多机系统混沌现象的研究

经典模型下的2机系统在扰动消除后具有哈密顿系统特性。如果它能在首次正向摆动和首次反向摆动中保持有界，则将永远保持周期运动，但该系统在交变激励下则可能发生貌似无规律的混沌运动。对于经典模型下的3机系统，在瞬时扰动结束后，即使不再存在周期性激励，只要系统的时间响应曲线并非理想的两群动态，就会发生混沌现象。推导了经典模型下3机系统发生再同步混沌的条件，同时从理论和仿真两个方面揭示这些现象的本质。     

圆柱附属刚性与柔性分离盘结构系统的涡激振动及驰振风洞实验研究

近年来该文作者针对圆柱涡激振动控制方法与机理开展了数值模拟和风洞实验研究,获得了一些具有典型意义的认识及涡激振动控制策略。与此同时,研究发现,有的典型涡激振动抑制装置如分离盘和整流罩等在一些条件下会发生比涡激振动更严重更复杂的不稳定现象—驰振,它非常不利于对圆柱涡激振动本身的控制。该文概述近期利用风洞实验开展刚性和柔性分离盘控制涡激振动研究时所观察到的典型特征,揭示了涡激振动以及驰振发生的条件和规律。总体来看,在该文实验条件(质量阻尼比0.19-0.2,约化速度2-38)和材料属性下,长度小于1.0 D(D为圆柱直径)的柔性分离盘可以有效控制涡激振动,而大于1.0D的柔性分离盘和刚性分离盘都引发了驰振。对于刚性分离盘,这种驰振比较复杂,与测试条件相关,有的为涡激振动诱发,有的是速度限制激励的,有的是纯粹的驰振且振动强而不停;而柔性分离盘的驰振大多是自发产生的且相对刚性分离盘弱而有限。     

考虑励磁顶值与PSS的混沌和分岔现象

电力系统中的混沌对传统的稳定分析和安全控制而言，是一个巨大的挑战。文中研究了发电机励磁顶值和PSS回路对电力系统的振荡失稳和混沌现象的影响。研究表明，当计及励磁顶值极限时，或在PSS参数配置合理情况下，可能导致系统Hopf分岔(HB)现象不出现或HB点与鞍--节分岔(SNB)点十分接近。由于在小扰动稳定框架下，HB出现是混沌产生的前提，HB不能出现时，混沌现象也将消失。合理配置PSS参数，可为系统提供正阻尼，从而能够显著抑制HB及混沌现象的产生。文中的研究也是作为找到有效抑制电力系统振荡失稳和混沌现象措施的一种有益尝试。     

微扰电力系统中的次谐及混沌轨道

研究了电力系统在周期和准周期扰动下的次谐和混沌轨道。首先假定扰动具有正弦形式，采用梅尼科夫方法对其中存在的次谐轨道和混沌吸引子进行了系统的分析，指出了由连续的次谐分叉进入混沌状态的途径。对周期非正弦扰动情况的分析表明，该状态下的系统动力学性质与正弦周期扰动情况下类似，但轨道空间形式更为复杂。对于准周期扰动情况，首先给出了不变环面的存在条件，然后预见了弱扰动下混沌轨道附近的混沌环面及强扰动下环面破裂所产生的混沌现象，并通过数值仿真对其进行了验证。     

水轮机调速器的混沌现象分析及控制

水轮机调速器是水轮机调节系统中的最重要部件。为了更好对其控制,对其进行复杂动力学分析,包括Lyapunov指数谱、分岔图、Poincare映射图、时域波形图、频谱图等。基于稳定流形原理,提出了只含一个控制项的新的控制器的设计方法,并给出了数学证明,以调速器的两种典型工作状态为例,使系统稳定在其中之一的不稳定平衡点(0,0,0)处,利用MATLAB进行数值模拟实验。结果证明,该控制方法简单实用,能很好的使处于混沌状态的水轮机调速器稳定在平衡点。该控制策略能有效地改善水轮机调速器的动态特性,提高其抗干扰能力。     

