计友好用户界面,交互性强,集成了模型选取、参数配置和结果分析等功能。通过在后台以批处理模式运行ANSYS命令流实现多场耦合的有限... 以微型断路器为分析对象,搭建基于多物理场耦合的开关电器温升特性仿真实验平台。平台采用VB.Net语言设计友好用户界面,交互性强,集成了模型选取、参数配置和结果分析等功能。通过在后台以批处理模式运行ANSYS命令流实现多场耦合的有限元仿真,获得可视化温升结果,经实验验证仿真误差在10%以内。利用该平台,学生无须掌握专业的多场域仿真知识即可进行温升计算,并能便捷修改MCB模型与仿真参数,探究多种因素对温升特性的影响,有助于增进学生对电器发热理论知识的理解,培养学生的自主科研能力与创新思维,对提升开关电器实验教学水平具有积极的推动作用。 展开更多
关键词 开关电器 温升 仿真平台 多物理场耦合 有限元
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基于EDEM-ADAMS耦合仿真的穴盘苗末端执行器设计
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作者 梁桀 朱华吉 +2 位作者 郭旺 缪祎晟 吴华瑞 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期10-19,共10页
针对现有夹取式末端执行器在取苗作业时稳定性和一致性差的问题,设计了一种基于多连杆机构的穴盘苗末端执行器。根据其结构组成和工作原理,使用矢量方程法建立运动学模型,结合穴盘苗基质的受力和根系分布情况,对整体的结构进行参数设计... 针对现有夹取式末端执行器在取苗作业时稳定性和一致性差的问题,设计了一种基于多连杆机构的穴盘苗末端执行器。根据其结构组成和工作原理,使用矢量方程法建立运动学模型,结合穴盘苗基质的受力和根系分布情况,对整体的结构进行参数设计。利用ADAMS构建末端执行器的虚拟样机并进行仿真,结果表明结构参数满足穴盘苗取苗工作的需要,验证了设计的正确性与可行性。在EDEM中建立穴盘苗基质模型,通过EDEM-ADAMS耦合仿真末端执行器夹取穴盘苗基质的工作过程,分析基质颗粒在苗针插入过程中的受力和形变状况。以夹取时间和夹取角度为试验因素,以基质颗粒的最大形变量与最大接触力为试验指标进行试验设计,当苗针夹取角度为14.9°时,基质颗粒所受到的最大形变量和接触力最小。此外,夹取时间对基质颗粒的最大形变量和接触力没有显著影响。研究结果可为提高穴盘苗移栽机的工作效率提供参考。 展开更多
关键词 自动移栽机 末端执行器 穴盘苗 EDEM-ADAMS 耦合仿真
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间断级配砂土潜蚀过程的DEM-CFD耦合模拟研究
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作者 王永庆 刘智 +2 位作者 熊磊 康捷 任杰 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期175-181,共7页
潜蚀是引起堤防和大坝等水利工程破坏的重要因素之一。为了深入探究潜蚀在细观尺度上的发生与发展机理,采用离散元(DEM)与计算流体力学(CFD)耦合的方法建立了土体潜蚀细观分析模型,以探讨水力梯度和细颗粒含量对土体潜蚀的影响,并分析... 潜蚀是引起堤防和大坝等水利工程破坏的重要因素之一。为了深入探究潜蚀在细观尺度上的发生与发展机理,采用离散元(DEM)与计算流体力学(CFD)耦合的方法建立了土体潜蚀细观分析模型,以探讨水力梯度和细颗粒含量对土体潜蚀的影响,并分析细颗粒流失量、流失区域及力链数量等参数的变化规律。结果表明:潜蚀的发展过程可分为启动、发展、侵蚀和稳定4个阶段;在相同的细颗粒含量下,水力梯度越大,细颗粒流失速度越快;在相同水力梯度条件下,渗流初期细颗粒的流失速度随细颗粒含量增加而减小,但其累积流失量则随之增大;潜蚀开始时,颗粒流失首先出现在渗流出口处,随后逐渐从土体两端向中心扩展;随着样品中细颗粒的流失,颗粒体系内细颗粒接触链的数量减少,而粗颗粒接触链数量基本保持不变。 展开更多
关键词 潜蚀 dem-cfd耦合 细颗粒含量 水力梯度 堤坝
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城市生活垃圾土生化-渗流-应力耦合行为数值仿真
