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地埋电缆群实时动态载流能力快速评估方法
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作者 司文荣 梁永春 +1 位作者 赵莹莹 傅晨钊 《高压电器》 北大核心 2026年第2期153-161,共9页
准确、快速计算应急负荷和转供负荷工况下地埋电力电缆群暂态缆芯温升对于提高电力电缆动态载流能力精细化管理水平具有重要的意义。首先利用有限元稳态分析获得转移矩阵,利用有限元暂态分析获得单根加热电缆下的自热暂态温升数据和其... 准确、快速计算应急负荷和转供负荷工况下地埋电力电缆群暂态缆芯温升对于提高电力电缆动态载流能力精细化管理水平具有重要的意义。首先利用有限元稳态分析获得转移矩阵,利用有限元暂态分析获得单根加热电缆下的自热暂态温升数据和其余电缆的互热暂态温升数据;然后构建了复合暂态热路模型,加载电缆的自热热路模型由二支路热阻—热容组成,邻近电缆的互热热路模型由一支路热阻—热容组成,给出了复合暂态热路模型的龙格库塔法求解方法;最后以有限元计算结果为基准,利用遗传算法优化求解复合热路模型的热阻和热容参数。针对具体实例,利用转移矩阵获得各电缆稳态温升,通过每一个时间步修正损耗实现热电耦合,利用复合热路模型计算任意一根电缆的动态载流量。与有限元计算结果对比表明,该方法具有较高的精度,可以用于工程中直埋电缆群的应急负荷和转供负荷电流运维管理。 展开更多
关键词 地埋电缆群 复合暂态热路模型 暂态缆芯温升 动态载流量 龙格库塔法 转移矩阵 热电耦合
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基于并联式空气腔的消声器性能优化
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作者 邓稼源 何文强 +3 位作者 章桥新 李耀文 王其中 王帅锋 《噪声与振动控制》 北大核心 2026年第1期296-301,共6页
提出一种并联式空气腔消声器结构,通过传递矩阵法分析复合吸声结构的吸声系数,探究不同声学参数对复合吸声结构吸声系数的影响规律。采用有限元仿真软件COMSOL对并联式空气腔消声器进行仿真分析,对比原有消声器,并联式空气腔消声器在20~... 提出一种并联式空气腔消声器结构,通过传递矩阵法分析复合吸声结构的吸声系数,探究不同声学参数对复合吸声结构吸声系数的影响规律。采用有限元仿真软件COMSOL对并联式空气腔消声器进行仿真分析,对比原有消声器,并联式空气腔消声器在20~3000 Hz平均传递损失提升3.84 dB,尤其在高频段1690~3000 Hz效果尤为显著,其平均传递损失提升9.3 dB。通过两负载法测试其传递损失,结果表明,仿真与实验结果吻合较好,由此证明并联式空气腔在消声器中应用是可行的,其可为消声器设计提供新的路线。 展开更多
关键词 声学 并联式空气腔 传递矩阵法 消声器 声学性能
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双环磁力齿轮磁场归类计算及环板间距影响分析
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作者 于家琦 刘东宁 +5 位作者 孙凤 赵芳 赵川 赵海宁 徐方超 李思奇 《机械传动》 北大核心 2026年第1期77-86,共10页
【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环... 【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合,设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。【方法】提出一种磁场单元归类法,进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型;同时,基于Riccati传递矩阵法,建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。【结果】将磁场单元归类法与有限元法进行对比,发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致,但磁场单元归类法的计算耗时更短;分析还发现,环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数,使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加,偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性;同时,环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。 展开更多
