国外大型风力机技术的新进展北大核心CSCD

为更好地了解国外大型风力机技术,促进国内大型风力机的发展,对近年来国外大型风力机设计技术的革新做出一个较为综合的评述.不仅涵盖陆上水平轴风力机,也将评述海上漂浮式风力机、垂直轴风力机、高空风力机以及带加速罩的风力机等技术的新进展.评述包括设计原理、经济效益、环境影响等综合评估因素,力求对新技术做出较为完整的解释.     

风力机风洞试验技术及研究进展北大核心CSCD

以UAE phase VI和MEXICO(model experiment in controlled conditions)项目以及中国空气动力研究与发展中心(China aerodynamics research and development center,CARDC)相关的研究工作为背景,概述了近年来风力机流场测量、压力分布测量、测力等风洞试验技术的进展,介绍了在风洞的影响、叶素的等效远场自由来流条件确定、三维旋转效应、动态入流效应、流场结构和诱导效应方面的重要研究成果.文章还简介了CARDC的大型风力机风洞试验研究工作及一些思路.     

超声波测速仪的计算流体力学数值模拟研究

超声波测速仪是一种利用超声波发射接收装置,通过发射接收时间来计算来流速度的一种仪器装置.目前国内许多研究都关注在如何消除测速仪的测量误差上,对于模型结构对测量风场的影响研究较少.为了考察测速仪的测量精度,本研究以模型结构对测量区域风速的影响作为关注的重点,采用计算流体力学方法模拟了从低速到高速的不同来流风速下的绕流流场,计算出位于测速仪中心区域的速度分布和不同截面上的平均速度,以判断测速仪模型结构对中心测量区域风速的影响程度.该研究结果表明在测速探头平面内测量到的速度值,无论在低速和高速时均最为准确.采用计算流体力学数值模拟方法可为今后的测速仪模型设计和改造提供准确的依据.     

大型近海水平轴风力机转轮的空气动力学性能优化判据

以近海风能工程为研究目标,对具有不同特性参数（设计风速、叶尖线速度和转轮实度）的大容量（1～10 MW）风力机转轮的气动性能与几何特性进行分析与研究．首先提出大型机组转轮气动性能优化判据:在其直径最小的前提下具有尽可能高的年可用风能特性因数以及与之相关的风能利用系数,因而可捕获最多风能,使年发电量最大．接着给出影响它的几个主要气动参数,如转轮设计风速、叶尖线速度以及转轮实度,并分析风力机在近海气象条件下运转时上述两个气动指标随这些参数变化的规律．提供的气动分析方法及结果可作为大型近海风力机转轮气动性能的评价基础．     

竹层积材在大型风力机叶片设计中的应用研究北大核心CSCD

从大型风力机竹叶片设计的材料及结构角度出发,首先简要介绍了作为竹叶片主增加材料——竹层积材的力学性能实验及其基本的力学特性.随后基于这些性能数据,给出了一种常规形式的1.5 MW竹叶片的气动和结构设计方法,并重点阐述了竹叶片的结构铺层方法和关键的技术细节,最后简要概述了目前竹叶片设计还需要解决的技术问题.     

Study of the Optimal Integrated Control of a Dengue Transmission Model北大核心CSCD

建立了一个登革热在蚊子和人之间传播的模型,引入了Wolbachia、自我保护和杀虫剂三种控制措施,分别从常数控制和时变控制两个方面进行探讨。首先,分析了常数控制对模型基本再生数的影响,研究发现:Wolbachia有助于减小基本再生数,且基本再生数与自我保护和杀虫剂呈负相关。其次,以使得感染数最少且实施成本最低为目标,使用Pontryagin极值原理讨论最优控制。最后,通过数值模拟展示了最优控制的效果。     

大型风力机翼型族的设计与实验北大核心CSCD

翼型是构成风力机叶片的基本要素,是风力机叶片设计的基础.发展适用于大型风力机叶片的高性能翼型,对于提高其风能捕获能力、减少重量以节约制造和运输成本、减轻惯性载荷和阵风载荷等具有重要意义.首先,回顾了上个世纪90年代以来风力机翼型族研究的发展历程,介绍了国外发展的S系列、DU系列、RIS系列、FFA系列等翼型族.其次,针对兆瓦级大型风力机翼型设计的技术要求,介绍了西北工业大学NPU-WA翼型族的设计、风洞实验及改进.最后,给出了多兆瓦级风力机翼型族的研究展望.     

