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一种隐式稳定节点光滑有限元分解ALE法及其在大变形分析中的应用
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作者 陈曦 吕彦楠 +3 位作者 于玉贞 崔柳生 许哲 郭菁 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第2期250-258,共9页
岩土工程常涉及土体大变形问题,采用基于小变形假设的有限元法对其进行分析会产生较大计算误差或因网格畸变而导致计算中断。分解任意拉格朗日-欧拉(ALE)法将网格变形与材料变形分离,分别执行更新拉格朗日(UL)步与欧拉步以便克服网格畸... 岩土工程常涉及土体大变形问题,采用基于小变形假设的有限元法对其进行分析会产生较大计算误差或因网格畸变而导致计算中断。分解任意拉格朗日-欧拉(ALE)法将网格变形与材料变形分离,分别执行更新拉格朗日(UL)步与欧拉步以便克服网格畸变引起的计算精度降低或计算中断问题。将稳定节点光滑有限元(NsFEMstab)法与ALE法相结合,提出一种新的NsFEMstab-ALE法,并提出一种用于网格自适应调整策略的动态布点法。以刚性基础地基大变形问题为例,对NsFEMstab-ALE进行检验,数值结果表明:①基于网格自适应调整策略的动态布点法能够有效解决大变形引起的网格畸变问题,实现网格疏密平滑过渡,确保大变形模拟过程中整个网格单元具有良好质量;②应用NsFEMstab-ALE法时,能够获得与参考文献相符的荷载-位移响应曲线以及合理的等效塑性应变云图和网格变形图。 展开更多
关键词 土体大变形 稳定节点光滑有限元法 隐式有限元框架 自适应网格重划分 任意拉格朗日-欧拉法
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非Lipschitz条件下G-Brown运动驱动的随机微分方程的数值解
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作者 梁飞 张丽洁 《山东大学学报(理学版)》 北大核心 2026年第2期10-19,25,共11页
针对满足非Lipschitz条件的由G-Brown运动驱动的随机微分方程,运用Euler方法构造出方程的数值解,并证明Euler数值解在均方意义下收敛于解析解。最后通过一个例子验证方法的有效性。
关键词 随机微分方程 G-布朗运动 非LIPSCHITZ条件 EULER方法
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风场干扰下的带臂四旋翼无人机控制
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作者 鲁海洋 周祖鹏 《计算机应用与软件》 北大核心 2026年第1期75-81,共7页
针对装备机械臂的四旋翼无人机在高空作业受到风场影响引起的状态不稳定的问题,将自适应积分反步法应用于带臂无人机的控制上。根据牛顿-欧拉迭代法建立风场干扰下的机械臂与无人机的耦合动力学模型。采用自适应积分反步法设计位置、姿... 针对装备机械臂的四旋翼无人机在高空作业受到风场影响引起的状态不稳定的问题,将自适应积分反步法应用于带臂无人机的控制上。根据牛顿-欧拉迭代法建立风场干扰下的机械臂与无人机的耦合动力学模型。采用自适应积分反步法设计位置、姿态和机械臂的控制回路,抵消风场对无人机的影响,提高无人机在风场环境下的稳定性和鲁棒性。在MATLAB/Simulink仿真实验中验证该算法的有效性,与传统的反步控制算法比较,自适应积分反步控制算法的控制效果更好。 展开更多
关键词 牛顿-欧拉迭代法 机械臂 自适应积分反步法 风场
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基于欧拉法的移动射流黏土开沟工艺数值模拟及验证
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作者 杨晨 刘寰 张其一 《中国港湾建设》 2026年第1期21-29,共9页