关键词 磁力齿轮 磁场单元归类法 磁力转矩 Riccati传递矩阵 临界转速
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某丙烷脱氢装置大型管道高频振动特性分析
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作者 贺佳 梁浩华 +3 位作者 张国华 杨玉强 胡美妃 陈政清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期144-150,共7页
大型石化管道服役期间,受复杂工作环境影响,可能发生高频剧烈振动,影响结构正常使用,并存在较大的安全隐患,因此,很有必要对此类振动现象开展相关研究。以某丙烷脱氢装置的大型管道为对象,基于现场实测数据,分析了管道振动特性,并利用... 大型石化管道服役期间,受复杂工作环境影响,可能发生高频剧烈振动,影响结构正常使用,并存在较大的安全隐患,因此,很有必要对此类振动现象开展相关研究。以某丙烷脱氢装置的大型管道为对象,基于现场实测数据,分析了管道振动特性,并利用传递矩阵法,获取了管道内部不同工况下的气柱固有频率。研究发现:管道振动的加速度幅值大、位移幅值小,振动频率较高,且卓越频率之间存在明显的倍数关系,即倍频现象,如26 Hz和52 Hz;气柱固有频率与管道固有频率接近,结合压缩机的激励频率,引发了管道的共振现象。该研究采用的方法简便高效,可用于分析丙烷脱氢装置大型管道的振动特性,探求管道振动的原因,并为类似管道的性能评估和减振方案设计提供参考依据。 展开更多
关键词 管道振动 倍频现象 气柱固有频率 传递矩阵法
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基于迁移学习的层状粘接结构界面太赫兹识别
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作者 任姣姣 何伟涵 +2 位作者 张霁旸 牟达 李丽娟 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2025年第2期55-68,共14页
层状粘接结构广泛应用于航空航天领域,为了保证层状粘接结构的高可靠性,当前大多利用无损检测与深度学习相结合的方式来进行生产和维护期间的检测。然而,大多数检测模型依赖大量标注样本,当标注样本较少时,模型性能显著下降。此外,不同... 层状粘接结构广泛应用于航空航天领域,为了保证层状粘接结构的高可靠性,当前大多利用无损检测与深度学习相结合的方式来进行生产和维护期间的检测。然而,大多数检测模型依赖大量标注样本,当标注样本较少时,模型性能显著下降。此外,不同结构组合的多样性增加了模型训练的难度。针对这些问题,提出了一种基于迁移学习的层状粘接结构界面太赫兹(THz)识别方法,利用传输矩阵法分析层状粘接结构迁移的可行性,使用传输矩阵法构建仿真信号数据集,旨在解决由于小样本问题导致的深度学习模型泛化能力不足的问题,提高模型在少量标注样本和多样化结构上的检测性能;融合Focal Loss和MMD损失函数,改善类别不平衡带来的影响,增强模型的跨域泛化能力;分析不同网络层对识别结果的影响,确定模型的微调策略,缩短训练时间并减少计算资源。实验结果表明,该方法在层状粘接结构峰值界面识别中表现出较高的精度与鲁棒性,界面识别率达到99.85%,飞行时间误差为0.1 ps。 展开更多
关键词 迁移学习 太赫兹 层状结构 界面识别 传输矩阵法
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传递矩阵法分析平面椭圆柔顺机构的动态性能
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作者 胡俊峰 廖弘 +1 位作者 徐旺 张俊 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第11期215-221,共7页
为了分析平面串并联椭圆柔顺机构的动态性能和力学传递关系,提出一种新型的基于传递矩阵法的振动力学模型。将平面椭圆柔顺机构分解成许多易于用矩阵形式表达的简单力学特征元件,采用传递矩阵法描述其力学状态量的传递关系。将椭圆型柔... 为了分析平面串并联椭圆柔顺机构的动态性能和力学传递关系,提出一种新型的基于传递矩阵法的振动力学模型。将平面椭圆柔顺机构分解成许多易于用矩阵形式表达的简单力学特征元件,采用传递矩阵法描述其力学状态量的传递关系。将椭圆型柔性铰链视为拉伸和弯曲变形的变截面梁,应用材料力学理论建立反映其自振性能的传递矩阵。将杆件视为刚体,运用动量矩定理建立其动力学模型,得到描述平面振动刚体的传递矩阵。依据柔顺机构特征元件的联接特点,将结构元件的传递矩阵进行拼装并得到总体传递矩阵。总传递方程以椭圆柔顺机构的输入、输出端状态矢量为未知变量,矩阵中的元素为机构结构参数和频率的函数,应用边界条件,可得平面串并联柔顺机构的特征方程,通过求解齐次方程可得系统的固有频率。将外力纳入传递矩阵,建立反映外力激励与系统的关系的扩展传递矩阵以求解系统的频率响应。通过平面串联椭圆柔性铰链机构及3RRR并联柔顺机构的动态性能分析,结果表明所建立模型的正确性,能精确描述平面椭圆柔顺机构力学性能。 展开更多
