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海峡场地非线性地震反应特性的流-固弱耦合分析
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作者 王彦臻 范宏飞 +2 位作者 陈国兴 赵凯 陈炜昀 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1352-1366,共15页
海洋工程的抗震设计中海水对海床地表地震动特性的影响不容忽视.采用流-固弱耦合模型模拟海水-海床的相互作用,考虑海床地形效应及沉积土异质性,以广义non-Masing本构模型描述土的非线性滞回特性,模拟了跨琼州海峡海床场地的二维非线性... 海洋工程的抗震设计中海水对海床地表地震动特性的影响不容忽视.采用流-固弱耦合模型模拟海水-海床的相互作用,考虑海床地形效应及沉积土异质性,以广义non-Masing本构模型描述土的非线性滞回特性,模拟了跨琼州海峡海床场地的二维非线性地震反应特性.海床地表的地震反应特性受海水-海床的相互作用、地形效应、复杂软弱异质性沉积土和基岩输入地震动特性的综合影响.海水的影响使海床地表峰值加速度减小和地震动有效持时缩短,且对竖向地震动的抑制作用比水平向更为显著.海水抑制高频段(2.0 Hz附近)或放大了低频段(<0.5 Hz)内水平向、竖向地震动分量引起的海床类共振现象,且这种抑制或放大作用随基岩地震动的增大而增大.海床地表规准化谱加速度β(5%阻尼比)在海床场地的基本周期(0.25~1.1 s)段附近和长周期(>1.1 s)段的谱值分别减小和增大. 展开更多
关键词 海床场地效应 琼州海峡 流-固弱耦合分析 土的非线性 地形效应
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不对称弱电网下双馈风力发电机稳定运行域评估及扩展方法
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作者 费壬翔 徐海亮 +1 位作者 葛平娟 陈翔宇 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第10期1510-1522,I0014,共14页
当弱电网发生不对称故障时,双馈风力发电机(DFIG)与电网阻抗之间会形成正序和负序间的耦合通路,导致交互作用复杂化.根据并网导则的要求,风力机组需向电网提供正、负序动态无功支撑,但若正、负序电流控制参数设置不合理,系统将面临失稳... 当弱电网发生不对称故障时,双馈风力发电机(DFIG)与电网阻抗之间会形成正序和负序间的耦合通路,导致交互作用复杂化.根据并网导则的要求,风力机组需向电网提供正、负序动态无功支撑,但若正、负序电流控制参数设置不合理,系统将面临失稳振荡风险.首先采用谐波线性化方法建立DFIG并网系统的序阻抗模型,分析了正序有功、正序无功、负序无功电流对系统稳定性的影响规律,并对序间耦合致稳机理进行了研究.其次,综合考虑稳定性约束、并网导则约束以及变换器容量限制,对DFIG的运行域进行量化表征.针对DFIG稳定运行域不足的问题,提出一种振荡自适应抑制的锁相环控制方法,实现了对锁相环输入振荡分量的自适应抑制,从而扩展了DFIG的稳定运行域.最后,仿真算例验证了理论分析的正确性以及所提控制方法的有效性. 展开更多
关键词 弱电网 双馈风力发电机 稳定性分析 序间耦合
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基于对称控制的三相并网变流器单输入单输出阻抗建模与分析 被引量:3
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作者 王震 程鹏 贾利民 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1777-1791,共15页
三相并网变流器的不对称控制结构会导致频率耦合效应,降低其接入弱电网的稳定裕度,增加了阻抗分析的复杂度。首先,该文提出一种三相并网变流器的对称控制策略,以消除由锁相环和直流电压环引起的频率耦合效应。该控制策略通过在控制环路... 三相并网变流器的不对称控制结构会导致频率耦合效应,降低其接入弱电网的稳定裕度,增加了阻抗分析的复杂度。首先,该文提出一种三相并网变流器的对称控制策略,以消除由锁相环和直流电压环引起的频率耦合效应。该控制策略通过在控制环路中引入直流电压环q轴补偿,以形成对称的直流电压闭环结构,同时引入对称锁相环,消除传统锁相环的非对称动态特性。因此,三相并网变流器可建模为单输入单输出的阻抗复矢量形式,进而可采用标准奈奎斯特准则进行阻抗稳定性分析,能够直观地说明控制器对系统阻抗特性的主导作用。然后,对并网变流器的阻抗特性进行分析,得出弱电网中对称锁相环的带宽对系统稳定性有着至关重要的影响,并且,不同运行工况也会改变并网变流器的阻抗特性,进而影响系统的稳定性。最后,仿真和实验结果验证了所提控制策略对频率耦合效应抑制的有效性以及阻抗特性分析的准确性。 展开更多
关键词 三相并网变流器 频率耦合 对称控制 弱电网 稳定性分析
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一种新型弱耦合三平移并联机器人机构及其运动学分析 被引量:13
