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叶轮机械流固热耦合仿真及自主可控软件研制
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作者 唐志共 何旭 +5 位作者 查浩 王子维 王栋志 储世博 柳阳威 李彬 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第8期76-99,I0001,共25页
叶轮机械作为动力能源领域的关键设备部件,其性能和效率直接关系到动力系统的服役表现。随着高性能计算机系统硬件水平的高速发展,以及流体、强度和传热领域数值仿真能力的不断提升,流固热耦合仿真技术对于叶轮机械的设计优化、性能预... 叶轮机械作为动力能源领域的关键设备部件,其性能和效率直接关系到动力系统的服役表现。随着高性能计算机系统硬件水平的高速发展,以及流体、强度和传热领域数值仿真能力的不断提升,流固热耦合仿真技术对于叶轮机械的设计优化、性能预测以及故障预防起着越来越关键的作用。本文对叶轮机械流体、强度以及流固和流热仿真领域的主要数值方法和挑战问题进行了分析,以国产自主涡轮动力叶轮机械流固热耦合仿真软件(AeroEngine Numerical Simulation,AENS)为载体,介绍了同构/异构流固热耦合仿真软件架构,以及高效的耦合算法和鲁棒的网格技术。通过典型叶轮机械AENS流固/流热耦合仿真结果与试验数据的对比分析,表明AENS具备在高温、高压、高转速条件下的流固热耦合模拟能力,其应用前景广阔,为叶轮机械正向多学科耦合设计提供了重要支撑。 展开更多
关键词 流固热耦合 软件架构 数值仿真 叶轮机械 多学科耦合设计
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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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农业工程领域耦合仿真技术应用现状与展望
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作者 张青松 郑中原 +3 位作者 廖庆喜 于良航 廖宜涛 万星宇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期20-37,149,共19页
耦合仿真技术作为一种先进的数值仿真方法,能将多个独立的物理场或物理现象的仿真模型结合,实现不同领域或不同物理学模型的数值仿真方法相互结合,彼此交换信息并相互影响,在农业工程领域展现出广阔的应用前景,为现代农业装备的数字化... 耦合仿真技术作为一种先进的数值仿真方法,能将多个独立的物理场或物理现象的仿真模型结合,实现不同领域或不同物理学模型的数值仿真方法相互结合,彼此交换信息并相互影响,在农业工程领域展现出广阔的应用前景,为现代农业装备的数字化与智能化设计提供了新途径。为了系统总结耦合仿真技术在农业工程领域的应用现状和分析该技术的未来发展趋势,概述了耦合仿真技术的基本原理、仿真流程与类型以及相关数值模拟技术与软件,梳理了离散元-结构有限元耦合、离散元-计算流体力学耦合、离散元-多体动力学耦合、连续介质流固耦合以及刚柔耦合在农业工程领域的应用实例。同时,结合耦合仿真技术的应用现状,分析了目前该技术在模型构建与精确性、算法与计算资源、数据集成与处理、仿真软件设计和标准化等方面存在的问题,提出了耦合仿真技术应用发展趋势:多尺度建模与智能验证体系、高性能算法与算力、数据治理与交互模式智能化、标准化建设以及智能融合与场景扩展等,为耦合仿真技术在农业工程领域进一步应用发展提供参考。 展开更多
关键词 耦合仿真 离散元 结构有限元 计算流体力学 计算固体力学 多体动力学
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城市固废焚烧过程二[口恶]英全生命周期预测模型的构建:耦合数值仿真和模糊森林回归的方法
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作者 汤健 崔旺旺 +2 位作者 陈佳昆 王天峥 乔俊飞 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4628-4647,共20页
城市固废焚烧(MSWI)是实现废弃物管理和能源回收的关键技术之一,该过程不可避免地产生持久性有机污染物二[口恶]英(DXN)。该污染物产生机理至今模糊不清且难以直接检测。为洞悉DXN生成、分解、再生成、吸附和排放的全生命周期机理,本文... 城市固废焚烧(MSWI)是实现废弃物管理和能源回收的关键技术之一,该过程不可避免地产生持久性有机污染物二[口恶]英(DXN)。该污染物产生机理至今模糊不清且难以直接检测。为洞悉DXN生成、分解、再生成、吸附和排放的全生命周期机理,本文提出了基于耦合数值仿真和模糊森林回归的DXN全生命周期模型构建方法。首先,采用FLIC、Aspen Plus和Aspen Adsorption开发DXN全生命周期数值仿真模型。随后,进行双正交实验设计与实施以获得多工况下虚拟机理数据。最后,利用T-S模糊森林回归算法(TSFFR)建立DXN全生命周期模型。结果表明,该模型能够获取MSWI过程DXN全生命周期不同位置的浓度,为后续实现污染减排与优化控制提供了有效支撑。 展开更多
关键词 城市固废焚烧 二[口恶]英 全生命周期建模 耦合数值仿真 模糊森林回归 机理模型
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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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高性能岩土工程动力流固耦合仿真方法研究
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作者 王荣鑫 普建明 +1 位作者 张建民 王睿 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1913-1924,共12页