海底管道与电缆的高效环保铺设采用的传统挖沟方式逐渐被水射流技术取代,后者具有效率高、污染小、喷嘴损耗低等优势。文章基于欧拉法,通过ABAQUS软件结合二次开发技术,建立了移动射流开沟黏土的数值模型,模拟了射流动态破土过程,并系... 海底管道与电缆的高效环保铺设采用的传统挖沟方式逐渐被水射流技术取代,后者具有效率高、污染小、喷嘴损耗低等优势。文章基于欧拉法,通过ABAQUS软件结合二次开发技术,建立了移动射流开沟黏土的数值模型,模拟了射流动态破土过程,并系统分析了射流流速、管径、靶距、移动速度及土体强度对沟槽形态的影响机制。数模计算结果与物理试验误差小于15%,满足工程要求,模拟结果表明滞止压力与剪切应力是土体破坏的主要原因;沟槽深度随射流流速和管径增大而显著增加,但受靶距非线性影响,土体强度和移动速度越大则开沟深度越小。通过引入承载力系数N_(bc)揭示了射流分区的临界条件N_(bc)>15.24为非偏转区,N_(bc)抑6.47标志冲刷平衡。SPSS敏感性分析进一步量化了各因素影响排序:土体强度跃射流流速跃靶距跃移动速度跃射流管径。本研究为海底工程射流施工参数优化提供了理论依据与数值方法支撑。 展开更多
关键词 数值模拟 欧拉法 移动射流 黏土开沟
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基于欧拉-拉格朗日法的空气喷涂非线性工艺调控与参数优化
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作者 万俊豪 曾勇 +1 位作者 祝欣怡 向琼瑞 《制造业自动化》 2026年第1期113-126,共14页
为提升机器人喷涂自动化水平及涂膜质量,本研究通过构建空气喷涂成膜过程的高精度数值模型,系统揭示了雾化特性与成膜机理的耦合作用规律,并提出工艺参数优化策略。基于欧拉-拉格朗日方法,结合KHRT液滴破碎模型与壁面捕捉模型,建立了涵... 为提升机器人喷涂自动化水平及涂膜质量,本研究通过构建空气喷涂成膜过程的高精度数值模型,系统揭示了雾化特性与成膜机理的耦合作用规律,并提出工艺参数优化策略。基于欧拉-拉格朗日方法,结合KHRT液滴破碎模型与壁面捕捉模型,建立了涵盖离散相运动、连续相湍流及气液两相耦合作用的涂料沉积过程数值模型。通过网格无关性验证确保计算精度,并采用实验标定的雾化锥角与喷射初速度作为初始参数,综合分析喷涂高度、初速度及雾化锥角对涂膜厚度分布、均匀性及涂料效率的影响机制。研究发现:粒子撞击速度是影响雾化效果与成膜质量的关键中间变量,其值随喷涂高度增加呈线性下降,导致有效涂膜范围扩大,均匀性显著提升,但涂料逃逸率增加。喷射初速度存在最优区间,过高时液滴逃逸加剧,过低则导致雾化不充分,需权衡均匀性与喷涂效率。雾化锥角增大显著降低喷涂效率,且引发粒径分布不均,但过小锥角因局部动能集中导致均匀性劣化,需通过锥角优化平衡覆盖范围与成膜质量。实验验证表明了模型可靠性。本研究首次将雾化过程与成膜特性纳入统一分析框架,阐明工艺参数对涂膜质量的非线性调控机制,研究结果对喷涂工艺开发具有重要工程指导价值。 展开更多
关键词 空气喷涂 成膜特性 雾化特性 欧拉-拉格朗日法 喷涂工艺参数
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不同送风方式对大空间料场喷雾降尘效果影响分析 被引量:1
6
作者 赵江平 吴开艳 《工业安全与环保》 2025年第6期70-76,共7页
为了探究大空间料场中不同气流组织对喷雾降尘效果的影响,使用Fluent软件并采用欧拉-拉格朗日方法,对大空间料场中不同送风方式的喷雾降尘效果进行数值模拟研究。采用分层送风方式调节工作区域的气流组织,分析不同送风方式的流场特性。... 为了探究大空间料场中不同气流组织对喷雾降尘效果的影响,使用Fluent软件并采用欧拉-拉格朗日方法,对大空间料场中不同送风方式的喷雾降尘效果进行数值模拟研究。采用分层送风方式调节工作区域的气流组织,分析不同送风方式的流场特性。通过对比测点的粉尘浓度和降尘效率,评估不同送风方式的降尘效果。研究结果表明:当上、下排条形风口同时送风时,流场更加均匀稳定。这种气流组织有助于限制粉尘扩散范围,减小粉尘向其他区域扩散的可能性。综合流场均匀性和降尘高效性等因素,可得出结论:当上、下排条形风口同时送风时,测点粉尘浓度更低、扩散范围更小、测点的降尘效率更高,能够有效实现大空间料场的降尘。 展开更多
关键词 大空间料场 分层送风 喷雾 欧拉-拉格朗日方法 数值模拟
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真实流体效应对超临界喷雾的影响研究
7
作者 刘宏升 黄建新 +1 位作者 高阳 马杰 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1163-1173,共11页