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作者 朱伟 戴志明 +3 位作者 刘晓飞 沈惠平 朱小蓉 何宝祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第13期1561-1566,1607,共7页
提出一种弱耦合2RRP_aR+PP_aP三平移操作机器人机构,分析了机构的自由度及拓扑结构特征;推导了机构的正逆解方程以及速度、加速度模型,根据速度雅可比矩阵,分析了机构的奇异位置;根据机构的逆解方程和主要约束,采用三维极坐标边界搜索... 提出一种弱耦合2RRP_aR+PP_aP三平移操作机器人机构,分析了机构的自由度及拓扑结构特征;推导了机构的正逆解方程以及速度、加速度模型,根据速度雅可比矩阵,分析了机构的奇异位置;根据机构的逆解方程和主要约束,采用三维极坐标边界搜索法绘制了机构的工作空间三维实体图和截面图;由ADAMS三维模型仿真和运动正解方程计算所得的位移、速度、加速度曲线基本一致,验证了运动方程的正确性。该机构解耦性好、结构简单、运动灵活,在纵向移动方向上具有部分解耦和工作空间大的优点,适合用作生产线自动操作手机构。 展开更多
关键词 弱耦合 并联机械 三平移 运动学分析
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面向电磁装置磁-热耦合分析的异型网格映射方法 被引量:14
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作者 张宇娇 秦威南 +1 位作者 刘东圆 吴刚梁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期141-148,共8页
采用弱耦合有限元法求解电磁装置中的电磁场、流场和温度场的耦合问题时,电磁场计算得到的能量损耗要通过网格传递到温度场作为载荷,结合空气或液体的散热进行热分析。由于电磁场和热-流场在求解时对网格离散要求相差很大,因此若要兼顾... 采用弱耦合有限元法求解电磁装置中的电磁场、流场和温度场的耦合问题时,电磁场计算得到的能量损耗要通过网格传递到温度场作为载荷,结合空气或液体的散热进行热分析。由于电磁场和热-流场在求解时对网格离散要求相差很大,因此若要兼顾各种场的要求需剖分成统一的有限元模型,势必会造成网格单元数很大、提高计算代价。而如果采用不同的网格模型,则无法实现网格间的数据直接映射。提出一种异型网格映射法,通过高斯积分及坐标变化来实现不同场之间不同网格的数据映射。此外,还提出了该方法的精度控制策略及误差修正系数,以保证计算结果的准确性。将异型网格映射法应用于文献中空气绝缘三相母线槽热分析中,将计算结果与常规同型网格直接映射方法及实验结果进行对比,进一步验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 电磁装置 磁-热耦合分析 弱耦合 异型网格映射法
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螺旋槽机械密封摩擦副界面流固耦合分析 被引量:10
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作者 李宁 穆塔里夫.阿赫迈德 吕星刚 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第1期29-33 37,37,共6页
基于建立的三维螺旋槽机械密封摩擦副界面的流、固有限元模型,数值模拟了动静环端面间的流体膜,得到液膜的压力分布规律,结果显示压力呈非线性分布;然后将得到的压力值作为边界条件之一导入到动环端面的静力学分析中,利用两者接触面间... 基于建立的三维螺旋槽机械密封摩擦副界面的流、固有限元模型,数值模拟了动静环端面间的流体膜,得到液膜的压力分布规律,结果显示压力呈非线性分布;然后将得到的压力值作为边界条件之一导入到动环端面的静力学分析中,利用两者接触面间的自动迭代计算实现单向弱流固耦合分析,结果表明:最大变形发生在动环端面螺旋槽处,而最大应力发生在螺旋槽顶端;并进一步研究了动环的转速以及介质压力和粘度对最大变形和最大应力的影响规律,为密封性能的优化提供了有益的参考。 展开更多
关键词 摩擦副 流固模型 数值模拟 弱耦合分析 最大变形
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多荷载耦合作用下立井井壁潜在破坏区的确定 被引量:1
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作者 邵伟 薛爱芝 +2 位作者 朱宜海 贾盈 申明亮 《燕山大学学报》 CAS 2009年第4期357-362,共6页
首先采用弹性理论对立井井壁进行了分析,建立了井壁破坏的理论模型,进而采用通用有限元软件ANSYS,建立了立井井壁的大型三维分离式有限元数值模型。运用这两种模型详细研究了多种荷载耦合作用对立井井壁的影响,多种荷载包括:随深度变化... 首先采用弹性理论对立井井壁进行了分析,建立了井壁破坏的理论模型,进而采用通用有限元软件ANSYS,建立了立井井壁的大型三维分离式有限元数值模型。运用这两种模型详细研究了多种荷载耦合作用对立井井壁的影响,多种荷载包括:随深度变化的土压力、随时间变化的疏水附加力以及井壁自身重量。确定了立井井壁在这三种荷载综合作用下的应力、应变集中区,论证了井壁破坏理论中疏水附加力理论的正确性,对井壁设计理论以及加固区域的确定提供了一定的理论指导。本文有限元模型的建立方法以及得到的结论,在一定程度上丰富了立井井壁理论的内容,增加了立井井壁理论研究的方法,促进了井壁附加应力说的发展。 展开更多