关键词 传递矩阵法 椭圆柔顺机构 固有频率 频率响应
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飞机吊架集中质量-弯曲梁模型与振动特性分析
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作者 孙艳坤 王丁 +2 位作者 寇力英 徐文君 李双宝 《振动工程学报》 北大核心 2025年第9期2052-2063,共12页
本文提出一种飞机吊架集中质量-弯曲梁模型,作为一种有效的模态降阶方法,用于吊架连续结构的振动特性分析。根据吊架结构的周期性结构和实际工况下的受力特征,利用集中质量法将吊架结构简化为一个由12个质量单元和11段梁单元串联而成的... 本文提出一种飞机吊架集中质量-弯曲梁模型,作为一种有效的模态降阶方法,用于吊架连续结构的振动特性分析。根据吊架结构的周期性结构和实际工况下的受力特征,利用集中质量法将吊架结构简化为一个由12个质量单元和11段梁单元串联而成的集中质量-弯曲梁模型,两个简支边界条件反映吊架-机翼前后吊点的真实约束。基于传递矩阵法建立了该模型的传递方程及特征方程,运用参数灵敏度法对抗弯刚度不确定参数进行有效修正优化后,与有限元模型低阶固有频率对比,验证了所建立的吊架集中质量-弯曲梁模型的有效性。在此基础上将发动机通过安装节与吊架-发动机前后吊点连接作为基础激励,建立了发动机-吊架集中质量-弯曲梁耦合模型,应用传递矩阵法研究了该耦合模型的固有频率与吊架结构在发动机起飞、巡航和空慢工况下的振动响应,获得不同工况、不同时刻下吊架结构质量单元振动包络线和代表性质量单元的振动响应,并通过与有限元对比进一步验证了本文模型的有效性,研究结果为吊架结构的减振设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 飞机吊架 集中质量 弯曲梁 振动包络线 传递矩阵法
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基于传递矩阵法的永磁涡流联轴器不平衡响应分析
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作者 王坚 徐成熙 《机械传动》 北大核心 2025年第5期88-92,116,共6页
【目的】针对永磁涡流联轴器的不平衡振动特性进行分析研究,提出一种基于Riccati传递矩阵法的永磁涡流联轴器动力学集总分析模型。【方法】对预设多个不平衡量的联轴器转子进行计算分析,探究其在不同的不平衡量分布下表现出的振动特性;... 【目的】针对永磁涡流联轴器的不平衡振动特性进行分析研究,提出一种基于Riccati传递矩阵法的永磁涡流联轴器动力学集总分析模型。【方法】对预设多个不平衡量的联轴器转子进行计算分析,探究其在不同的不平衡量分布下表现出的振动特性;利用三维有限元分析方法对永磁涡流联轴器在预设不平衡量下的振动特征进行仿真分析,并与传递矩阵法的计算结果进行了对比。【结果】结果表明,在转速范围内,相较于不平衡量作用于观测点异侧转子的情况,不平衡量作用于观测点同侧的转子时产生的不平衡振动较大。 展开更多
关键词 永磁涡流联轴器 不平衡量分析 传递矩阵法
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拉压不同模量连续箱梁弯曲性能分析
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作者 李斌 尹萱洋 周欣珩 《湖南理工学院学报(自然科学版)》 2025年第1期28-36,共9页
连续箱梁具有良好的结构性能,在桥梁建设中获得广泛的应用.目前对箱梁抗弯性能的研究主要基于拉压弹性模量相同理论,这与材料在受拉和受压的力学状态下分别呈现出不同弹性性质的实际不符,得到的内力及应力应变等结果必然存在偏差.基于... 连续箱梁具有良好的结构性能,在桥梁建设中获得广泛的应用.目前对箱梁抗弯性能的研究主要基于拉压弹性模量相同理论,这与材料在受拉和受压的力学状态下分别呈现出不同弹性性质的实际不符,得到的内力及应力应变等结果必然存在偏差.基于拉压不同模量理论,充分考虑材料拉压弹性模量不同所导致的中性层位置、受压区高度以及反弯点位置改变等的影响,采用传递矩阵法对连续箱梁的应力、应变、挠度等进行分析.计算结果表明,简支箱梁和连续箱梁的中性轴位置、应力、位移均随材料拉压弹性模量比的变化而变化. 展开更多