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作者 马鹏程 陈云敏 杨文东 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第5期115-122,共8页
垃圾土中的生化-渗流-应力耦合行为会显著影响垃圾堆体的变形。该文首先引入了与降解在变形方面等效的附加应力Pb,建立了垃圾土降解-骨架弱化本构模型,该模型能够较好地描述降解变形和降解对压缩性的影响。然后,完善了垃圾土生化-渗流-... 垃圾土中的生化-渗流-应力耦合行为会显著影响垃圾堆体的变形。该文首先引入了与降解在变形方面等效的附加应力Pb,建立了垃圾土降解-骨架弱化本构模型,该模型能够较好地描述降解变形和降解对压缩性的影响。然后,完善了垃圾土生化-渗流-应力耦合模型并采用OpenGeoSys软件开展了二维垃圾边坡耦合行为数值仿真,分析了底物浓度、甲烷产量等生化降解物理量和气压、侧向变形、沉降等力学物理量的演化规律及相互作用,相比仅关注垃圾土一维变形的耦合数值仿真有显著进步。该文研究成果可作为土木工程研究生数值试验课程的典型教学案例。 展开更多
关键词 城市垃圾土 本构模型 生化-渗流-应力耦合 数值仿真
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基于流固耦合联合仿真的软管锥套式空中加油对接过程建模与分析
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作者 杨宇宸 杨超越 +2 位作者 王斌 索涛 豆清波 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期123-136,共14页
软管锥套式空中加油过程涉及气动力、燃油流动、柔性结构变形的复杂耦合,其耦合求解对仿真技术要求高、计算量大,严重制约了软管空中加油的准确性与安全性。为了准确分析软管锥套组合体在对接输油过程中的动力学特性,避开动力学方程建... 软管锥套式空中加油过程涉及气动力、燃油流动、柔性结构变形的复杂耦合,其耦合求解对仿真技术要求高、计算量大,严重制约了软管空中加油的准确性与安全性。为了准确分析软管锥套组合体在对接输油过程中的动力学特性,避开动力学方程建模的劣势,提出了一种考虑气动力、尾涡、软管变形与气流场双向影响、燃油内部流动综合影响下软管锥套组合体结构变形过程的流固耦合有限元模型及求解方法。模型中计算了稳定伞的作用效果并等效解耦成力和转角边界条件,推导了机翼尾涡作用力方程,采用联合仿真技术进行了流固耦合分析,软管拖曳平衡状态的计算结果与试验数据吻合良好。通过进一步仿真计算,对燃油流动、对接参数及飞行参数等甩鞭现象产生的影响因素进行了分析,结果表明:对接速度和回收加速度的匹配关系是甩鞭载荷的主要影响因素,回收加速度与最优匹配对接速度大小正相关;其次,飞行参数是次要影响因素,在不考虑燃油流动时,每一种高度下都呈现出“飞行速度越高,甩鞭载荷越低”的特点;燃油流动是一项干扰因素,一定程度上会干扰上述规律,但不会影响整体规律,需针对工况进行分析。 展开更多
关键词 空中加油 软管锥套组合体 流固耦合 联合仿真 影响因素
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融合流-热场耦合仿真与EEMD-LSTM网络的油浸式变压器热点温度快速预测方法
9
作者 杨子坚 司马文霞 +3 位作者 杨鸣 黎文浩 袁涛 孙魄韬 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1220-1232,共13页
快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点... 快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点温度训练样本,采用长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)构建深度学习模型,从而实现热点温度动态预测。采用集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)降低输入数据中的噪声干扰,提高深度学习模型抗噪性能。以20 MVA/110 kV油浸式变压器为对象进行分析,并搭建变压器热点温升试验平台进行模型有效性验证,EEMD-LSTM网络预测的热点温度相比试验结果的平均误差仅有1.35℃,引入幅值为5℃的随机噪声后,最大误差仅增大0.47℃。结果表明:基于EEMD-LSTM网络的深度学习模型能够实现变压器热点温度动态预测,同时具有良好的抗噪性能,对变压器负荷能力动态评估与动态增容的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 热点温度 流-热场耦合仿真 长短期记忆网络 集成经验模态分解 油浸式变压器