关键词 多种荷载 耦合作用 立井井壁 薄弱区 ANSYS数值分析 弹性力学理论模型
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上跨软土深基坑的钢格构柱连续刚构铁路便桥振动性能分析 被引量:2
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作者 张骏 《城市轨道交通研究》 北大核心 2013年第6期69-75,106,共8页
为满足某上跨软土深基坑的钢格构柱现浇钢筋混凝土梁板连续刚构干线铁路便桥竖、横向刚度评估的需要,计算了软土深基坑挖土过程中便桥结构的桥体动力特性。采用随机振动理论,仿真分析了客货列车通过便桥时的运营性能及结构振动响应,结... 为满足某上跨软土深基坑的钢格构柱现浇钢筋混凝土梁板连续刚构干线铁路便桥竖、横向刚度评估的需要,计算了软土深基坑挖土过程中便桥结构的桥体动力特性。采用随机振动理论,仿真分析了客货列车通过便桥时的运营性能及结构振动响应,结果表明,在统计意义上与实测结果基本吻合。深入探讨了多方案便桥结构的振动性能。研究结果表明,即使在软土深基坑开挖期间,该便桥结构也能确保列车限速安全、平稳运营。提出了便桥结构体系的局部优化建议。 展开更多
关键词 铁路便桥 钢格构柱连续刚构体系 软土深基坑 耦合振动分析 结构动力性能评判
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淋溪河水电站大野坪滑坡体渗流应力耦合分析
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作者 罗玉龙 彭华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3443-3450,共8页
软弱夹层的渗流、应力耦合作用是影响滑坡体稳定性的主要因素。为正确评价含软弱夹层的大野坪滑坡体的整体稳定性,基于Biot固结微分方程,采用虚位移原理,按照Goodman单元的形成格式,引入Desai单元控制嵌入的思想,构造了二维4节点耦合薄... 软弱夹层的渗流、应力耦合作用是影响滑坡体稳定性的主要因素。为正确评价含软弱夹层的大野坪滑坡体的整体稳定性,基于Biot固结微分方程,采用虚位移原理,按照Goodman单元的形成格式,引入Desai单元控制嵌入的思想,构造了二维4节点耦合薄层单元,给出了能够模拟滑坡体蠕变特性的弹黏塑性本构模型,编制了相应的有限元程序,并用孔压实测数据检验了程序的正确性。同时,对大野坪滑坡体处于正常蓄水位和水位骤降两种工况的渗流场、应力场进行了非线性有限元耦合分析。结果表明:正常蓄水位,滑坡体处于稳定状态;而水位骤降工况,使滑坡体中前部孔隙水压力、位移、剪应力水平等均有大幅度地提高,塑性区沿着软弱夹层向上也有较大发展,致使滑坡体有可能沿着软弱夹层在中前部发生局部折线滑动,对滑坡体的稳定性极为不利。最后,采用刚体极限平衡法,对耦合分析的结果进行校核,两者结论一致。该研究成果为全面评价淋溪河水电站建设的可行性提供了重要的理论依据,建立耦合单元研究软弱夹层耦合特性的方法,为其他含软弱夹层的滑坡体的稳定性评价提供了有益的借鉴。 展开更多
关键词 滑坡 软弱夹层 渗流应力耦合分析 BIOT固结 薄层单元
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钢连梁-部分外包组合剪力墙弱节点抗震性能研究 被引量:1
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作者 贺小刚 石韵 +1 位作者 苏明周 陈锘 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期350-363,共14页
为研究钢连梁-部分外包组合剪力墙弱节点的抗震性能,设计出钢连梁-部分外包组合剪力墙模型试件。通过有限元软件ABAQUS,对其进行低周往复加载数值模拟,研究混凝土强度、水平加劲肋和竖向加劲肋构造形式、连梁跨高比等因素对节点抗震性... 为研究钢连梁-部分外包组合剪力墙弱节点的抗震性能,设计出钢连梁-部分外包组合剪力墙模型试件。通过有限元软件ABAQUS,对其进行低周往复加载数值模拟,研究混凝土强度、水平加劲肋和竖向加劲肋构造形式、连梁跨高比等因素对节点抗震性能的影响。分析表明:钢连梁-部分外包组合剪力墙节点抗震性能优良,滞回曲线饱满且稳定,位移延性系数大于3,跨高比不大于3.8的试件梁端极限转角均达到0.05 rad,节点试件延性较好;混凝土强度的提高能够提高节点试件初始刚度,水平加劲肋和竖向加劲肋的设置提高了对墙肢混凝土的约束作用,能够有效阻止裂缝扩展速度。加劲肋是节点区域应力传递的有效途径,加劲肋的设置使节点区的应力能够平稳传递到相邻区域,降低了加载后期荷载下降速度,提升了节点抗震性能;随着连梁跨高比的增加,节点的承载力和刚度降低。当连梁跨高比大于3.8时,梁端极限转角由0.05 rad降至0.03 rad。 展开更多
关键词 钢连梁 混合联肢PEC墙 弱节点 抗震性能 有限元分析
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一种弱耦合5-DOF抛磨机械臂的设计 被引量:1