为研究真实流体特性对超临界喷雾的影响,本文基于OpenFOAM软件通过引入真实气体状态方程开发了真实流体模型。该模型对工质在高温高压下的热物性与传输特性进行了修正,并在欧拉-拉格朗日框架下采用RANS方法对engine combustion network(... 为研究真实流体特性对超临界喷雾的影响,本文基于OpenFOAM软件通过引入真实气体状态方程开发了真实流体模型。该模型对工质在高温高压下的热物性与传输特性进行了修正,并在欧拉-拉格朗日框架下采用RANS方法对engine combustion network(ECN)中的经典喷雾工况进行了数值模拟研究,对比分析了不同环境压力下理想与真实流体模型对喷雾特性、液滴分布等特性的影响。结果表明:真实流体模型可显著提高喷雾的轴向扩散能力,其预测的喷雾气相贯穿距和径向蒸汽质量分数与实验结果更接近;真实流体模型的应用会加速燃油蒸发,拓宽气相温度的分布区域;环境压力的升高会增加喷雾阻力,减小喷雾贯穿距,促进燃油液滴更快蒸发,从而使液核区温度升高。 展开更多
关键词 真实流体模型 超临界工况 欧拉-拉格朗日方法
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黏土中组合式螺旋锚地基的水平承载性能与破坏形式分析
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作者 阎石 韩炎飞 +1 位作者 高明德 刘明伟 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期586-596,共11页
为了增强螺旋锚地基的水平承载力和刚度,笔者提出了一种新型组合式螺旋锚地基,研究其水平承载性能、破坏形式及主要影响参数。采用ABAQUS有限元分析软件建立了组合式螺旋锚的耦合Euler-Lagrange(CEL)模型,经试验验证后,利用该模型分析... 为了增强螺旋锚地基的水平承载力和刚度,笔者提出了一种新型组合式螺旋锚地基,研究其水平承载性能、破坏形式及主要影响参数。采用ABAQUS有限元分析软件建立了组合式螺旋锚的耦合Euler-Lagrange(CEL)模型,经试验验证后,利用该模型分析土体性质、锚盘间距、螺旋锚埋深对地基水平承载性能和破坏形式的影响。研究结果表明:土体剪胀角的影响效果最为显著,且随剪胀角增大越来越明显;锚盘间距对地基水平承载能力影响不显著,但破坏模式会随着间距的改变而发生变化;随着埋深的增加,组合式螺旋锚的水平承载能力提高,当埋深H=20 D时,水平承载力趋于稳定;初始水平刚度较普通螺旋锚提高约1.33倍;破坏模式也由全局破坏逐渐变化为局部破坏。利用组合式螺旋锚地基是提高其承载能力和水平刚度的一种有效方法。 展开更多
关键词 组合式螺旋锚地基 水平承载性能 耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法 土体性质 锚盘间距 埋深
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基于模型试验的海底管道落锚贯入量研究 被引量:1
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作者 邵强 徐启龙 +5 位作者 徐庆磊 余杨 段庆昊 马文韬 金子航 刘晓伟 《中国海上油气》 北大核心 2025年第4期204-213,共10页
船舶抛锚冲击是航道区海底管道服役安全的主要威胁,工程中普遍采用回填土体技术实现防护。为研究触底速度、锚重、土体性质对于回填土体保护作用影响,通过开展落锚冲击回填土体的室外大比尺物理模型试验,同时采用耦合欧拉-拉格朗日方法... 船舶抛锚冲击是航道区海底管道服役安全的主要威胁,工程中普遍采用回填土体技术实现防护。为研究触底速度、锚重、土体性质对于回填土体保护作用影响,通过开展落锚冲击回填土体的室外大比尺物理模型试验,同时采用耦合欧拉-拉格朗日方法和离散元方法,分别进行黏土、砂土和碎石的有限元数值模拟,测试不同回填材料下,模型锚在一定回填厚度海床上的贯入深度。通过改变回填材料类型(黏土、砂土、碎石)、模型锚质量、落锚水深及触底速度,获取落锚对回填土体的冲击深度及其动态运动过程,探究并归纳了落锚质量、触底速度与贯入深度之间的数学关系,为海底管道设计埋设深度提供数据支持。研究表明:①两种数值模拟方法与试验结果高度吻合,欧拉-拉格朗日法适用于黏性土与砂土模拟,耦合有限元-离散元法对碎石模拟精度更高;②贯入深度随触底速度和锚重增大而递增,水深小于20 m时贯入深度随水深增加而减小,水深超20 m后趋于稳定;③1.5 m回填厚度可抵御极端冲击,防护效果表现为碎石>砂土>黏土,且触底速度较大时碎石的防护优势更显著;④建立的不同锚重下触底速度与贯入深度的数学关系式,可快速推算特定工况的贯入深度。研究成果可为海底管道回填材料选型与埋设深度优化设计提供支撑依据。 展开更多