关键词 拉压不同模量 连续箱梁 传递矩阵法 弯曲性能
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生态环境修复方案的模糊-改进AHP评价——以盘石头水库为例
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作者 李建林 胡兴文 +3 位作者 张钰锋 邓晓颖 齐玉峰 郝成元 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期134-141,共8页
生态环境修复方案的可行性论证与修复效果评价是生态环境修复工程的重要内容,对生态环境修复工程的设计及建设具有重要指导意义。目的为确定生态环境修复方案可行性和修复的综合效果,以盘石头水库为例,对该水库生态修复方案进行综合评... 生态环境修复方案的可行性论证与修复效果评价是生态环境修复工程的重要内容,对生态环境修复工程的设计及建设具有重要指导意义。目的为确定生态环境修复方案可行性和修复的综合效果,以盘石头水库为例,对该水库生态修复方案进行综合评价研究。方法首先,参照OECD(Organization for Economic Cooperation and Development)模型,构建由生态效益、景观效益、社会效益、维护管理共4个准则层和18个评价子指标组成的盘石头水库生态环境修复方案可行性和修复效果评价体系;其次,通过最优传递矩阵对层次分析法的权重计算进行改进,对构建的评价指标体系进行权重的计算;最后,将改进AHP与模糊综合评价方法相结合,对盘石头水库生态修复方案进行综合评价。结果结果表明,在盘石头水库生态环境修复方案中最重要的准则层指标是生态效益;在选取的18个评价子指标中,物种多样性、观赏价值、改善城市形象和降低灾害这4个指标的权重较大;所评价的鹤壁市盘石头水库生态环境修复方案的修复效果为优,方案可行。结论模糊-改进AHP法为生态环境修复及其方案可行性的评价提供了一种新的、更有效的方法。 展开更多
关键词 盘石头水库 生态环境修复方案 最优传递矩阵 改进层次分析法 模糊综合评价
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地铁周期轨道结构振动带隙研究 被引量:1
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作者 雷开云 缪林昌 +3 位作者 郑海忠 肖鹏 伍鹏腾 卢铭辉 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期39-43,56,共6页
为研究周期性地铁道床轨道结构的带隙特性,将钢轨和道床板视为欧拉梁,建立地铁周期轨道结构振动带隙计算模型,并基于声子晶体带隙基本计算方法:传递矩阵法和有限元法求得其带隙范围并分析轨道结构参数对其带隙特性的影响。结果表明:使... 为研究周期性地铁道床轨道结构的带隙特性,将钢轨和道床板视为欧拉梁,建立地铁周期轨道结构振动带隙计算模型,并基于声子晶体带隙基本计算方法:传递矩阵法和有限元法求得其带隙范围并分析轨道结构参数对其带隙特性的影响。结果表明:使用传递矩阵法和有限元法可以有效准确地计算出地铁周期轨道结构的带隙特性,其中传递矩阵法计算结果显示在0~500 Hz范围内,周期性普通整体道床轨道结构存在一条带隙,为0~194 Hz;有限元法计算结果显示带隙范围为0~193.7 Hz,同时所计算传输曲线也显示其在0~193.7 Hz范围内具有明显衰减。扣件间距、刚度和板下支撑刚度都会对带隙产生影响,带隙宽度随着扣件间距和板下支撑刚度的增加而逐渐减小,而扣件刚度的增加则会使带隙宽度增加,需要选取合适的扣件及间距用以对轨道结构进行有效的减振。 展开更多
关键词 振动与波 地铁周期轨道结构 声子晶体 传递矩阵法 有限元法 振动带隙
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基于宽波段透射光谱的神经网络光学薄膜逆向设计研究
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作者 李廷伟 段然 +2 位作者 田杰 侯永辉 王晋峰 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第S1期373-380,共8页
