新型曲面三角形边界元法及其精细后处理研究

为了精确计算三维静电场的电场强度和电位分布,提出了新型曲面三角形边界元,对边界进行二阶三角形单元剖分,但只计算单元顶点节点上的函数值.根据二阶三角形曲面参数方程,采用面积比值法构造出与曲面二阶单元上3个顶点相对应的形状函数.由于新型曲面边界元法采用曲面积分,其计算精度明显提高.虽然顶点节点上函数值的计算精度提高了,但只能以平面单元的形式显示,与实际模型相差较大,在模型网格剖分粗糙时尤为明显.为了进一步完善新型曲面三角形边界元法,提出了精细后处理方法.精细后处理方法是将新型曲面单元进行细分得到新的节点和单元,再精细显示曲面和曲面上的电场.研究结果表明;在计算节点数相同的情况下,与一阶平面三角形单元边界元相比,新型曲面三角形边界元的计算精度显著提高.经过精细后处理显示的边界面比未处理的边界面更接近实际模型.     

B样条曲面边界元方法及其在特高压绝缘子串电场计算中的应用

在计算特高压绝缘子串三维静电场的边界元法中,为了精确确定电场强度和电位分布,提出用双2次B样条曲面拟合实际边界面的B样条曲面边界元法。该方法利用二阶剖分单元的节点坐标信息来求解双2次B样条曲面参数方程,再利用B样条曲面参数方程和面积比值法定义对应于B样条曲面单元4个顶点节点的形状函数;用B样条曲面单元4个顶点作为计算节点,与二阶四边形边界元法相比,计算量大大减少;与线性平面边界元法相比,双2次B样条曲面与实际边界面更接近,从而可以明显提高计算精度。用球形电极和球板电极的电场分布计算进行验算,结果表明:在网格剖分节点数相同时,B样条曲面边界元法的计算精度明显优于线性边界元法。最后,将B样条曲面边界元法应用于交流特高压绝缘子串的电场强度和电位分布计算。     

新型曲面三角形边界元法及其在电场计算中的应用

用边界元法计算工程三维静电场时,为了减少计算节点数同时提高计算精度,提出了新型曲面三角形边界元方法.该方法利用二阶单元剖分边界面,再利用面积比值法构造对应于二阶单元的3个顶点节点的形状函数;以二阶单元的3个顶点节点为计算节点,与二阶三角形边界元法相比,大大减少了计算量;与一阶平面三角形边界元法相比,提高了计算精度.取球形电极的电场分布计算为例进行验算,计算结果表明:与一阶剖分的平面边界元法相比,网格剖分节点相同时,新型曲面三角形边界元法的计算精度明显提高;在计算精度要求相同时,新型曲面三角形边界元法计算节点数较少.     

基于B样条曲面参数方程的曲面边界元精细后处理方法研究

B样条曲面四边形边界元方法,是用B样条曲面拟合实际边界面,比一阶单元更接近实际边界,相应的顶点节点上的函数值也比较精确。但由于模型采用高阶单元粗略剖分,该方法单元数量相对较少,剖分后的模型较粗糙,而且模型只能以平面线性单元的形式显示,与实际模型边界差别较大。本文提出了基于B样条曲面参数方程的曲面边界元精细后处理方法。在该方法中,利用B样条曲面的参数方程把曲面单元精细显示出来。单元上新建节点的函数值可由曲面单元顶点上的函数值和面积比值法定义的形状函数插值得到。最后形成经精细显示后的B样条曲面边界元方法。算例表明,经精细显示后边界面比未处理前更接近实际边界。     

有限差分法解拉普拉斯方程的一种变步长格式

本文用有限差分法解拉普拉斯方程。为了提高计算的精确度采用变步长方案。本文提出的变步长差分格式,形式比较简单,不过多地增加计算量及程序设计的复杂性。同时采用不等距差分格式改善边界附近数值解的精确度。计算结果表明这些措施是行之有效的。     

有限差分法解拉普拉斯方程的一种变步长格式

本文用有限差分法解拉普拉斯方程。为了提高计算的精确度采用变步长方案,本文提出的变步长差分格式,形式比较简单,不过多地增加计算量及程序设计的复杂性。同时采用不等距差分格式改善边界附近数值解的精确度。计算结果表明这些措施是行之有效的。     