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基于动态耦合模型的CAE仿真优化方法
10
作者 陈雪 曹建文 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第3期718-731,共14页
为解决多因素耦合作用下复杂装备产品的设计优化问题,提出一种基于动态耦合模型和多分支并行仿真策略的CAE仿真优化方法。采用动态结构的分层分级的DEVS模型,自适应地构建CAE软件前处理、数值求解、后处理阶段的自动化耦合模型;针对CAE... 为解决多因素耦合作用下复杂装备产品的设计优化问题,提出一种基于动态耦合模型和多分支并行仿真策略的CAE仿真优化方法。采用动态结构的分层分级的DEVS模型,自适应地构建CAE软件前处理、数值求解、后处理阶段的自动化耦合模型;针对CAE模型的关键参数,基于贪心算法构建多因素约束下的多分支实例模型;采用多任务并行仿真策略,高效计算多分支仿真结果;经过装备造价评估指标,实现方案优选。通过高铁/盾构装备设计仿真案例验证了其有效性和应用价值。 展开更多
关键词 动态结构 耦合模型 仿真优化 多任务并行 多分支实例
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基于流固耦合与多智能体的堤防决口应急响应仿真研究
11
作者 田冉冉 张辉 +5 位作者 闫小丽 陈涛 许文哲 张彦博 肖瑶 王巍 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第3期5-12,共8页
为克服堤防决口模拟中静态或单一灾害演化、多因素动态交互影响缺失以及灾害演化、应急决策响应与救援力量调度综合模拟等方面的不足,提出1种基于流固耦合模型和多智能体系统的堤防决口救援联动仿真框架。该框架采用浅水方程模型模拟决... 为克服堤防决口模拟中静态或单一灾害演化、多因素动态交互影响缺失以及灾害演化、应急决策响应与救援力量调度综合模拟等方面的不足,提出1种基于流固耦合模型和多智能体系统的堤防决口救援联动仿真框架。该框架采用浅水方程模型模拟决口洪水动态漫延过程,耦合泥沙悬浮搬运模型定量解析水流对堤坝的侵蚀与沉积机制,同时引入多智能体系统构建“灾害演化—救援调度—应急决策”动态交互模型,实现多因素耦合下的应急决策推演,并以2024年洞庭湖团洲垸堤防决口事件为案例进行实例验证。研究结果表明:该框架能够有效模拟决口扩展及救援过程,预测灾害演化趋势,生成救援处置建议,可为堤防决口应急响应提供参考。 展开更多
关键词 堤防决口 流固耦合 多智能体系统 动态灾害仿真
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基于5GDHC系统的电-热双向耦合建模仿真与准稳态分析
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作者 张瑞腾 李凌 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第2期148-157,共10页
以5GDHC系统为基础,深度双向耦合电力网络,构建了具有复杂新特性的新型电-热双向耦合网络仿真模型。考虑到新型互联网络耦合节点以及耦合方式的改变可能引发运行阶段的安全性问题,引入多时间尺度分析方法,划分电-热网络准稳态阶段,通过... 以5GDHC系统为基础,深度双向耦合电力网络,构建了具有复杂新特性的新型电-热双向耦合网络仿真模型。考虑到新型互联网络耦合节点以及耦合方式的改变可能引发运行阶段的安全性问题,引入多时间尺度分析方法,划分电-热网络准稳态阶段,通过添加扰动探讨5GDHC系统与电力网络在不同准稳态阶段的相互作用机制,并分析其与传统电-热网络在交互行为上的差异性。最后,通过某区域12节点配电网、26节点供热网的综合能源系统验证模型以及准稳态分析的有效性。仿真结果表明:时域内网络冷热互补功率可达到13.5 MW,低温运行下的热损耗仅占网络供热量的1.3%,而反映网络水力特性的水力交汇点数量最大增至5个;准稳态分析则揭示了在电负荷开断状态下相比于传统电-热网络,新型电-热网络的水力变化更加显著,达到了5.7 kg/s,而热力变化相对平缓,仅为0.054℃,此外,扰动并不会对建筑的室内温度产生影响。 展开更多