光学薄膜广泛应用于光学系统、光电子器件等领域,厚度通常在纳米到微米量级,其设计与研究涉及诸多学科。光学薄膜逆向设计依据目标光学性能反推膜系结构参数,传统设计方法面临易陷入局部最优或计算成本过高等问题。神经网络等机器学习... 光学薄膜广泛应用于光学系统、光电子器件等领域,厚度通常在纳米到微米量级,其设计与研究涉及诸多学科。光学薄膜逆向设计依据目标光学性能反推膜系结构参数,传统设计方法面临易陷入局部最优或计算成本过高等问题。神经网络等机器学习算法依靠多层非线性变换结构可以快速逼近解空间,在逆向设计中展现出突破性潜力。结合传输矩阵法(TMM)计算透射光谱数据,建立一种适用于单层膜(SiO_(2))与双层膜(SiO_(2)/TiO_(2))透射光谱的统一神经网络框架,实现了端到端光学薄膜逆向设计。通过严格的误差分析揭示了模型的有效性,引入消融实验对采用逐步特征压缩降维的神经网络结构参数进行评估择优确立模型使用参数。模型建立后采用可决系数(R^(2))与平均绝对误差(MAE)作为核心指标评估模型预测精度情况,评估结果显示模型的可决系数达到了较高水平,同时平均绝对误差控制在较低范围。该模型对目标变量的解释能力较强,预测偏差较小,整体预测效果令人满意。为了更贴近真实应用场景,通过引入高斯随机噪声模拟探测器等真实环境测量误差。模型在噪声数据状态下仍能保持高度稳定性,精度下降幅度处于可接受范围内,充分证明模型具备较强鲁棒性。为验证模型跨膜系架构处理能力,将神经网络模型扩展至双层膜(SiO_(2)/TiO_(2))透射光谱进行分析研究。研究表明模型在双层膜场景下可以正常收敛并且实现高精度预测,模型整体预测误差大致呈现高斯正态分布,因此模型具备输入维度自适应性,支持通过动态调整输入层维度,输出维度灵活可扩展至多层膜系。 展开更多
关键词 光学薄膜 逆向设计 神经网络 传输矩阵法 消融实验
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压电层合弯曲振动换能器的传输矩阵建模与分析
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作者 任文博 刘洋 林书玉 《应用声学》 北大核心 2025年第5期1102-1110,共9页
压电层合弯曲振动换能器具有辐射阻抗低、辐射面积大、易匹配、结构简单和性能稳定等优点,在水下声学、气介超声等领域有广泛研究。为了精确预估压电层合弯曲振动换能器的动力学特性,该文基于Mindlin厚板理论并通过传输矩阵法对换能器... 压电层合弯曲振动换能器具有辐射阻抗低、辐射面积大、易匹配、结构简单和性能稳定等优点,在水下声学、气介超声等领域有广泛研究。为了精确预估压电层合弯曲振动换能器的动力学特性,该文基于Mindlin厚板理论并通过传输矩阵法对换能器的振动特性进行了理论建模,将压电层合换能器沿径向切分为N个等厚度的层合圆环机械串联,结合电学边界条件推导了压电层合弯曲振动换能器自由振动的频率方程。为了验证该理论模型的正确性,使用有限元分析软件对压电层合弯曲振动换能器进行了数值模拟,同时研制了实物换能器进行实验测量。结果表明,数值模拟和实验测量与理论计算所得共振频率的相对误差小于5%,验证了该理论的准确性。该理论模型为压电层合弯曲振动换能器的设计和优化提供快速分析方法,并为实际工程应用提供了理论支撑。 展开更多
关键词 压电层合换能器 Mindlin厚板理论 传输矩阵法 弯曲振动
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基于最优传递矩阵和相关系数的干扰效果评估方法
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作者 孙志国 刘传令 +1 位作者 肖硕 王震铎 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1233-1242,共10页
针对通信系统干扰效果评估指标赋权的不确定性问题,本文提出一种最优传递矩阵层次分析法和相关系数熵权法的组合赋权评估模型。对通信系统进行模块化分解,根据不同模块特点选取合适指标构建评估指标体系;采用层次分析法和熵权法确定指... 针对通信系统干扰效果评估指标赋权的不确定性问题,本文提出一种最优传递矩阵层次分析法和相关系数熵权法的组合赋权评估模型。对通信系统进行模块化分解,根据不同模块特点选取合适指标构建评估指标体系;采用层次分析法和熵权法确定指标权重,通过改变赋值标度和引入最优传递矩阵解决了层次分析法中复杂度较高的问题。此外,通过引入相关系数解决了熵权法中指标横向对比不足的问题,并利用最小偏差法对主客观权重进行融合,选取灰色关联评估方法进行综合评估。通过对Link16系统评估仿真,从干扰类型、干扰频点个数和干扰时间3个方面验证了本文方法在复杂评估指标体系下获取的评估结果更准确。另外,与其他评估方法相比发现本文方法具有较强的干扰区分能力。 展开更多
关键词 干扰效果评估 数字通信 灰色关联 层次分析法 熵权法 组合赋权 最优传递矩阵 相关系数