有限元网格自动剖分

提出了一种比较新颖的网格剖分方法 ,它是传统网格初分方法的改进 ,强调初分网格要将子区域划分为凸区域 ,使剖分简单且更可靠。文中还提出网格布点的新方法 ,可实现子区域内及区域边界灵活细分。并用此软件剖分高压电缆终端等结构 ,获得很好的效果     

开关磁阻电机控制中的角度细分

在开关磁阻电机控制中,需要对转子的位置信号进行角度细分,以实现较好的控制效果。该文分析了锁相环倍频电路的优缺点,提出了利用软件实现角度细分的新方法。在开关磁阻电机的控制中采用了软件角度细分的方法,实验结果表明,在控制精度和可靠性上,软件细分方法优于硬件细分方法。     

仿真和建模在单元机组动态特性研究方面的运用

该文通过对单元机组动态特性的介绍、分析 ,指出了当前国际上对单元机组动态特性的研究所采用的最新手段 ,诸如 :人工神经网络、模糊神经系统在锅炉控制中的运用 ,有限元分析、矩阵模型分析、不等距网格划分等数值方法在锅炉建模中的运用等 ,以及采用这些方法的优越性和取得的成果。参 13     

基于修正控制方程的复杂边界溃坝水流数值模拟

建立了适应于结构网格的复杂边界浅水流动有限体积数学模型。基本控制方程采用对自由水面相对高度在水平向和垂直项进行分裂后形成的守恒性的修正二维浅水方程,在结构网格上采用中心型格式离散基本控制方程,采用能够有效捕捉激波的近似黎曼求解器HLLC计算界面通量,并使用坡度限制器重构界面两侧变量,利用MUSCL-Hancock在时间维上积分,使时空精度提升到二阶;分别采用中心差分格式和全隐式方法处理底坡项和阻力项,保证了模型稳定性。提出了局部修正底高和水位的干湿边界处理方法和基于B样条曲线的复杂边界处理方法,很好地处理了急变水流变化引起的干湿单元网格的动态交替和复杂边界处水流特性正确表达。最后通过算例证明了模型性能较好,具有推广价值。     

基于DS-LCC拓扑抗偏移性的建模与优化

针对无线电能传输(WPT)系统中线圈偏移导致功率及效率波动问题,提出基于双边LCC(DS-LCC)拓扑WPT系统的改进模型。首先,对该模型进行传输特性分析,推导出不同横向偏移条件下线圈互感与传输特性间对应的函数式。其次,引入归一化方法并确定偏移后线圈匝数与耦合强度及线圈内阻的线性关系。在上述基础上通过对系统进行参数优化设计,实现特定横向偏移范围内系统输出功率和传输效率抗偏移性的提升。最后,搭建一台100 W的实验样机对理论分析进行验证。结果显示在0~20 cm的横向偏移范围内系统的输出功率始终高于80 W,传输效率始终高于70%。     

电力设备三维网格模型自适应鲁棒水印算法

提出一种新的电力设备三维网格模型鲁棒水印算法,介绍了该算法在电力多媒体信息安全中的应用。该算法首先对电力设备三维网格模型进行离散曲率估计,找出模型中脐点;结合网格模型离散法向量和局部粗糙度,通过自适应主方向投影实现水印嵌入。实验结果表明,该水印算法能有效抵抗加性噪声、仿射变换、网格简化、网格剪切等多种网格变换和攻击,具有较强的不可感知性和鲁棒性。     

一种基于OFDM系统频偏估计方法

正交频分复用(OFDM)技术已经成为当今高速无线通信系统的研究热点.但OFDM系统的显著问题是对频率偏移十分敏感.文中采用最大似然估计算法(MLE)进行频偏估计,并在其基础上提出了一种简化算法,该算法可大大降低运算的复杂度.     