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作者 张典范 戴士杰 +1 位作者 李红秀 张仕军 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第2期259-265,共7页
为了实现对风机叶片的抛磨加工,提出一种弱耦合5-DOF并联机械臂,它采用2-UPS+((2-UPS)+U)PU并联机构,对机械臂的机构进行了分析与设计。首先,采用闭环矢量链建立了机械臂的位置模型,并绘制了工作空间分布图。接着,建立了机械臂的运动学... 为了实现对风机叶片的抛磨加工,提出一种弱耦合5-DOF并联机械臂,它采用2-UPS+((2-UPS)+U)PU并联机构,对机械臂的机构进行了分析与设计。首先,采用闭环矢量链建立了机械臂的位置模型,并绘制了工作空间分布图。接着,建立了机械臂的运动学传递模型,基于雅可比矩阵结构对机械臂的解耦性进行了分析,并通过定义运动灵活性评价指标,揭示了机械臂的尺寸参数对其运动灵活性影响规律。然后,建立了机械臂的静力学传递模型,通过定义静力承载能力评价指标,揭示了机械臂的尺寸参数对其静力承载能力影响规律。最后,应用基于性能评价指标的蒙特卡罗法对机械臂的尺寸参数进行了概率分析,以概率分析数据为基础对尺寸参数进行了优选。确定了一组最优尺寸参数值:固定平台上分支2万向副分布尺寸为250mm、分支3万向副分布尺寸为450mm、分支1的支链4万向副分布尺寸为300mm、分支1的支链5万向副分布尺寸为350mm;分支1的支链4末端球面副与分支1轴线距离为70mm、分支1的支链5末端球面副与分支1轴线距离为80mm;运动平台上分支2末端球面副分布尺寸为100mm、分支3末端球面副分布尺寸为100mm。采用上述优选尺寸参数,设计出弱耦合5-DOF并联机械臂方案。 展开更多
关键词 弱耦合 抛磨 并联机械臂 运动学分析 静力学分析 优化设计
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高压油泵在流固耦合作用下的结构强度分析(英文) 被引量:1
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作者 Gang LEI Xiao ZHANG Li LAI 《机床与液压》 北大核心 2016年第6期74-81,共8页
A high pressure oil pump has the advantages of compact structure, high working pressure, and it canstill maintain a high efficiency when it is working, so it is very important to analyze its structural strength. A hig... A high pressure oil pump has the advantages of compact structure, high working pressure, and it canstill maintain a high efficiency when it is working, so it is very important to analyze its structural strength. A high-pressure diesel monomer pump is the research object, it is using the finite element software Hypermesh to do thepretreatment of the finite element model, then using Fluent software to analysis the fluid finite element modelwhen it pumped oil to obtain the distribution of oil pressure in the process of pumping oil. And then it is usingAbaqus software to analyze the strength of the related components of the model through mapping oil pressure at thetime of the maximum oil pressure distribution to the model by the structure finite element interpolation, so it canobtain the stress distribution of each component. According to this coupling method to analyze the structuralstrength of high pressure oil pump, it provided the better guidance and reference for the design and optimization ofhigh pressure oil pump. 展开更多
关键词 High-pressure OIL pump STATIC strength analysis fluid-solid coupling
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