关键词 落锚冲击 离散元法 耦合欧拉-拉格朗日法 贯入深度 模型试验 海底管道
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基于高阶广义积分器的改进型直线振荡电机无位置传感器控制 被引量:1
10
作者 廖光钰 廖凯举 +2 位作者 徐伟 葛健 张茂鑫 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2477-2487,共11页
针对现有直线振荡电机(LOM)无位置传感器控制受直流分量影响严重,导致行程观测精度低、系统可靠性不高等问题,该文设计了一种基于高阶广义积分器(HOGI)的改进型无位置传感器活塞行程观测方法。首先,对比分析了纯积分器、低通滤波器及二... 针对现有直线振荡电机(LOM)无位置传感器控制受直流分量影响严重,导致行程观测精度低、系统可靠性不高等问题,该文设计了一种基于高阶广义积分器(HOGI)的改进型无位置传感器活塞行程观测方法。首先,对比分析了纯积分器、低通滤波器及二阶广义积分器(SOGI)对直流分量的抑制效果,总结出不同滤波方法的局限性。其次,针对现有滤波方法无法完全消除直流分量,行程观测精度难以提升的问题,设计高性能HOGI代替传统纯积分器,利用HOGI的多重滤波特性完全消除直流分量的干扰,以提升观测器性能。此外,基于前向欧拉法设计了HOGI的离散化实现方法,具有计算简便、易实现等优点。最后,将传统SOGI与HOGI进行实验对比分析,验证了所提方法的有效性与优越性。 展开更多
关键词 直线振荡电机 无位置传感器控制 高阶广义积分器 直流分量抑制 前向欧拉法
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软体罐的流固耦合数值模拟及薄膜力分析
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作者 吴倩倩 曹志凯 +1 位作者 李薇 吴雪娥 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期830-838,共9页
[目的]为提高大型软体罐的安全性,需在设计时对软体罐罐体所受的薄膜力进行评估分析,因此利用LS-DYNA软件建立软体罐薄膜力数值分析模型.[方法]首先采用控制体积法模拟软体罐充液过程得到充液后的初始形状;然后使用结构化任意拉格朗日欧... [目的]为提高大型软体罐的安全性,需在设计时对软体罐罐体所受的薄膜力进行评估分析,因此利用LS-DYNA软件建立软体罐薄膜力数值分析模型.[方法]首先采用控制体积法模拟软体罐充液过程得到充液后的初始形状;然后使用结构化任意拉格朗日欧拉(S-ALE)方法建立流固耦合模型,通过曲率分析方法验证薄膜力计算结果;最后探究充液高度和软体罐长宽比对薄膜力的影响规律.[结果]相较于传统ALE方法,S-ALE方法能有效解决模拟过程中储液渗漏问题,提高薄膜力计算精度.充液高度是影响薄膜力的主要因素,设计软体罐时应适当降低充液高度,对于热塑性聚氨酯材料应当将充液高度控制在1.80 m以下.软体罐的长宽比增大会使软体罐表面曲率变化增大,导致薄膜力增大,因此设计软体罐时应尽量减小长宽比.[结论]本研究采用LS-DYNA软件模拟内部载荷对软体罐薄膜力的影响,为软体罐的结构设计提供了参考. 展开更多
关键词 软体罐 薄膜力 结构化任意拉格朗日欧拉方法 控制体积法
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部分充气浮空气球伞降过程流固耦合仿真
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作者 刘宇 廖航 +2 位作者 吴卓 舒燕 曹旭 《航空学报》 北大核心 2025年第7期70-80,共11页