Efficient numerical simulation of GaAs MESFET's based on energy model and using interpolating wavelet

A fast wavelet based non‐uniform grid generation method is presented for time domain simulation of active semiconductor devices. The proposed approach solves the active part model of the semiconductor device. This approach is used to solve the non‐linear equations of semiconductors on the self‐adaptive grids, obtained by applying wavelet. Non‐uniform mesh size is implemented and controlled by the wavelet coefficients. A fine mesh is used where the unknowns are varying rapidly and a coarser mesh where the unknowns are varying slowly. The energy model is considered for active layer of transistor and its results are compared with those of the classical drift diffusion model. Performance of this method is compared with the conventional finite difference on a uniform mesh. A reduction over 80 percent of unknowns in grid together with good accuracy in simulation is obtained using this non‐uniform mesh while accurate physical behaviour of the device can be predicted. This represents an ongoing effort toward a numerical technique that uses wavelet to solve physical modelling problem of semiconductor devices. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

引入梅森旋转算法的三角网格模型部分隐写算法

提出一种随机选取三角网格模型的部分顶点进行隐写以提高安全性的算法。算法中利用主成分分析(PCA)算法对三角网格模型进行分析,建立模型的顶点顺序。接着,对每个模型算出一个独特值。利用伪随机发生器算法梅森旋转法输入相同的种子数会得到一样的随机数序列的特点,用模型计算得到的独特值作为种子建立随机顶点索引序列。依照这个随机索引序列对顶点进行部分。隐写算法能有效降低现有的基于机器学习的隐写分析算法的识别含秘模型的正确率。     

内点法有功优化调度的降阶方法

在采用基于直流潮流模型的内点法求解有功优化调度问题时,迭代过程中将面对一个大型稀疏线性方程组的反复求解,算法的计算速度及处理问题的规模主要取决于此方程组。针对这一问题,本文充分利用了问题本身的电网络的物理规律,将迭代过程中所要求解的大型稀疏线性方程组充分降阶。通过处理,使最初形成的线性系统求解的维数降至系统的节点数。根据对迭代过程中数值变化规律的分析,进一步利用Sherman-Morrison-Woodbury公式,使每次迭代中需要因子分解的矩阵的维数降至预参与调度机组数减一,从而减少了每次迭代求解的计算量。由此,在有功优化调度的解算速度和求解规模上有良好的适应性。     

Boost型LED恒流驱动电路逆系统解耦控制

LED是非线性半导体器件，针对其线性模型难以建立而无法用线性系统理论设计控制器的问题，以Boost型LED恒流驱动电路为例，提出了一种逆系统解耦双电流环控制方法。在建立了系统大信号平均模型的基础上，采用双电流环控制结构，基于逆系统理论对内电流环和外电流环进行解耦，并分别将其补偿为一阶积分子系统，进而采用最优控制理论对线性子系统进行控制器设计。仿真结果表明，所提控制策略能使Boost型LED恒流驱动电路具有良好的稳态和动态性能。最后，设计了一台实验样机，从电学和光学两个角度进一步验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

Element‐free Galerkin method to the interface problems with application in electrostatic

The purpose of this paper is to develop the element‐free Galerkin method for a numerical simulation of the second‐order elliptic equation with discontinuous coefficients. Discontinuities in the solution and in its normal derivatives are prescribed on an interface inside the domain. The proposed method is one of the powerful meshless methods based on moving least squares approximation. The element‐free Galerkin method uses only a set of nodal points to discretize the governing equation. No mesh in the classical sense is needed, but a background mesh is used for integration purpose. A quadrilateral mesh unfitted with the interface is used for integration objective. The Lagrange multipliers are used to enforce both Dirichlet boundary condition and Dirichlet jump condition. The presented numerical experiments confirm the efficiency of the proposed method in comparison with some existing methods for interface problems. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种基于改进EMD端点效应的电能质量分析新方法

针对经验模态分解（EMD）中存在的端点效应问题,提出一种基于极值点对称延拓的新方法来对短时信号序列进行端点处理.通过对信号序列边界处的相邻两个极大值、极小值点的连接,比较其在边界对应值与端点值的大小,按照包络原则选取其一作为边界处的极大值或极小值,然后进行EMD分解.将该方法应用于电力系统的谐波模态辨识,仿真结果表明其能够有效改善EMD端点效应,准确辨识出信号所含的多种谐波模式.