“大型(兆瓦级)风力机的空气动力学问题”专刊预告

近年来,风能作为无污染、可再生的自然能源引起了人们的高度重视。风力机是捕获风能的动力装置。大型(兆瓦级)风力机的建造和运行涉及到一系列复杂的空气动力学理论和应用问题:如叶片翼型升力特性、叶片气动弹性和气动噪声、风力机风洞模拟实验以及叶片气动优化设计等,成为近期国内外力学、工程界研究的前沿和热点之一。     

基于白噪声的网络传染病模型动力学分析北大核心CSCD

该文基于确定性网络传染病模型,建立了白噪声影响下的随机网络传染病模型,证明了模型全局解的存在唯一性,利用随机微分方程理论得到了传染病随机灭绝和随机持久的充分条件.结果表明,白噪声对网络传染病传播动力学有很大的影响,白噪声能有效抑制传染病的传播,大的白噪声甚至能让原本持久的传染病变得灭绝.最后,通过数值模拟验证了理论结果.     

底部加热肥皂泡上准二维湍流的数值模拟北大核心CSCD

底部加热的肥皂泡是一种全新的二维热对流模型,在实验中已发现肥皂泡上的岛涡运动规律与飓风轨迹规律一致.然而,肥皂泡的曲面特征对其准二维流场的数值模拟以及数据分析造成了较多困难.针对肥皂泡球面几何特征,该文介绍了其直接数值模拟(DNS)方法,及其流场空间波数谱、湍流通量和结构函数的计算分析方法.开展了Ra=3×10^(7),3×10^(9),3×10^(11)的数值计算,并获得了相应的波数谱、通量和湍流结构函数.计算结果表明,肥皂泡上速度的小尺度脉动特征满足Bo59的理论标度律,通过湍动能与拟涡能通量特征,发现在该准二维湍流场中存在湍流能量双级串现象.且随着Rayleigh数的增加,大尺度结构湍能量减小,更小尺度湍流结构能量增加.     

The Mathematical Model and Research Progress of the Boundary Layer Flashback in Premixed Combustion北大核心CSCD

Flashback is a key problem influencing the normal operation of power equipment such as gas turbines. As one of the main mechanisms that cause flashback, the boundary layer flashback has an important effect on the design and operation of gas turbine combustors and other combustion devices. Since the critical gradient model for the boundary layer flashback was put forward by Lewis et al. in 1945, the theoretical models for the boundary layer flashback, such as the Peclet number model, the Damköhler number model and the flame angle theory, were developed one after another. However, these theoretical models still need improvements. Until now, the theoretical models for the boundary layer flashback are still in continuous development and modification. The history of the boundary layer flashback was reviewed, and the background, pertinence and shortcomings of the theoretical models were elucidated in the order of the model establishment time. In addition, the development status and research progress of the theoretical models for the boundary layer flashback in recent years were summarized, especially the progress made with new methods such as numerical simulation and statistical analysis. Further, the theoretical research direction and breakthrough points of the combustion boundary layer flashback at present and in the future were put forward. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

Study on Discharge Coefficients of Drain Orifices in Closed Cavities北大核心CSCD

该文利用数值方法模拟了封闭腔体的排液流动,获取了排液孔的流量系数.通过量纲分析法研究了小孔流量系数的主要影响因素,拟合了计算小孔流量系数的经验公式.结果表明：当水头高度小于200 mm时,小孔流量系数随水头高度的增加而减小;当水头高度大于200 mm时,小孔流量系数稳定在0.61附近.不同厚径比的小孔流量系数表现为两种不同的形式：小厚径比的小孔呈现薄孔流动特性,流量系数为0.6左右;大厚径比的小孔呈现厚孔流动特性,流量系数为0.8左右.     

牛顿迭代法在高中数学中的应用北大核心

1引言高中数学中常用二分法来计算方程的近似解,计算过程简单,只要求函数连续即可,但该方法收敛速度慢,且不能求偶数重根,每一步计算的函数值只用上了他们的符号,计算的结果没有被充分的利用.有没有收敛更快的方法来求解方程的近似解呢?牛顿在《流数法》中给出了求高次代数方程近似解的数值解法:牛顿迭代法.     