在金星浮空气球探测器的部署过程中,浮空气球需要借助降落伞减速在空中完成充气,降落伞-浮空气球组合体的气动阻力是方案设计需要考虑的因素。针对以上问题,建立了降落伞-浮空气球组合体流固耦合数值模型。在该模型中,借助ALE(Arbitrary... 在金星浮空气球探测器的部署过程中,浮空气球需要借助降落伞减速在空中完成充气,降落伞-浮空气球组合体的气动阻力是方案设计需要考虑的因素。针对以上问题,建立了降落伞-浮空气球组合体流固耦合数值模型。在该模型中,借助ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)法对流场进行求解,流体计算网格跟随降落伞-浮空气球组合体运动。利用罚函数方法处理流场与降落伞及浮空气球之间的流固耦合,以及降落伞及浮空气球的结构自接触。采用CV(Control Volume)法求解浮空气球内部压力和体积变化。通过设置浮空气球初始内部压力,以压缩的方式获得部分充气状态下的气球外形。浮空气球的浮力通过在气球表面施加随高度变化的压差实现,使用该数值模型,对金星大气环境下部分充气浮空气球伞降过程进行了仿真计算,分析了浮空气球充气量变化对计算结果的影响。计算结果表明:在来流影响下,浮空气球外形随时间发生轻微变化,同时气球存在转动;浮空气球及降落伞阻力随时间大幅振荡,两者振荡频率基本一致,充气量变化对振荡频率无明显影响;随着充气量增加,浮空气球平均阻力增大,降落伞平均阻力基本保持不变;浮空气球不同区域应力由高到低依次为法兰盘附近及气球褶皱位置、气球顶部充满区域、气球凹陷区域。 展开更多
关键词 流固耦合 金星 浮空气球 Arbitrary Lagrange-Euler法 降落伞
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磁流体方程保持严格无散条件的有限元
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作者 唐豪杰 代佳佳 +1 位作者 张世全 贺巧琳 《四川大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期831-837,共7页
本文对理想磁流体方程建立了一个有限元.该有限元在时间上采用隐式欧拉离散并利用Picard线性化方法进行解耦和线性化处理,在空间上则分别采用连续分片线性元逼近密度、流速及压力,用NE0元和RT0元逼近电场和磁场.此外该有限元还添加了稳... 本文对理想磁流体方程建立了一个有限元.该有限元在时间上采用隐式欧拉离散并利用Picard线性化方法进行解耦和线性化处理,在空间上则分别采用连续分片线性元逼近密度、流速及压力,用NE0元和RT0元逼近电场和磁场.此外该有限元还添加了稳定项以弥补缺失的耗散项.本文证明,半离散格式是无条件能量稳定的,全离散格式能够保持磁场无散条件.数值算例验证了有限元的收敛性、能量稳定性及保持磁场无散条件的能力. 展开更多
关键词 有限元 磁流体方程 无散条件 EULER方法
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非Lipschitz条件下Lévy噪声扰动的随机比例型微分方程的数值解
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作者 梁飞 张丽洁 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期95-104,M0008,共11页
针对满足非Lipschitz条件的Lévy噪声扰动的随机比例型微分方程,首先证明了方程的精确解在非Lipschitz条件下以大概率存在于紧集中;其次运用Euler方法构造出方程的数值解,并证明了数值解在均方意义下依概率收敛于精确解;最后通过一... 针对满足非Lipschitz条件的Lévy噪声扰动的随机比例型微分方程,首先证明了方程的精确解在非Lipschitz条件下以大概率存在于紧集中;其次运用Euler方法构造出方程的数值解,并证明了数值解在均方意义下依概率收敛于精确解;最后通过一个例子验证了结论的有效性。 展开更多
关键词 随机比例型微分方程 Lévy噪声 非LIPSCHITZ条件 EULER方法 数值解
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带转裙的深潜救生艇动力学建模及干扰仿真
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作者 胡世 马岭 《船海工程》 北大核心 2025年第4期96-101,共6页
