龙格库塔方法在求解瞬态中子扩散方程中的应用

本工作开发了NGFMN-K程序求解瞬态中子扩散方程。空间离散采用第2类边界条件节块格林函数方法,时间离散分别选取向后欧拉格式和四阶精度对角线隐式龙格库塔(DIRK)格式。对DIRK格式采用嵌入三阶精度格式估计截断误差实现时间步长自调节。数值验证结果表明,两种格式的计算结果与参考程序结果符合很好,对于剧烈瞬变情况,DIRK格式较向后欧拉格式更为精确、高效。     

拉索端部弹性约束振动控制

研究了拉索振动的轴向被动控制。在拉索端部沿轴向设置弹性约束,通过影响索端支座的移动改变拉索的振动特性,从而达到减振效果。考虑垂度、几何非线性及抗弯刚度的影响,通过D′Alembert原理建立拉索-约束系统平面内横向振动方程,通过Galerkin方法将偏微分方程转化为常微分方程,应用龙格-库塔数值积分法求解方程。仿真分析验证了该振动控制具有明显的减振效果,并给出了计算最优阻尼参数的近似解析式。     

激光冷却铬原子的3维仿真分析

为了研究铬原子在激光冷却场中的3维表现形式,分析和探讨了铬原子与激光冷却场的相互作用过程,并基于半经典理论的多普勒力和偏振梯度冷却力的3维特性,采用4阶龙格-库塔算法模拟铬原子的3维运动轨迹,同时得到了铬原子的3维落点分布状态,当铬原子束经过激光冷却场后,其发散角变小,速率降低。结果表明,铬原子3维仿真结果与2维情况下的铬原子分布相吻合,并且能提供更全面和丰富的冷却信息。     

激光驻波场中铬原子的三维沉积特性分析

利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法,但仅通过一维和二维形式的仿真不能给出激光驻波场作用下中性原子沉积纳米光栅的全部信息。利用半经典模型,从铬原子在高斯激光驻波场中的运动方程出发,通过四阶Rungo-Kutta法模拟了铬原子在高斯激光驻波场中的三维运动轨迹以及三维沉积条纹结构,并分析了原子束发散、色差和球差等因素对三维运动轨迹及沉积条纹结构的影响。结果表明,利用三维仿真形式模拟高斯激光驻波场中铬原子的运动得到的结果与一维和二维形式下相比可以直观地表现出其较为详细的本质。     

改进的油浸式电力变压器绕组热点温度计算和在线监测及运行分析

针对变压器绕组热点温度的计算模型,采用变步长的Runge-Kutta方法对计算模型求解,实时计算变压器的顶层油温和绕组最热点温度。建立针对变压器的实时在线监测系统,实现变压器运行情况的监测分析,采用先进的计算方法对变压器热点温度计算模型求解,提高计算精度;并对变压器短期过负载能力进行科学合理预测。     

CNC加工中直线插补刀路的误差评估修正研究

在精加工中,CNC机床扮演者极其重要的角色.CNC机床的加工水平已经成为衡量一个国家生产力和工业实力的重要指标.本文将针对传统的CNC机床控制器的直线插补功能上的缺点作深入的研究与分析,并使用Runge-Kutta法则对样条刀路进行误差评估修正,利用对于误差的评估-修正的方法求出最佳的曲线参数,推导出机床各轴控制系统的相对取样时间的进给量.通过仿真试验证明本文提出的算法在轮廓加工精度上优于传统的直线插补方法.     

矿井扩散塔喷淋换热装置热质传递模型及参数优化

针对矿井扩散塔喷淋换热装置的能量回收问题,建立了空气-水之间的传热传质数学模型。利用四阶龙格-库塔方法,进行了传热传质的数值计算,分析了装置结构参数、工质初始状态参数对装置换热的影响,结果表明:装置内部换热以潜热为主,且装置底部潜热交换越充分,装置热回收率越高;对装置换热效果的影响,按装置计算高度、液滴粒径、迎面风速、水汽比和液滴初速度的次序,依次下降;迎面风速对装置换热效果有较大影响,应控制迎面风速,避免风吹水损失和实现充分的热质交换。     

Predicting Temperature and Pressure in High-Temperature–High-Pressure Gas Wells

Abstract

In this article, we give a coupled system model of differential equations concerning pressure and temperature in high-temperature–high-pressure wells according to mass, momentum, and energy balances. We present an algorithm solution model, along with the fourth-order Runge-Kutta method. The basic data for the X Well (a high-temperature–high-pressure gas well, 6,115 m deep) in China were used for case history calculations and a sensitivity analysis was made for the model. In curve graphs, gas pressure and temperature along the depth of the well were plotted with different gradients, intuitively reflecting the gas flow law and characteristics of heat transfer in formation. The results can provide technical reliability in the processing of well test design in high-temperature–high-pressure gas wells and the dynamic analysis of production.     

冶金斜齿轮减速器的动态仿真研究

建立了圆柱斜齿轮的六自由度动力学分析模型,通过变量代替推导了无量纲化后的方程,然后采用Runge-Kutta法进行数值求解,在matlab中求解得到了振动位移曲线、振动速度曲线和相平面图。通过分析证明了此动力学模型是正确的。此研究为降低系统振动噪声、提高动态性能提供了理论基础。     

并网变换器虚拟同步无模型参数鲁棒增强控制策略

随着新型电力系统的发展,并网变换器已成为能量传输的关键设备。模型预测控制的虚拟同步机参数鲁棒性较低,当并网参数失配时,输出电流纹波增大,同步机功率支撑下降。针对此问题,提出一种改进的虚拟同步无模型参数鲁棒预测控制方法。首先,该方法采用四阶Runge-kutta优化超局部无模型得到虚拟同步机参数增强鲁棒模型。然后,采用Lagrange插值法求解模型中K参数,通过前4个时刻的采样值预测下一时刻的输出。同时设计虚拟惯量无模型自适应预测算法,实现了惯量动态需求响应。最后,经过价值函数寻优比较得到虚拟同步机的优化电压矢量,实现参数鲁棒增强控制。实验结果表明,所提出的控制策略在参数失配情况下功率支撑能力稳定,频率波动时虚拟惯量能够动态响应,具有良好的稳态和动态响应性能。