大型风力机三维空气动力学数值模拟 被引量：10

1

作者 王琦峰 陈伯君 安亦然 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期810-814,共5页

采用数值模拟的方法,对三种风力机叶片的空气动力学性能进行研究。计算得到了旋转功率随着来流速度的变化曲线,并将所得结果与基于动量叶素理论的工程设计方法结果、风洞实验结果和风场实测结果进行对比。计算结果体现了CFD方法解决这... 采用数值模拟的方法,对三种风力机叶片的空气动力学性能进行研究。计算得到了旋转功率随着来流速度的变化曲线,并将所得结果与基于动量叶素理论的工程设计方法结果、风洞实验结果和风场实测结果进行对比。计算结果体现了CFD方法解决这种问题的有效性。所用的数值模拟方法可以广泛地应用到风力机设计和气动性能评价中,所得结果可作为叶片动态特性及气弹稳定性分析的载荷而被应用于风力机性能和可靠性的评估当中。 展开更多

关键词 风力机叶片 空气动力性能评价 数值模拟方法 CFD

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近空间高超声速飞行器对控制科学的挑战 被引量：91

2

作者 黄琳 段志生 杨剑影 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1496-1505,共10页

本文分别从6个方面讨论高超声速飞行器对控制科学带来的挑战:1)高超声速飞行器强耦合特征,解耦与耦合协调控制的区别与联系;2)高超声速飞行器异类多作动器的协调配合,以及冗余控制输入和一体化设计带来的控制科学问题;3)流体力学与控制... 本文分别从6个方面讨论高超声速飞行器对控制科学带来的挑战:1)高超声速飞行器强耦合特征,解耦与耦合协调控制的区别与联系;2)高超声速飞行器异类多作动器的协调配合,以及冗余控制输入和一体化设计带来的控制科学问题;3)流体力学与控制的结合,面向控制的建模理论与方法;4)高超声速飞行器中相关的经典非线性、时变、优化与变分问题;5)高超声速飞行器控制过程中的飞行分段与问题分解;6)重视计算机的作用,有效结合计算机仿真解决工程问题.从高超声速飞行器实际需求出发提炼问题并加以解决,不仅对飞行器本身非常重要,而且会推动控制科学的发展. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 耦合 多作动器 面向控制建模 非线性.

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变刚度复杂梁结构损伤检测方法研究 被引量：11

3

作者 冯侃 励争 +1 位作者 高桂云 苏先樾 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第4期445-454,共10页

提出了适用于复杂梁结构损伤检测的子段模态应变能法SSEM(subsection strain energymethod),并分析了该方法的适用性条件.通过对变截面梁的有限元计算,以及对纤维增强复合材料风机叶片缩比模型的试验分析,验证了SSEM方法确定的结构损伤... 提出了适用于复杂梁结构损伤检测的子段模态应变能法SSEM(subsection strain energymethod),并分析了该方法的适用性条件.通过对变截面梁的有限元计算,以及对纤维增强复合材料风机叶片缩比模型的试验分析,验证了SSEM方法确定的结构损伤指标对损伤准确定位的可靠性.该基于振动的变刚度复杂梁结构的损伤检测方法,可应用于工程实际中梁和类梁整体结构的损伤检测. 展开更多

关键词 损伤检测 模态应变能 变刚度梁 纤维增强复合材料 风机叶片

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圆柱坐标系下连续旋转爆轰发动机的数值模拟 被引量：18

4

作者 邵业涛 刘勐 王健平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期717-721,共5页

使用两步化学反应模型对连续旋转爆轰发动机(Continuous rotating detonation engine,CRDE)进行了二维数值模拟研究。数值计算获得了同轴圆管腔中间层曲面上连续爆轰的多个循环过程。分析了燃料入射、提前燃烧、爆轰波结构和波传播速度... 使用两步化学反应模型对连续旋转爆轰发动机(Continuous rotating detonation engine,CRDE)进行了二维数值模拟研究。数值计算获得了同轴圆管腔中间层曲面上连续爆轰的多个循环过程。分析了燃料入射、提前燃烧、爆轰波结构和波传播速度等几个关键问题。计算获得燃烧室内流场结构与之前实验研究结果定性符合。计算中燃料以最大1400m/s沿轴向入射,爆轰波可约以2400m/s沿周向连续循环传播。计算的燃烧室内爆轰波循环频率约为2300Hz。 展开更多

