一种用于立体供热管网的水力计算方法

为了充分利用新能源的节能潜力,需要提高供热管网模型在非对称、非规则拓扑结构的管网上进行水力计算的能力.本文提出一种立体管网建模方法.该方法无需基于图论搜索基本回路,能够在三维非对称、非规则拓扑结构上直接对热网进行水力工况分析.将该方法与传统方法的建模过程进行详细的比较,并通过具体案例计算验证方法的有效性.     

基于面向对象方法的多源环状管网水力计算

提出一种基于面向对象的方法,以元件的对象属性表达管网的拓扑结构,以对象方法表达水力计算模型,用对象事件反映边界条件变化响应的方法,然后通过遍历整个管网元件对象进行水力计算.对工程中两种常见的多源管网结构进行计算,分析表明,新方法能有效地处理多源环状管网结构、源变化引发的水力平衡问题,计算偏差小,能够充分满足工程计算的需求.     

涡轮动叶冷却结构设计方法Ⅰ:参数化设计

基于冷却结构参数化设计、传统的管网计算方法与新兴的气热耦合数值模拟技术,提出了一套涡轮冷却结构设计方法,并编写了相关的设计程序与计算程序。利用参数化设计方法可以快速而精确地设计冷却结构,管网计算用于指导方案设计,气热耦合数值模拟用于指导详细设计。参数化设计中利用单元设计法程序实现动叶冷却通道快速设计;借助管网计算模型自动生成程序与CFD计算域三维实体快速造型方法,可以快速生成管网计算或在较短的时间内完成CFD计算域精确建模,为热分析计算提供条件。     

基于最小刚性图代数特性的无线网络拓扑优化算法

对于能量受限的无线传感器网络,拓扑优化能够降低能耗,优化通信链路结构.本文基于最小刚性图原理提出了一种新的拓扑优化算法,算法综合考虑了生成拓扑链路图中通信链路的权值与生成刚性图的代数特性问题,既保证了通信链路较短,有利于延长网络的生命周期,同时使生成的通信链路图结构更加稳定,网络具有较好的鲁棒性.仿真实验表明,与相关算法比较,提出的算法中通信链路较短,具有较好的网络连通性与结构稳定性,同时生成刚性图矩阵的迹较大,具有较好的刚度代数性能.     

涡轮动叶冷却结构设计方法I:参数化设计

基于冷却结构参数化设计、传统的管网计算方法与新兴的气热耦合数值模拟技术,提出了一套涡轮冷却结构设计方法,并编写了相关的设计程序与计算程序.利用参数化设计方法可以快速而精确地设计冷却结构,管网计算用于指导方案设计,气热耦合数值模拟用于指导详细设计.参数化设计中利用"单元设计法"程序实现动叶冷却通道快速设计;借助管网计算模...     

红外无损探测中多宗量多热源反演问题的研究

为研究红外无损探测稳态多热源反演逆问题, 建立不同形状的均质与非均质稳态热传导模型, 其中内热源个数、位置、强度、面积均为未知项. 基于数值算法中有限元算法对模型进行离散分析, 化简有限元矩阵方程, 最终转化为对Ax = b高度欠定方程的求解. 首次利用分段多项式谱截断奇异值分解法处理内热源逆问题, 并对算法进行改进, 有效改善了该算法在处理多热源反演时存在的严重的热源叠加效应. 根据反演出的内热源信息, 利用有限元算法计算重构出整个模型内所有节点的温度分布. 运用数值仿真Comsol软件和具体实物实验对算法进行有效性评估, 并验证算法在不同热传导模型中的表现. 结果表明, 算法能够准确反演出多热源各参量信息, 在非均质材料模型中仍能准确地反演出热源项, 并有效重构出模型内温度场. 该算法可应用于材料无损检测及人体红外医学成像等领域.     

一种三相四桥臂拓扑结构的新型矩阵变换器

提出了一种三相四桥臂矩阵变换器的电路拓扑结构,可作为三相四线制交流电压源对三相不平衡负载供电.针对该矩阵变换器的拓扑结构,提出了一种新颖的间接空间矢量调制策略,并推导了开关矢量合成公式,给出了区间选择、占空比计算和输出参考电压设定的方法,最后对该新型电路拓扑进行了仿真研究.结果表明,该拓扑结构能在三相负载不平衡情况下,保证输出电压波形的正弦性和稳定性.     