关键词 综合能源系统 双向耦合 5GDHC系统 时域仿真 准稳态分析
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基于RELAP5和Simulink的核电汽轮发电机组耦合仿真研究
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作者 赵冉 林萌 +2 位作者 贺军 黄仕龙 林俊义 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期265-272,共8页
为准确计算核电厂热力系统与内外电网之间的相互作用,需建立核电厂热力系统与电力系统之间的耦合分析模型。由于RELAP5热工水力系统程序不具备电力系统暂态仿真分析功能,而Simulink具备强大的电力系统暂态仿真分析功能。据此本文提出将R... 为准确计算核电厂热力系统与内外电网之间的相互作用,需建立核电厂热力系统与电力系统之间的耦合分析模型。由于RELAP5热工水力系统程序不具备电力系统暂态仿真分析功能,而Simulink具备强大的电力系统暂态仿真分析功能。据此本文提出将RELAP5中的汽轮机模型与Simulink中的同步发电机模型进行耦合从而实现核电厂热力系统与电力系统联合仿真计算功能,精确计算热力系统和电力系统瞬态过程相互扰动和影响,同时利用现场实验数据对耦合仿真模型进行了验证,结果表明:所采用的耦合计算方法可以准确模拟热力系统和电力系统瞬态过程参数变化趋势及规律,研究成果可拓展RELAP5应用功能并更好地完善核电厂仿真模型。 展开更多
关键词 REALP5程序 Simulink程序 耦合仿真 电力系统 汽轮机发电机组
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新型电力系统下多技术融合协同仿真中功率耦合接口研究
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作者 邹时容 卢有飞 +3 位作者 梁雪青 刘超 冯彬杰 徐晋 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期90-98,共9页
电力电子装备大量接入后电力系统形态不断变化,传统单一仿真技术无法应对新型电力系统的复杂仿真任务。协同仿真可实现各种仿真工具之间的有效互动,可用来模拟多技术融合复杂系统的特定行为。文中提出了一种新型仿真接口设计方法,仿真... 电力电子装备大量接入后电力系统形态不断变化,传统单一仿真技术无法应对新型电力系统的复杂仿真任务。协同仿真可实现各种仿真工具之间的有效互动,可用来模拟多技术融合复杂系统的特定行为。文中提出了一种新型仿真接口设计方法,仿真接口可将不同仿真工具中建立的电网模型进行耦合,在仿真中传递耦合系统之间的阻抗信息。给出了协同仿真平台建立过程以及协同仿真的交互协议。分析了传统的V-I接口方法及传输线接口方法,将接口阻抗参数化得到通用仿真接口,并证明传统的V-I方法和传输线方法可被视为其特殊情况。展示了如何通过接口无源性来分析仿真稳定性问题,并基于接口透明度的概念来解决仿真精度问题。以118节点基准网络、接入静态无功补偿器的基准网络、接入风电场的基准网络这三个仿真场景演示了所提出的接口设计方法的实际性能。仿真结果表明,所提出的接口设计方法可有效连接不同仿真软件,保持稳定性的同时具有较高精度。 展开更多
关键词 协同仿真 功率耦合 电磁暂态
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基于因素耦合效应的海上危化品运输系统脆性演化建模与仿真
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作者 袁长峰 张晴 +2 位作者 王泰恒 牛路路 孙兴 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期20-29,共10页