关键词 发动机 爆轰 爆轰波 燃烧 数值仿真

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图论与复杂网络 被引量：15

5

作者 段志生 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期702-712,共11页

近10年来迅猛发展起来的复杂网络理论为研究复杂性与复杂系统科学提供了一个重要支撑点,它高度概括了复杂系统的重要特征,无论是在理论还是在应用方面都具有很强的生命力,而且在各个方面都得到了很大发展.重点讨论图论在复杂网络中的应... 近10年来迅猛发展起来的复杂网络理论为研究复杂性与复杂系统科学提供了一个重要支撑点,它高度概括了复杂系统的重要特征,无论是在理论还是在应用方面都具有很强的生命力,而且在各个方面都得到了很大发展.重点讨论图论在复杂网络中的应用,特别是代数图论在复杂网络同步问题中的应用.首先给出一些图的最小非零与最大特征值以及同步能力的估计,并且讨论了图与图特征向量在同步能力估计中的作用.其次以两个简单图指出同步能力与网络结构参数的关系复杂,并给出补图与加边对同步研究的意义,然后给出图运算在复杂网络同步中的作用.最后从图论与控制理论角度展望了复杂网络领域未来可能的发展方向. 展开更多

关键词 复杂网络 同步 图论 子图 补图 图运算

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控制与本质非线性问题 被引量：2

6

作者 黄琳 耿志勇 +2 位作者 王金枝 段志生 杨莹 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1009-1013,共5页

回顾了控制理论的发展,并讨论了线性系统、单平衡位置系统的本质特征.重点介绍了多平衡点非线性系统的本质非线性特征,复杂多彩的动态特性,包括自振、混沌、同宿轨、异宿轨,特别是讨论了高阶系统的复杂性.进一步讨论了控制介入到本质非... 回顾了控制理论的发展,并讨论了线性系统、单平衡位置系统的本质特征.重点介绍了多平衡点非线性系统的本质非线性特征,复杂多彩的动态特性,包括自振、混沌、同宿轨、异宿轨,特别是讨论了高阶系统的复杂性.进一步讨论了控制介入到本质非线性系统后可能的发展前景与挑战. 展开更多

关键词 本质非线性 多平衡点 总体性质

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对数值模拟气相爆轰中二阶段化学反应模型再研究 被引量：3

7

作者 王刚 张德良 刘凯欣 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期363-368,共6页

采用改进的高精度时-空守恒元解元算法(the space-time conservation element and solution element meth-od,CE/SE method)和考虑组分的二阶段化学反应模型(Sichel的二步模型)对气相爆轰问题的数值模拟进行了分析。分析发现采用Sichel... 采用改进的高精度时-空守恒元解元算法(the space-time conservation element and solution element meth-od,CE/SE method)和考虑组分的二阶段化学反应模型(Sichel的二步模型)对气相爆轰问题的数值模拟进行了分析。分析发现采用Sichel的二步模型得到的数值结果虽然比早期二阶段化学反应模型(旧二步模型)更接近实验值,但是仍然不能得到爆轰过程准确气体动力学参数。为此通过修改组分的质量分数分布形式对Sichel的二步模型进行了改造,然后采用新的二步模型对平面爆轰波进行了数值模拟。数值结果表明采用新的二步模型计算得到气体动力学参数更接近于实验值和基元反应模型的计算值,在计算精度上有较大提高。 展开更多

关键词 CE/SE算法 爆轰波 二阶段化学反应模型 数值模拟

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地下防护结构在冲击载荷作用下的动态破坏过程 被引量：1

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作者 李旭东 刘凯欣 +2 位作者 闫鸿浩 李晓杰 王帅 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期541-545,共5页

通过数字高速摄影技术和动态电测技术,对马蹄形地下防护结构在冲击载荷作用下的动态破坏过程进行了缩比模型实验研究。结果表明,底部是整个马蹄形结构最为脆弱的部分,需要重点防护。在结构内层加装钢板或其他高强度防护材料会显著提高... 通过数字高速摄影技术和动态电测技术,对马蹄形地下防护结构在冲击载荷作用下的动态破坏过程进行了缩比模型实验研究。结果表明,底部是整个马蹄形结构最为脆弱的部分,需要重点防护。在结构内层加装钢板或其他高强度防护材料会显著提高该种结构的抗冲击能力。结构的破坏是一个动态累积的过程,而材料的抗拉强度直接影响这类结构的抗毁伤能力。通过获得的实验数据验证了采用LS-DYNA有限元软件对于地下防护结构在冲击载荷作用下破坏过程进行研究的可行性和准确性。 展开更多

关键词 固体力学 动态破坏 数字高速摄影 地下防护结构 抗毁伤

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颅内直的/微弯母管动脉旁瘤的三维稳态流/脉动流的数值模拟 被引量：1

9

作者 温功碧 蔡庆东 +1 位作者 刘爱华 吴中学 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期189-194,共6页