为探究在深潜救生艇与失事潜艇对接过程中,转裙的运动及海流对转裙的作用力对深潜救生艇的运动状态的干扰,将带有二自由度转裙机构的深潜救生艇视为多体系统对其进行动力学建模,利用四元数对转裙的运动学进行分析,基于递推Newton-Euler... 为探究在深潜救生艇与失事潜艇对接过程中,转裙的运动及海流对转裙的作用力对深潜救生艇的运动状态的干扰,将带有二自由度转裙机构的深潜救生艇视为多体系统对其进行动力学建模,利用四元数对转裙的运动学进行分析,基于递推Newton-Euler法引入了转裙对艇体的干扰作用,利用建立的动力学模型开展转裙在运动过程中对迎流平衡悬浮状态下艇体的位姿干扰仿真研究。仿真结果表明,转裙转动过程中对艇体纵倾角和横倾角均有一定影响,但量级较小,对艇体艏向角的干扰可以忽略不计。 展开更多
关键词 转裙 深潜救生艇 四元数 递推Newton-Euler法 干扰仿真
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摇摆式光热反应器能质传递转换机理研究
16
作者 滕亮 宣益民 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第9期3006-3012,共7页
太阳能碳捕集与热化学燃料合成正成为应对全球能源危机和环境问题、实现“碳达峰、碳中和”最具前景的可再生能源技术之一。然而,聚光驱动热化学反应面临着辐射能量集中、局部过热、能质流严重失配的难题,导致反应气转化与太阳能利用不... 太阳能碳捕集与热化学燃料合成正成为应对全球能源危机和环境问题、实现“碳达峰、碳中和”最具前景的可再生能源技术之一。然而,聚光驱动热化学反应面临着辐射能量集中、局部过热、能质流严重失配的难题,导致反应气转化与太阳能利用不充分。本文原创了摇摆式反应体系,仿真分析了内部多物理场耦合关联与协同演变特性,阐明了能质传递机理,厘清了碳捕集率与能量转换效率的控制因素,有望为光热反应器设计以及太阳能碳捕集与转化理论体系提供参考依据,为实现我国“双碳”战略目标提供了技术支撑。 展开更多
关键词 聚光太阳能 光热转换 气固反应 欧拉–欧拉法 能质传递
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基于三维有限段的柔性折叠结构展开动力学建模方法
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作者 李轩 黄铁球 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期22-30,共9页
针对空间柔性折叠展开飞行器在展开时存在的大变形、多接触、折叠刚度时变等问题,开展了一类大柔度折叠结构展开过程相关的动力学建模方法研究。基于该类大柔度结构的折叠方式,简化并抽取典型折叠模型,采用有限段方法建立了适用于大柔... 针对空间柔性折叠展开飞行器在展开时存在的大变形、多接触、折叠刚度时变等问题,开展了一类大柔度折叠结构展开过程相关的动力学建模方法研究。基于该类大柔度结构的折叠方式,简化并抽取典型折叠模型,采用有限段方法建立了适用于大柔度折叠结构展开的三维有限段离散模型;采用矢量力学方法,从牛顿-欧拉方程出发,推导出相邻单元间连接力的力学模型,并给出连接力的刚度矩阵;引入非线性等效接触弹簧阻尼和连续摩擦系数库伦摩擦力模型模拟相应段间接触与摩擦状态,保证求解的稳定性和效率;提出折痕处时变非线性弹性连接模型并给出弯折刚度的参数辨识方法。借助ADAMS软件对4种工况下典型折叠模型进行了展开动力学仿真分析,并设计了相应状态下的展开试验,比较二者结果可知,典型折叠模型在受拉展开过程中拉力变化吻合良好,验证了该类结构展开动力学建模的可行性和准确性,为后续整体折叠结构展开的仿真奠定了基础。 展开更多
关键词 大柔度折叠结构 有限段法 牛顿-欧拉法 弯折刚度参数辨识 动力学分析与试验
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水雾对爆炸冲击波的衰减机理研究 被引量:1
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作者 赵家兴 刘凇含 姜林 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期8-18,共11页