多块对接网格技术在电磁场散射问题中的应用

采用多块对接网格技术和时域有限体积法(FVTD)研究了典型目标和多体的电磁场散射问题.控制方程采用三维一般曲线坐标系下的时变麦克斯韦方程组.时间方向采用四步Runge-Kutta方法,空间离散采用基于通量雅可比矩阵特征结构的通矢量差分分裂,依赖变量采用MUSCL插值.时间方向的计算精度为2阶,空间方向的计算精度可达3阶.典型算例的雷达散射截面(RCS)的计算结果与理论解吻合很好.对于多体问题计算与文献结果相当一致,说明该算法具有对复杂拓扑结构外形(包括多体问题)进行数值模拟的能力.     

基于随机矩阵的金融网络模型

随机矩阵理论运用于金融领域中研究金融相关系数矩阵的相关性,相关系数矩阵是网络构建中的关键因素,本文将随机矩阵理论与网络构建相结合,研究基于随机矩阵的金融网络模型.本文选取上海证券市场的股票数据,将其中的股票数据分成四个阶段,基于随机矩阵理论,讨论金融相关系数矩阵和随机矩阵的特征值统计性质,并在此基础上对现有的去噪方法进行改进,建立更适合构建金融网络的相关系数矩阵,并构建金融网络模型.然后,基于随机矩阵理论和网络的关键节点分析比较去噪前后的金融网络以及噪声网络,发现对网络去噪后仍保留了原始网络的关键重要的信息,而噪声信息对应的是原始网络中度比较小的节点所代表的信息.最后,基于去噪网络,分析金融网络的拓扑结构,如最小生成树、模体和社团结构,发现改进后的金融网络的拓扑性质更加明显,结构更加紧密.     

供热管网中管段阻力系数的辨识方法

提出一种新的管网阻力系数辨识方法,利用管网中少量节点处的压力或流量测量值对所有管段内壁粗糙度进行有效辨识,达到获得管段阻力系数的目的.该方法的辨识模型不仅能灵活利用工程手册所推荐的管道粗糙度等先导信息,还可综合利用多种工况下的辨识值,获得更高精度的辨识结果.基于这种辨识模型,提出一种结合遗传算法(GA)和有效集法(AS)的混合算法求解最优化问题.混合算法改善了局部搜索效率,同时具备较好的全局寻优能力.通过对2个案例管网参数的辨识计算,表明新方法可获得精度较高的辨识结果,并且对较大的管网也能得到稳定的计算结果.     

组件计算程序PANDA研发及初步验证

PANDA是上海核工程研究设计院研发的压水堆组件计算程序。该程序采用基于特征线方法（MOC）的一步化计算流程,即在不引入能群压缩和栅元均匀化的情况下直接进行组件层面的两维非均匀输运计算。多群数据库采用基于ENDF/B-VI制作的70群结构中子数据库,基于ENDF/B-VII的新版数据库也正在开发中。共振自屏计算采用了空间相关丹可夫方法（SDDM）,既具备燃料芯块分区计算的能力,又保留了传统Stammler方法的计算效率。多群非均匀输运计算采用二维模块化MOC方法,并辅以双重粗网有限差分(CMFD)加速技术,具有良好的计算精度和效率。对传统线性子链解析（TTA）方法以及多种矩阵指数方法进行了研究,选取了适合PANDA程序燃耗链的燃耗方程求解技术。基于以上基本模型开发了PANDA程序,并从程序模块、总体集成和核设计程序系统确认等三个层面,初步验证了PANDA程序的计算性能,表明了PANDA程序的工程设计计算能力。     

紧束缚近似含时密度泛函理论的高效OpenMP并行化和GPU加速实现

紧束缚近似的含时密度泛函理论在多核和GPU系统下的高效加速实现,并应用于拥有成百上千原子体系的激发态电子结构计算．程序中采用了稀疏矩阵和OpenMP并行化来加速哈密顿矩阵的构建,而最为耗时的基态对角化部分通过双精度的GPU加速来实现．基态的GPU加速能够在保持计算精度的基础上达到8.73倍的加速比．激发态计算采用了基于Krylov子空间迭代算法,OpenMP并行化和GPU加速等方法对激发态计算的大规模TDDFT矩阵进行求解,从而得到本征值和本征矢,大大减少了迭代的次数和最终的求解时间．采用GPU对矩阵矢量相乘进行加速后的Krylov算法能够很快地达到收敛,使得相比于采用常规算法和CPU并行化的程序能够加速206倍．程序在一系列的小分子体系和大分子体系上的计算表明,相比基于第一性原理的CIS方法和含时密度泛函方法,程序能够花费很少的计算量取得合理而精确结果．     