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基于电路传递矩阵法的电力系统电磁暂态仿真
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作者 周艺峤 靳展 杨富锋 《智慧电力》 北大核心 2025年第4期112-118,共7页
针对节点电压法建立的网络方程在电力系统电磁暂态仿真中系数矩阵阶数高、仿真速度慢的问题,提出了基于电路传递矩阵法的电力系统电磁暂态仿真方法。首先,提出了基于电路传递矩阵法的电力系统仿真基本思路,阐述了链式电路传递矩阵法的... 针对节点电压法建立的网络方程在电力系统电磁暂态仿真中系数矩阵阶数高、仿真速度慢的问题,提出了基于电路传递矩阵法的电力系统电磁暂态仿真方法。首先,提出了基于电路传递矩阵法的电力系统仿真基本思路,阐述了链式电路传递矩阵法的求解策略。其次,结合缩减变换推导了链式电路缩减传递矩阵法,以解决链式电路传递矩阵法计算过程中,由于元件等值电阻过大导致矩阵连乘后累积误差大的问题。最后,以某输电线路电磁暂态仿真为例,使用电路传递矩阵法与节点电压法进行对比,结果表明电路传递矩阵法在确保仿真计算精度的条件下大幅提高了计算速度。 展开更多
关键词 电磁暂态仿真 多体系统传递矩阵法 电路传递矩阵法 电力系统元件传递矩阵
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基于超材料的周期管道系统弯曲波带隙分析及控制 被引量:1
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作者 李小双 蒋帅 郭振坤 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期589-597,共9页
管道系统广泛应用于工业领域,为有效控制管道中的振动,本文设计了一种安装单自由度谐振器的周期管道结构,研究了弯曲波的传播特性。采用传递矩阵法结合Bloch定理推导出传输常数和频率之间的色散关系,并通过有限元仿真验证了能带结果。... 管道系统广泛应用于工业领域,为有效控制管道中的振动,本文设计了一种安装单自由度谐振器的周期管道结构,研究了弯曲波的传播特性。采用传递矩阵法结合Bloch定理推导出传输常数和频率之间的色散关系,并通过有限元仿真验证了能带结果。结果表明,在0~250 Hz存在3个禁带和3个通带,其中第一通带频率范围非常窄,而第二和第三通带频率范围较宽。为了分析管道参数对振动传递特性的影响,采用控制变量法分别对单胞长度、管厚和内径尺寸等进行了参数分析。结果表明,单胞长度的增加会缩小带隙宽度,而管厚和内径尺寸的增加则会扩大带隙宽度。最后,为实现对通带宽度的控制,引入单自由度谐振器,对特定通带进行有效控制,并通过有限元分析确定谐振器的最佳安装位置。结果表明,谐振器对通带宽度具有显著的缩减效果。研究结果为管道结构振动控制提供了理论支持,并可应用于低频振动隔离设计中。 展开更多
关键词 声学超材料 周期管道系统 弯曲波 带隙 谐振器 传递矩阵法 振动传递率
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各向异性德拜色散媒质中传播系数的快速计算
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作者 张玉贤 樊久扬 +1 位作者 黄志祥 杨利霞 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期439-447,共9页
为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后... 为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后,通过对控制方程进行进一步的化简和计算,导出各向异性德拜色散媒质的特征值。最后,利用电场和磁场在分界面处的切向连续性,构造多层媒质中的传输矩阵,获得各向异性德拜色散媒质中的反射系数和透射系数。设计了单层单轴/多层双轴各向异性德拜色散媒质的数值实验,并完成了传播系数的数值对比。结果表明,F-TMM相较于COMSOL软件、CST软件和传统传输矩阵法(traditional-transfer matrix method,T-TMM),计算结果的范数误差均小于10^(-4),计算内存和CPU时间节约了至少46.6%和68.1%。本文方法为研究各向异性德拜色散媒质的电磁特性提供了可靠且高效的计算途径。 展开更多
关键词 各向异性德拜色散媒质 传输矩阵法 控制方程 特征值 反射系数 透射系数
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基于声黑洞结构的夹心式弯曲振动超声换能器
