结构声振研究的功率流方法

功率流方法是近年来研究柔性结构动态特性的主要手段, 其计算可分为低频段、中频段和高 频段. 本文讨论了有限元法、导纳功率流法、统计能量分析法、能量有限元法、参数化统计 能量分析法、子结构法、Lagrange乘子混合法、有限元/统计能量分析混合法、有限元/功 率流有限元混合法等方法, 各种方法适用频段各不相同, 综合应用这些方法, 可以解决绝大 多数声振预测问题.     

Analysis of energy release rate for composite delaminated cylindrical shells subjected to axial compression

In this paper, the postbuckling governing equations and the analytical expression of the energy release rates associated with delamination growth in a compression-loaded cylindrical shell are derived by using the variational principle of moving boundary and the Griffith fracture criterion. The finite difference method is used to generate the postbuckling solutions of the delaminated cylindrical shells, and with these solutions, the values of the energy release rates are determined. In simulational examples, the effects of a wide range of parameters, such as delamination sizes and depths, boundary conditions, geometrical parameters, material properties and laminate stacking sequences on the energy release rates of axisymmetrical laminated cylindrical shells are intensively discussed.The English text was polished by Yunming Chen.     

船用气水分离器惯性级流场分析及阻力特性研究

采用二阶全展开ETG有限元与大涡模拟（LES）相结合的算法，对120－20－35－3型船用气水分离器惯性级在不同雷诺数条下的流动进行了模拟，通过其中一组雷诺数条件下计算所得该实验件阻力系数与物理实验所得阻力系数相比较，确定出该雷诺数条件下采用大涡模拟时所需的亚格子应力模型常数，将该常数带入其它各组雷诺数条件下的计算中，并将计算结果与相同条件下的物理实验结果相比较，证实了该常数的通用性。该常数一经确定，对各雷诺数条件下的流场进行分析，结果反映出采用二阶全展开ETG有限元与大涡模拟（LES）相结合的算法可以捕捉到非常丰富的涡系及涡动的时变过程。在流场分析的基础上本文计算了该实验件内的能耗场，计算结果表明实验件内的能耗主要集中在大涡丰富的区段内。     

FLOW STRUCTURE FORMATION AND EVOLUTION IN CIRCULATING GAS-FLUIDIZED BEDS

The occurrence of heterogeneous flow structures in gas-particle flows seriously affects the gas-solid contacting and transport processes in high-velocity gas-fluidized beds. Particles do not disperse uniformly in the flow but pass through the bed in a swarm of clusters. The so-called “core-annulus“ structure in the radial direction and “S“ shaped axial distribution of solids concentration characterize the typical flow structure in the system. A computational study, using the discrete particle approach based on molecular dynamics techniques, has been carried out to explore the mechanisms underlying formation of the clusters and the core-annulus structure. Based on energybudget analysis including work done by the drag force, kinetic energy, rotational energy, potential energy, and energy dissipation due to particle-particle and particle-wall collisions, the role of gas-solid interaction and inelastic collisions between the particles are elucidated. It is concluded that the competition between gas-solid interaction and particle-particle interaction determines the pattern formation in high-velocity gas-solid flows: if the gas-solid interaction (under elevated pressure) dominates, most of particle energy obtained by drag from the gas phase is partitioned such that particle potential energy is raised, leading to a uniform flow structure. Otherwise, a heterogeneous pattern exists, which could be induced by both particle -particle collisions and gas-solid interaction. Although both factors could cause the flow instability, the non-linear drag force is demonstrated to be the necessary condition to trigger heterogeneous flow structure formation. As gas velocity increases and goes beyond a critical value, the fluid-particle interaction suppresses particle collisional dissipation, and as a consequence a more homogeneous flow regime is formed.     

一类强非线性机械基础系统的亚谐振动解析解

建立了机械基础动力系统的强非线性动力学模型，利用能量法对该系统的周期解进行了解析研究，确定了系统动态参数满足周期解的条件、系统的周期解以及解的稳定性判别式。发现了亚谐振动，并给出了系统在满足周期解条件下的一组参数对应的主振动、1／3亚谐振动和1／5亚谐振动。最后利用数值积分方法计算了系统在给定条件下的主振动及亚谐振动解，考察了解析解的正确性。     

非局部时滞反应扩散方程行波解的稳定性

考虑了非局部时滞反应扩散方程行波解的稳定性.在合适的加权L~∞空间下,证明了非临界波指数稳定,临界波代数稳定(即代数衰减).还利用加权能量估计的方法得到了衰减速率.我们把相关结果应用到了host-vector模型,Nicholson blowflies方程和一个修改了的传染病模型.     

广义sine-Gordon方程高精度隐式紧致差分方法

本文研究一类二维非线性的广义sine-Gordon(简称SG)方程的有限差分格式.首先构造三层时间的紧致交替方向隐式差分格式,并用能量分析法证明格式具有二阶时间精度和四阶空间精度.然后应用改进的Richardson外推算法将时间精度提高到四阶.最后,数值算例证实改进后的算法在空间和时间上均达到四阶精度.     

基于WIA-PA传感器网络的能量有效时间同步算法

WIA-PA协议是一种新型工业级无线传感器网络国际标准。当WIA-PA网络内节点数目增多时,传统的参考广播同步算法RBS以及改进型ERBS算法网络开销非常大。针对这一严峻的问题,提出了一种能量有效的局部最优时间同步算法。该算法对相邻的接收节点在多个参考广播消息的条件下求取平均相位偏差,然后对此平均相位偏差进行最大后验估计,最后根据此估计值调整本地时钟。仿真结果表明,本文所提时间同步算法在同步精度方面比RBS约提高168%,比ERBS约提高24%;同时,同步过程中的网络能耗也大大减少。     

基于功率谱包络能量和SVM的舰用发动机故障诊断

发动机是军舰上的重要部件之一,其稳定性对军舰的正常航行具有重要影响。以舰用发动机关键部件(主泵轴承)为具体研究对象,提出了基于功率谱包络能量和支持向量机相结合的故障诊断方法。首先获取了大量可表征舰用发动机主泵轴承健康状态的振动加速度信息,对其进行功率谱分析,获得其功率谱的包络能量;以获取的舰用发动机主泵轴承功率谱的包络能量构建特征向量,并设计基于SVM的舰用发动机主泵轴承故障诊断模型,对主泵轴承的故障进行诊断研究。研究结果表明,采用基于功率谱包络能量和SVM相结合的舰用发动机关键部件故障诊断方法,可以很好实现主泵轴承的故障诊断效能,为舰用发动机主泵轴承故障诊断的工程应用奠定了基础。     

无线携能通信系统中基于能量获取比例公平的波束成形设计

针对无线携能通信系统中存在能量获取不均衡的问题, 提出了一种基于能量获取比例公平的波束成形设计方案. 该方案在满足信息接收者的信干噪比以及发送端的最大发送功率等约束条件的基础上, 通过优化波束矢量实现能量获取的比例公平. 此设计在数学上是一个很难直接求解的非凸优化问题.为此, 本文首先利用半定松弛技术将其转换为半定规划问题, 然后结合二分法提出了可以获得最优波束矢量的迭代算法.此外, 在发送端仅知道部分信道状态信息且知道信道误差范围的情况下, 采用最差性能最优的方法对原优化问题进行了鲁棒波束成形设计, 并提出了相应的迭代算法. 仿真结果表明所提算法均可实现能量获取的比例公平且性能达到全局最优.