混合模式直线型变压器驱动源模块

在对Marx发生器和直线型变压器驱动源(LTD)电路拓扑结构及等效参数进行分析对比的基础上,结合两种电路拓扑结构的技术特点,提出了基于Marx基本回路的混合模式LTD模块构想。在混合模式LTD模块中,每个基本回路是一个多级的Marx发生器回路,回路中只有前一级或几级开关需要外部触发,而后级开关工作在自击穿模式。计算分析表明:混合模式LTD模块设计可以有效降低LTD系统对多路同步触发的要求;独立回路式结构可提高整个混合模式LTD模块的可维护性;回路间耦合触发的方式可提高整个混合模式LTD的工作可靠性。最后,还探讨了回路内阻、磁芯损耗及Marx发生器回路中后级自击穿开关抖动对混合模式LTD模块参数设计的影响。     

基于模糊集理论轴流风机多工况优化研究

针对轴流风机需具有较宽的平稳运行工况范围要求,在模糊集理论的基础上讨论一种多工况数值优化方法,以多个工况下的加权平均全压及效率为优化目标函数,采用模糊关系矩阵确定权重因子。运用拉丁超立方实验设计方法结合CFD数值计算生成设计空间样本点,通过多目标优化算法对建立的Kriging近似模型进行寻优。此方法用于一低压轴流风机的三维多工况优化设计结果表明:优化后风机平稳工况范围加大,最大效率提高幅度为3.7%,最大全压相对增加9.6%,取得较好的优化效果。     

涡轮动叶冷却结构设计方法Ⅱ:管网计算

涡轮叶片冷却结构设计的方案设计以管网计算为基础.本文简要介绍了管网模型的建立方法、近似和假设、边界条件的给定方式和控制方程的建立.说明了管网求解程序的思路与数值方法,介绍了管网压力平衡计算中对动量方程的线性化处理方法、气膜修正计算方法.以某型燃气涡轮第一级动叶的冷却结构设计为例,介绍了基于管网计算的冷却结构方案设计流程...     

PCCSAP-3D程序压力场算法改进

介绍大型先进压水堆安全壳专用分析程序PCCSAP-3D计算采用的方法,引入GMRES(Generalized Minimal RESidual)方法改进该程序的压力场算法.使用GMRES算法的实用变形,并采用合适的预处理技术,比较GMRES算法和ML-ADI算法在求解压力方程时的收敛速度.结果表明,利用压力矩阵结构化和稀疏性的特点,采用预处理GMRES算法能够更快速地求解压力方程.当压力矩阵规模变大时,GMRES算法相对于ML-ADI方法能够节省更多的时间.     

距离几何法计算多肽溶液三维结构的初步探讨

度量矩阵距离几何法是一种计算分子三维结构的算法,初步探讨了它的理论及其实际的应用,在SGI工作站SYBYL平台上改进了原有程序,并以BUSHⅡA为实例与DIANA方法和SYBYL原程序做了比较和讨论.此外,还提出一个有关三角约束的推测.     

物理质团法:一个普适的数值方法体系

无网格方法根据分布于近邻空间各个方向的微元体物理信息构造离散方程,显著降低了空间导数计算对微元体本身及微元体之间拓扑结构的条件限制,极大提高了拉氏方法的大变形计算能力.由于不能利用微元体的完备几何信息,不容易构造符合物理的无网格算法,对那些物理参数存在间断的模型对象,难以获得稳定和准确的计算结果.本文基于对物理规律及数值模拟发展趋势的分析,提出符合物理且具有强普适性的无网格方法体系.基于该方法的一维算例表明,即使物理参数存在强烈间断,数值结果也能很好地逼近问题的真解.     

无损辨识时间依赖型内热源的 Monte Carlo方法

本文提出一种无损辨识时间依赖型内热源的Monte-Carlo算法,并成功地对两类不同形式的内热源进行了重构,结果证明了该算法的有效性.本文方法很容易推广到复杂的三维情形,也可推广用于空间依赖型内热源的无损辨识.     

双向竖井贯流式水泵装置内部湍流流动分析

基于三维雷诺平均Navier-Stokes方程、标准k-ε紊流模型和SIMPLE算法,首先对一模型泵内部流场进行了数值计算,计算值和试验值吻合较好,验证了计算方法的可行性。进而模拟了双向竖井贯流式水泵装置内部的三维粘性流场。分析了不同工况下水泵装置内部速度场和压力场的分布,计算了水泵装置各段水力损失,预测了在不同叶片安放角时排水工况和引水工况的水泵装置性能。为深入了解双向竖井贯流水泵装置内部流动特性、提高装置的性能提供确实有效的物理信息。