旨在探究水雾对爆炸冲击波的衰减机理以及水雾中冲击波能量和动量的耗散过程。为此,基于欧拉-拉格朗日方法对水雾与爆炸冲击波的相互作用过程进行了三维数值模拟,并分析了爆炸冲击波在水雾内的传播特征、液滴与爆炸释放的能量之间的传... 旨在探究水雾对爆炸冲击波的衰减机理以及水雾中冲击波能量和动量的耗散过程。为此,基于欧拉-拉格朗日方法对水雾与爆炸冲击波的相互作用过程进行了三维数值模拟,并分析了爆炸冲击波在水雾内的传播特征、液滴与爆炸释放的能量之间的传热、传质和动量传递过程。建立的数值模型考虑了气相与液滴相之间的质量、动量和能量传递以及液滴雾化,并首次考虑了液滴的尺寸分布。研究结果表明,水雾能够有效阻挡爆炸释放的热量。当冲击波通过空气-水雾交界面时,会发生反射和透射现象。雾滴通过动量提取、蒸发和对流换热吸收透射冲击波的能量,致使冲击波受到削弱。空气-水雾交界面是冲击波与水雾之间动量和能量传递效率最高的位置。由于冲击波的衰减,波阵面后的气流速度和温度会不断降低,从而导致冲击波与水雾之间的动量和能量传递效率逐渐降低。 展开更多
关键词 水雾 冲击波 爆炸衰减 欧拉-拉格朗日方法 能量耗散
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环形面边界区域喷涂成膜特性研究
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作者 王祎浩 但斌斌 +3 位作者 陈燕才 胡惊雷 冯鹏云 都李平 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期86-92,共7页
为探究环形面边界区域喷涂成膜特性,采用欧拉-拉格朗日法建立环形面边界区域喷涂仿真模型。通过对模型进行求解,揭示该区域内喷涂成膜机制。在此基础上,引入喷涂距离和边界距离,分析二者对内、外边界区域成膜特性的影响规律,并建立与喷... 为探究环形面边界区域喷涂成膜特性,采用欧拉-拉格朗日法建立环形面边界区域喷涂仿真模型。通过对模型进行求解,揭示该区域内喷涂成膜机制。在此基础上,引入喷涂距离和边界距离,分析二者对内、外边界区域成膜特性的影响规律,并建立与喷涂膜厚均匀性之间的对应关系。结果表明:随着喷涂距离增加,外、内边界区域长轴截面内的流场扩散范围和所形成的速度梯度变化范围均逐渐增大,短轴截面内流场扩散不明显,所形成的速度梯度变化范围逐渐增大;外、内边界区域内液膜形状由“椭圆状”向“棒状”过渡;边界距离对外、内边界区域成膜特性的影响实际是由喷炬与壁面接触面积的变化造成的,当接触面积增大时,长轴截面内所形成的速度梯度范围沿y轴方向逐渐增大,短轴截面内气相流场沿壁面的扩散范围逐渐增大,喷涂平面上形成的液膜面积逐渐增加。 展开更多
关键词 空气喷涂 喷涂成膜特性 环形面边界区域 欧拉-拉格朗日法 数值模拟
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基于牛顿-欧拉法的四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制系统设计 被引量:2
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作者 胡少华 《计算机测量与控制》 2025年第3期79-86,共8页
由于四旋翼无人机复杂的非线性、时变不确定性,容易受到外界干扰,导致飞行姿态控制出现偏差;针对该问题,设计了基于牛顿-欧拉法的四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制系统;采用Pixhawk飞控板,在系统硬件部分,根据指令调整无人机的飞行姿态... 由于四旋翼无人机复杂的非线性、时变不确定性,容易受到外界干扰,导致飞行姿态控制出现偏差;针对该问题,设计了基于牛顿-欧拉法的四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制系统;采用Pixhawk飞控板,在系统硬件部分,根据指令调整无人机的飞行姿态和电机转速;采用MPU6050姿态传感器,测量无人机俯仰角、滚转角和偏航角等姿态信息;通过基于GAD7689的A/D采样电路,将模拟信号的电压或电流值转换为数字信号,并存储在内部寄存器中;自抗扰控制器通过构造扩张状态观测器估计系统的总扰动,并设计控制器来跟踪系统的参考轨迹;在系统软件部分,使用牛顿-欧拉法分析无人机飞行位移及转动过程,结合自抗扰控制设计姿态控制方案,利用跟踪微分器对期望轨迹预处理,实现四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制;实验结果表明,该系统控制的无人机飞行姿态滚转角为0.7°、俯仰角为0.5°、偏航角为0.6°,无人机的飞行轨迹平滑,与理想飞行轨迹一致,能够达到理想控制效果。 展开更多
关键词 牛顿-欧拉法 四旋翼无人机 飞行姿态 自抗扰控制
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