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作者 叶文旭 江昊 +1 位作者 王怡 林书玉 《物理学报》 北大核心 2025年第18期188-197,共10页
基于声黑洞结构在对弯曲波调控中的能量聚焦与位移放大方面的优势,提出了一种新型声黑洞夹心式弯曲振动换能器,该换能器由夹心式弯曲振动换能器与声黑洞探头组成.基于Timoshenko梁理论,采用传输矩阵法建立了换能器整体弯曲振动的理论模... 基于声黑洞结构在对弯曲波调控中的能量聚焦与位移放大方面的优势,提出了一种新型声黑洞夹心式弯曲振动换能器,该换能器由夹心式弯曲振动换能器与声黑洞探头组成.基于Timoshenko梁理论,采用传输矩阵法建立了换能器整体弯曲振动的理论模型,理论运算得出的解析解与仿真得出的数值解相吻合.通过有限元方法对该换能器的电阻抗频率响应特性、振动模态、辐射声场和振动位移进行模拟仿真研究,并与悬链线型换能器进行对比分析.结果显示,在相同振动模态下,声黑洞型换能器的最大声压和振动位移均优于悬链线型换能器,表明声黑洞结构能够有效提升弯曲振动位移和换能器的侧向辐射性能.最后加工出了该换能器样机并对其电阻抗特性以及振动模态进行实验测量,实验结果与仿真结果吻合良好. 展开更多
关键词 声黑洞结构 超声换能器 弯曲振动 传输矩阵法
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温度环境中正交各向异性简支层合拱的热弹性力学解
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作者 神琛斐 钱海 陆春华 《计算力学学报》 北大核心 2025年第6期1040-1046,共7页
正交各向异性复合材料层合结构通常因其轻质高强、高度可定制性等特点,在航空、建筑、制造等多个工程行业有着广泛应用。本文基于热传导方程和热弹性理论,利用结构内位移和应力构建状态方程,求解其在温度环境下正交各向异性简支层合拱... 正交各向异性复合材料层合结构通常因其轻质高强、高度可定制性等特点,在航空、建筑、制造等多个工程行业有着广泛应用。本文基于热传导方程和热弹性理论,利用结构内位移和应力构建状态方程,求解其在温度环境下正交各向异性简支层合拱的位移和应力分布。首先依据层间温度与径向热流密度的连续性,推导出层合拱内温度分布。根据力学平衡微分方程、几何变形关系以及热应力本构关系,构建了层合拱的状态方程。通过傅里叶级数展开与子层法简化状态方程,并结合层间位移应力的连续性和应力边界条件,求得温度影响下应力和位移解。收敛性分析和有限元结果对比分析,证明了本文方法的高效性与精度。最后以两个算例探讨了温度和厚径比对热应力与位移的影响。 展开更多
关键词 层合拱 正交各向异性 温度场 热弹性本构关系 传递矩阵法 热弹性力学解
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一种基于圆管蜂窝构型的水下吸声结构研究
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作者 冯昊珵 靳洋 +5 位作者 于国财 郭忠鑫 孟凡强 李典 朱子旭 林壮 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期19-26,共8页
声学覆盖层可供潜艇用于吸收声波,是对抗主动声呐探测的主要手段。随着水下探测技术的日益发展,当前的声学覆盖层正往适应大潜深环境下低频宽带吸声的方向发展,传统的空腔型覆盖层由于其吸声频带窄,抗水压性能差等缺陷已不能满足应用需... 声学覆盖层可供潜艇用于吸收声波,是对抗主动声呐探测的主要手段。随着水下探测技术的日益发展,当前的声学覆盖层正往适应大潜深环境下低频宽带吸声的方向发展,传统的空腔型覆盖层由于其吸声频带窄,抗水压性能差等缺陷已不能满足应用需求。该研究提出了一种基于圆管蜂窝构型的新型吸声结构,根据等效介质分层理论,运用传递矩阵法推导得到吸声系数理论解,建立COMSOL有限元模型,详细对比了理论结果与仿真计算结果,验证了有限元模型的可靠性。系统分析了吸声机理,发现蜂窝的引入导致了聚氨酯的剪切振动,增强了面板的振动和纵横波转换,它们的耦合作用增强了声能的耗散,实现了1091~10000 Hz的宽频吸声,平均吸声系数达到0.869。材料参数和蜂窝参数均会对结构的吸声性能产生影响,损耗因子和蜂窝壁厚越大吸声效果越好。最后研究了静水压力作用下的吸声性能,结果表明在高达5.0 MPa的水压下,结构依然可以保持吸声的稳定性。 展开更多
关键词 声学覆盖层 圆管蜂窝构型 传递矩阵法 吸声性能 静水压力
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