为准确掌握海上危化品运输系统脆性演化规律,对影响因素耦合效应下系统脆性演化过程建模和仿真。通过215例典型事故统计分析,总结出25个脆性影响因素,建立因素间同质和异质耦合关系,构建脆性演化系统动力学模型进行仿真模拟,并提出降低... 为准确掌握海上危化品运输系统脆性演化规律,对影响因素耦合效应下系统脆性演化过程建模和仿真。通过215例典型事故统计分析,总结出25个脆性影响因素,建立因素间同质和异质耦合关系,构建脆性演化系统动力学模型进行仿真模拟,并提出降低脆性风险的建议。研究结果表明:脆性因素耦合激活会使风险增大;同质耦合时,人的因素耦合对脆性风险影响最大;异质耦合时,人-管理、人-管理-船舶、人-管理-船舶-环境,对脆性风险影响较大;提高船员专业能力和安全意识,加强规范管理,保证船舶良好的适航性,做好环境和货物监测预警,最大限度在事前中期采取应急处置措施,可有效阻断脆性因素耦合。研究结果有助于制定合理的脆性管理方案,对防控海上危化品运输安全脆性风险具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 海上危化品运输系统 脆性演化 因素耦合 系统动力学 建模与仿真
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棉纱纬平针织物的热湿耦合仿真模拟
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作者 邓智豪 荣政 +2 位作者 刘为炜 唐宁 武维莉 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第5期116-125,共10页
为探究在服装内外环境存在差异的情况时的织物热湿传递机理,提出了一种预测棉纱纬平针织物热湿耦合传递的仿真模型。采用光学显微镜观测织物试样的几何结构,利用AutoCAD建模软件创建织物的三维几何模型;使用COMSOL有限元仿真软件,建立... 为探究在服装内外环境存在差异的情况时的织物热湿传递机理,提出了一种预测棉纱纬平针织物热湿耦合传递的仿真模型。采用光学显微镜观测织物试样的几何结构,利用AutoCAD建模软件创建织物的三维几何模型;使用COMSOL有限元仿真软件,建立包含静止空气的织物热湿耦合仿真模型,并根据人体穿着服装的实验数据设置边界载荷,运算得到仿真模型的温度、相对湿度分布云图与数据;将织物系统模型的模拟热湿阻结果与实验对比,验证仿真模型的有效性和准确性。结果表明:当纬平针织物内发生热湿耦合传递时,皮肤表面的热量主要通过线圈串套区域向外界传递,而线圈内静止空气的传热量较少;皮肤表面的汗液蒸发后,水分优先被纱线吸收,再通过织物孔隙中的空气向外界扩散。在热湿耦合传递达到动态平衡后,织物系统的模拟热阻相对误差为2.3%,模拟湿阻的相对误差为4.2%。研究表明将有限元仿真模拟技术应用于纺织品的物理性能研究中具备可行性,为探究针织物在日常穿着状态下的热湿耦合传递现象提供理论参考。 展开更多
关键词 棉纱纬平针织物 三维几何模型 热湿耦合传递 有限元仿真模拟技术
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基于流固耦合的入水特性仿真及试验分析
17
作者 刘婷玉 《南方农机》 2025年第5期116-118,共3页
【目的】探讨跨介质飞行器入水冲击过程中的流固耦合问题,特别是不同速度对飞行器载荷和姿态的影响。【方法】文章从数值计算与试验研究两个方面展开了较为系统的探索,利用LS-DYNA软件,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,对速度范围在40~1... 【目的】探讨跨介质飞行器入水冲击过程中的流固耦合问题,特别是不同速度对飞行器载荷和姿态的影响。【方法】文章从数值计算与试验研究两个方面展开了较为系统的探索,利用LS-DYNA软件,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,对速度范围在40~120 m/s的飞行器入水模型进行数值模拟,获得了飞行器入水过程的冲击过载和姿态变化数据;并采用长40 mm、直径8 mm的圆柱体结构模型进行入水试验,验证模拟结果的准确性。【结果】1)随着飞行器速度的增加,其轴向和法向所受载荷的峰值也会相应增大,同时这些载荷的脉冲宽度会变窄。2)在飞行器入水的初期阶段,轴向载荷是主要的受力分量,会随着飞行器的速度和入水角度的增加而线性增加。3)角速度峰值本身会随着入水速度的增加而增大,且这种增加量会随着入水速度的进一步增加而增大。【结论】通过对测试设备进行校准、多次重复试验取平均值等方法,尽可能减小了测量误差的影响;通过网格收敛性测试、时间步长敏感性分析等手段,确保了仿真结果的稳定性和可靠性,能够为跨介质飞行器入水的流固耦合问题研究提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 流固耦合 入水特性 仿真试验