半导体器件探测器计算流体力学的数值方法和分析

对三维光导型半导体探测器瞬态问题的计算流体力学数值模拟,提出了一类修正迎风分数步差分格式.应用变分形式、能量方法、归纳法假定、微分方程的先验估计理论和技巧,得到最佳阶误差估计.该文数值方法已成功地应用到光导型半导体探测器瞬态问题的数值模拟中.     

马氏环境复合二项模型的条件概率计算北大核心CSCD

肖临在Cossette(2004)的基础上改进并建立了马氏链环境中复合二项风险模型,针对Cossette(2004)中所提出的几个命题在肖临的模型框架下给出了详细的证明,得出了有限时间的条件非破产概率递推公式及赔付额的条件概率函数的递推公式.     

The Legendre Collocation Spectral Method for the Ground State Solutions of the Bose-Einstein Condensates北大核心CSCD

近年来,有关Bose-Einstein凝聚态基态解的实验研究已经取得了一系列重要的成果.该文在相关研究成果的基础上,首先通过降维和无量纲化方法将Bose-Einstein凝聚态基态解问题转换成能量泛函极值问题,在离散该泛函时,尝试使用Legendre配置谱方法离散该能量泛函的一维和二维情形.其次,对该能量泛函极小值问题进行了数值模拟.最后,通过分析实验数据结果和图像得出,针对非旋转的Bose-Einstein凝聚态的基态解问题可以使用Legendre配置谱方法来求解,且数值结果的误差较小.     

Surface Acoustic Wave Characterization of Equivalent Young's Moduli for Patterned Films北大核心CSCD

Based on the equivalent elasticity theory for layered materials, the micro-mechanics equivalent models for single and dual damascene structures were established. The equivalent elastic constant of the patterned structure was introduced, to establish the propagation model for the surface acoustic waves propagating in the layered structure of the patterned film/ substrate, and the theoretical dispersion curves of the surface acoustic waves were calculated with Green’s function and the matrix method. The finite element method was used to calculate 24 numerical examples of damascene structures with different volume ratios, and the results were compared with those of the strain energy method. The results show that, the average relative errors of the equivalent Young’s moduli of the 300 nm-thick dual damascene film and the 100 nm-thick single damascene film are 2.06% and 2.27%, respectively. The research verifies the correctness of the equivalent patterned structure model and the feasibility of the surface acoustic wave method to characterize the mechanical properties of patterned films, and provides a reference for the development of suitable chemico-mechanical polishing technologies for patterned films under low pressure. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

非参数空间滞后模型的广义矩估计北大核心CSCD

放松了参数空间滞后模型中自变量的影响为已知的线性或非线性形式假设,考虑一类非内生自变量为随机变量的非参数空间滞后模型,构建了该模型的广义矩估计法,导出了其估计量的渐近性质,用Monte Carlo模拟方法考察了估计量的小样本表现.此外还将所提出的估计方法应用于估算我国各省市全要素生产率增长率.     

High Accuracy Numerical Simulation of Non-Isothermal Viscoelastic Polymer Fluid Past a Cylinder北大核心CSCD

采用同位网格有限体积(coupled and linked equations algorithm revised,CLEAR)方法求解黏性和XPP (eXtended Pom-Pom)黏弹性流动的控制方程,基于延时修正方法构造了动量和本构方程对流项的高精度AVLsmart格式。首先,为了验证该文方法的有效性,对不同Reynolds数下不可压黏性流体圆柱绕流问题进行了模拟。随后,对等温及非等温不可压XPP黏弹性流体圆柱绕流问题进行了有效模拟,给出了速度矢量、应力分量、拉升量以及温度的分布规律,分析了We数对水平速度、法向应力及拉升量的影响。该文研究成果能为精确预测复杂型腔纤维增强黏弹性聚合物熔体动态充填过程提供理论基础。     

具有Gilpin-Ayala增长的随机捕食-食饵模型的动力学行为北大核心CSCD

该文研究了一类具有Gilpin-Ayala增长的随机捕食-食饵模型的动力学行为,证明了系统全局正解的存在性和唯一性,得到了灭绝性和持久性的充分条件.在此基础上,给出了控制捕食-食饵系统随机持久和灭绝的阈值,并且讨论了系统解的一些渐近性态.最后通过数值模拟,验证了结果的有效性.