对颅内直的或微弯母管动脉旁瘤的血液动力学进行数值模拟。在血液为不可压缩、牛顿流体和刚性血管假定下,利用人工压缩性方法求解三维N-S方程。在稳态和脉动情况下,计算了流动压力、剪应力、入流体积及速度场和压力场。基于管径的最大/... 对颅内直的或微弯母管动脉旁瘤的血液动力学进行数值模拟。在血液为不可压缩、牛顿流体和刚性血管假定下,利用人工压缩性方法求解三维N-S方程。在稳态和脉动情况下,计算了流动压力、剪应力、入流体积及速度场和压力场。基于管径的最大/最小Reynolds数是475/152,Womersley数是2.5,这些值表示了中等脑动脉。计算结果表明,在瘤颈的近端和远端应力集中,直管旁瘤比微弯的母管旁瘤的应力更集中,而且在一个脉动周期的大部分时间里,微弯母管的入流速率高于直母管的入流速率;压力有两个极大值,分别出现在瘤的顶部和瘤颈的近端;在一个周期内,流动方向和流入瘤中的流量的快速变化,导致瘤的远端和近端剪应力的压力快速变化,从而连续地损伤瘤颈的内膜,其后可能导致瘤的生长或再生。 展开更多

关键词 动脉瘤 血液动力学 计算流体动力学 数值模拟

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直角坐标网格下LSFD方法的显式公式和性能研究

10

作者 蔡庆东 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第2期179-191,共13页

重点讨论了LSFD(least square-based finite difference)方法和传统的FD(finite difference)方法在性能上的对比问题.对于传统的中心差分格式,一阶导数和二阶导数在二维情况的数值格式基架点有9个点,三维情况有27个点.在同样的基架点下... 重点讨论了LSFD(least square-based finite difference)方法和传统的FD(finite difference)方法在性能上的对比问题.对于传统的中心差分格式,一阶导数和二阶导数在二维情况的数值格式基架点有9个点,三维情况有27个点.在同样的基架点下,给出了LSFD方法近似一阶导数和二阶导数的显式公式,并指出LSFD方法在这种情况下实质上就是在不同网格线上的传统中心差分格式的组合.在数值模拟中,LSFD方法达到收敛所需要的迭代步数比传统差分格式少,并且x和y方向的网格纵横尺度比在LSFD方法中是一个非常重要的参数,对计算的稳定性有重要影响. 展开更多

关键词 LSFD方法 无网格方法 直角坐标网格 网格纵横尺度比

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基于孔洞分布理论的多孔材料板振动分析 被引量：1

11

作者 马宇立 陈继伟 +1 位作者 刘咏泉 苏先樾 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2012年第12期1392-1402,共11页

主要研究了不规则几何结构多孔材料制备的板材的振动分析.基于Gibson-Ashby等效模量计算,引入了分布因子加以改进原有的理论.对于材料的孔洞分布情况,提出了Burr分布的概率密度拟合,获得了Burr分布的3个自变量参数并用实际的孔洞几何参... 主要研究了不规则几何结构多孔材料制备的板材的振动分析.基于Gibson-Ashby等效模量计算,引入了分布因子加以改进原有的理论.对于材料的孔洞分布情况,提出了Burr分布的概率密度拟合,获得了Burr分布的3个自变量参数并用实际的孔洞几何参数进行了比对与描述.基于平板振动理论和等效模量理论,计算出了随着孔洞分布情况变化下的平板固有振动频率,并分析了孔洞尺寸与频率间的关系.之后引入了尺度因子来量化描述平均孔洞尺寸对多孔平板的频率影响.结论证明了改进的等效理论能够有效地体现孔洞的分布对平板力学性能的改变,论述了孔洞尺寸范围,孔洞离散度以及平均孔洞尺寸对多孔方板结构固有频率的影响.这种影响将会对多孔材料结构的优化设计起指导作用. 展开更多

关键词 闭孔多孔材料 平板振动分析 固有频率 孔洞尺寸分布 等效弹性模量 尺度效应

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鱼洗内颗粒流动的数值模拟

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作者 李恒 蔡庆东 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期1-8,共8页

实验表明,鱼洗内的流动存在高度非线性的相互作用,并最终导致表面连续性的破坏.在数值模拟中,这类问题是非常难处理的.该文从离散的观点出发,直接考虑容器内部粒子的运动.即采用分子动力学方法,模拟鱼洗内的流动.该方法所考虑的实质是... 实验表明,鱼洗内的流动存在高度非线性的相互作用,并最终导致表面连续性的破坏.在数值模拟中,这类问题是非常难处理的.该文从离散的观点出发,直接考虑容器内部粒子的运动.即采用分子动力学方法,模拟鱼洗内的流动.该方法所考虑的实质是颗粒流动,不要求介质是连续的,从统计物理的观点看,当所模拟的粒子数非常大时,在统计上和连续介质相当.该文首先发展了基于消息传递(MPI)的并行计算程序,可以用来做大规模的颗粒流动模拟.对鱼洗内的颗粒流动模拟结果表明,在外界激励下,鱼洗内的颗粒流动表现出的现象和液体流动类似,边界的能量以波的形式向内部传播,并很快耗散掉,在边界激励点附近,颗粒因为受到边界和内部粒子的挤压作用而跳起,从直观现象上看,和鱼洗的流动实验一致.在能量的概率密度分布函数中,可以观察到两个明显的指数区. 展开更多

关键词 颗粒流动 鱼洗 分子动力学模拟 并行计算

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