超大型岩土工程的数值仿真需求对于计算能力提出了新的挑战。为了研究饱和土层中复杂结构的静动力响应,需要发展基于高性能计算的岩土体流固耦合求解方法。提出一种有限元-有限体积(FEM-FVM)流固耦合仿真方法,并发展了适应于并行求解的... 超大型岩土工程的数值仿真需求对于计算能力提出了新的挑战。为了研究饱和土层中复杂结构的静动力响应,需要发展基于高性能计算的岩土体流固耦合求解方法。提出一种有限元-有限体积(FEM-FVM)流固耦合仿真方法,并发展了适应于并行求解的全隐式流固耦合算法(FICM)、全显式流固耦合算法(FECM)、固显流隐耦合算法(SEFIM)。文章通过对比分析不同方法的求解精度、稳定性、单核计算效率和并行计算性能,为算法选用提供了理论支持。在求解精度方面,3种方法均能较为精确的求解太沙基一维固结问题。在单核计算效率方面,对比发现FICM对于求解小规模静力流固耦合具有一定优势,而FECM和SEFIM更适合求解动力流固耦合问题。在并行计算性能方面,对比分析了3种不同方法的并行可拓展性与加速比,并针对FECM进行了不同有效单核负载下的可扩展性研究和不同总负载下的加速比研究。结果表明,对于千万自由度量级大规模岩土工程流固耦合仿真问题,FECM和SEFIM均具有较大的优势。其中,显式的FECM方法对于上亿自由度的超大规模问题仍能保持较高的并行加速比。 展开更多
关键词 有限元 有限体积 流固耦合 高性能仿真 并行求解性能
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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
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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
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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
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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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“涡轮动力系统流固热耦合仿真关键技术”专栏简介
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作者 《空气动力学学报》编辑部 唐志共 +1 位作者 李彬 何旭 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第8期74-75,共2页
流固热耦合仿真技术作为航空发动机研发的重要工具,在提升发动机性能、优化设计流程等方面发挥着关键作用。该技术通过整合流体力学、固体力学和热力学,有效解决传统单学科方法难以处理的多物理场耦合问题。本专栏聚焦涡轮动力系统流固... 流固热耦合仿真技术作为航空发动机研发的重要工具,在提升发动机性能、优化设计流程等方面发挥着关键作用。该技术通过整合流体力学、固体力学和热力学,有效解决传统单学科方法难以处理的多物理场耦合问题。本专栏聚焦涡轮动力系统流固热耦合仿真技术,通过精选的学术论文展示该领域的最新研究进展。 展开更多
关键词 涡轮动力系统 流固热耦合仿真
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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EDEM-RecurDyn的三七茎秆切割刀片仿真优化设计与试验
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作者 张永华 钟铭深 +3 位作者 唐玉梅 张时翠 张宏友 杨文彩 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2025年第3期126-136,共11页
[目的]为提高离散元法对指导三七茎秆切割装置优化设计的准确性和可靠性,建立其根部茎秆聚合体离散元模型,并在此基础上利用EDEM-RecurDyn耦合仿真对切割刀片进行优化设计。[方法]以3年成熟三七根部茎秆为对象,通过物理试验测定其本征... [目的]为提高离散元法对指导三七茎秆切割装置优化设计的准确性和可靠性,建立其根部茎秆聚合体离散元模型,并在此基础上利用EDEM-RecurDyn耦合仿真对切割刀片进行优化设计。[方法]以3年成熟三七根部茎秆为对象,通过物理试验测定其本征参数、表面接触参数及最大剪切力参数;以最大剪切力为响应值设计Plackett-Burman试验、Steepest Ascent试验和BoxBehnken试验来标定黏结参数;基于标定参数构建切割装置EDEM-RecurDyn耦合仿真模型,以切割角、刀刃角、刀片试验试验因素,开展Box-Behnken试验优化切割刀片参数。[结果]以标定三七茎秆离散元黏结参数开展剪切仿真试验,获得的最大剪切力与实测最大剪切力平均值相对误差为1.95%;刀片最优参数组合为切割角13.05°、刀刃角44.27°、刀片厚度4.3 mm,利用EDEM-RecurDyn耦合仿真对最优参数组合进行仿真验证最大剪切力与预测值相对误差为0.95%。[结论]三七根部茎秆聚合体离散元模型参数标定结果可为三七茎秆切割离散元仿真提供参考,切割刀的优化设计结果可用于后续的三七收获设备研发。 展开更多
关键词 三七茎秆 参数标定 耦合仿真 切割刀片参数优化
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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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