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超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真 被引量:4
18
作者 邓自刚 王珊 +3 位作者 徐焱 李海涛 周徐呈 张卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期56-68,共13页
为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车... 为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。 展开更多
关键词 超导钉扎磁浮 高速磁浮 车-轨空间耦合动力学 建模与仿真
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深水隔水管-防喷器组耦合系统动力学建模与仿真验证 被引量:2
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作者 畅元江 王仕超 +1 位作者 李健 刘秀全 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1-8,共8页
在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只... 在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只关注于对隔水管的独立建模而忽视防喷器组的潜在影响,这将导致所建模型与实际情况存在差异,使得隔水管系统的力学特性无法得到精确分析。提出了隔水管与防喷器组刚柔耦合概念,推导耦合系统动能、势能,采用拉格朗日方法建立理论模型,用Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。采用ADAMS软件进行了仿真建模,开展不同工况条件下的动态响应对比分析。结果表明,理论模型得到的隔水管横向位移包络线、弯矩包络线、隔水管中部节点横向位移时程曲线和底部弯矩时程曲线与ADAMS仿真结果吻合良好,从而表明了该理论模型的重要性,可为我国隔水管的设计和分析提供参考和支持。 展开更多
关键词 深水隔水管 防喷器组 刚柔耦合 仿真计算 动态响应分析
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基于DEM-MBD耦合的液压挖掘机动力学仿真分析 被引量:3
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作者 刘畅 黄笛 +1 位作者 曹超 牟象东 《机床与液压》 北大核心 2024年第5期180-185,共6页
在实际工况下,液压挖掘机工作装置受到的载荷较大且具有强时变性,因此工作装置各组成杆件及液压缸较易出现各种形式的失效。针对以上问题,选取某型号液压挖掘机作为研究对象,根据液压挖掘机工作装置实际挖掘物料工况,利用多体动力学软件... 在实际工况下,液压挖掘机工作装置受到的载荷较大且具有强时变性,因此工作装置各组成杆件及液压缸较易出现各种形式的失效。针对以上问题,选取某型号液压挖掘机作为研究对象,根据液压挖掘机工作装置实际挖掘物料工况,利用多体动力学软件ADAMS建立液压挖掘机虚拟样机模型并利用离散元软件EDEM建立物料模型。通过DEM-MBD耦合仿真分析方法,对液压挖掘机工作装置进行动力学仿真分析,主要获取挖掘物料过程中铲斗受力变化曲线、不同时刻铲斗受力云图,通过对其分析,能够获取铲斗在挖掘作业过程中受力变化情况,为铲斗的有限元分析、优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 液压挖掘机 动力学仿真 铲斗 DEM-MBD耦合仿真
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