振荡流下细长柔性圆柱涡激振动数值分析

涡激振动是造成立管疲劳破坏的最主要原因之一。目前,多数柔性圆柱涡激振动的数值模拟与模型试验,都是基于均匀流、剪切流和阶梯流等稳定流作用下,而振荡流作用下的柔性圆柱涡激振动研究相对较少。实际远洋深海情况下,细长柔性立管所处的海洋环境更为复杂,因而有必要深入研究复杂流场作用下的柔性圆柱涡激振动现象。该文采用切片法并基于开源Open FOAM平台开发的细长柔性立管流固耦合求解器viv-FOAM-SJTU,进行振荡流作用下细长柔性圆柱的涡激振动数值模拟。该文主要研究不同振荡流周期对细长柔性圆柱涡激振动的影响。数值模拟结果表明振荡周期与柔性圆柱涡激振动半振荡周期内的"锁定"区域大小密切相关,同时也观察到了间歇性涡激振动,模态跃迁等现象以及涡激振动的产生、锁定和消亡过程。     

发电机的经典摇摆方程与混沌现象的初步研究

对3机系统的仿真表明，如果发电机采用经典摇摆方程模型，负荷采用恒定无源阻抗表示，则该类系统不存在严格意义上的混沌现象。但存在类似于混沌的时间行为，如瞬时混沌现象，以及分叉等现象。这表明上述模型不能用来研究严格意义上的混沌现象。通过对系统方程的变分方程的矩阵特征值分析，初步证明上述结论对于4机系统或多机系统也成立。     

含太阳轮浮动的风电机组行星齿轮箱动力学建模与混沌性分析

为了研究多种非线性因素共同作用下的风电机组行星齿轮箱的动力学特性和混沌性,建立了包含太阳轮浮动、时变啮合刚度、综合啮合误差、齿侧间隙等非线性因素的平移-扭转耦合动力学模型。以某1.5 MW风机的传动链为研究对象,对实际运行中不可避免的行星轮系太阳轮浮动进行了建模,在此基础上建立更加完善的系统动力学模型。通过数值解法对系统动态响应进行求解,绘制了系统的分岔图、相轨线、Poincare截面和功率谱以分析风机传动链随激励频率变化的分岔混沌特性。结果表明,太阳轮浮动会显著影响系统的动态响应和混沌性。研究结果对风机传动链的优化设计、生产制造具有一定的指导意义。     

基于混沌理论的弧形闸门面板振动特性研究

为了研究弧形闸门面板的振动特性,采用混沌理论,通过对时间序列进行处理,确定延迟时间τ、嵌入维数m,进行相空间重构,并计算时间序列的混沌特征值,进而对弧形闸门在启闭过程中面板振动的复杂性进行研究。以大石峡水电站弧形闸门面板的振动为研究对象,根据面板脉动压强模型试验资料,分析弧形闸门面板在不同开度、不同水位的振动情况。结果表明:弧形闸门面板在高水位时的振动复杂程度高,且其底缘的振动情况较其他位置更复杂;在小开度时弧形闸门面板的振动复杂程度减弱,线性相关性高,非线性振动建模计算可由较少独立变量进行控制。     

论混沌振动碾压混凝土技术(CVRCC)

碾压混凝土(RCC)技术是混凝土建造技术的重要进展,而混沌振动碾压是振动碾压的近代技术,本文基于上海产与徐州产混沌振动碾压机的宽带振动,分析混沌振动的碾压机理,提出混沌振动碾压混凝土(CVRCC)新技术。     

ANALYTICAL SOLUTIONS FOR THE SLOSHING LOADING ON CIRCULAR CYLINDRICAL LIQUID TANKS WITH INTERIOR SEMI-POROUS BARRIERS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｌｏｓｈｉｎｇｏｆｆｌｕｉｄｉｎａｌｉｑｕｉｄｔａｎｋａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｅｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃａｎｄｈｙｄｒｏ ｅｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓｈａｖｅｄｒａｗｎｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｒｅｃｅｎｔｌｙｄｕｅｔｏｉｔｓｗｉｄｅａｎｄｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｓｐｅｃｔｓ .Ｆｏｒｅｘａｍ ｐｌｅ ,ｏｎｅｍａｙｂｕｉｌｄｏｉｌｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｓｆｏｒｏｉｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ,ｓｔｏｒａｇｅ…     

区域水资源生态经济系统耦合关系分析

以复杂系统科学理论和生态经济学原理为指导,论述了水资源生态经济系统的层次关联模式及动态反馈关系,分析了系统耦合关系的实质和特征.在此基础上,研究了各子系统之间关系的规律性及生态环境问题发生的机制,以求为水资源生态经济系统关系的评价与调控提供理论基础.     

水电站调压室内三维湍流场数值模拟

运用计算流体动力学方法(CFD)对某抽水蓄能电站尾水调压室进行了数值模拟。计算时选用适合调压室流动特性的Realizablek-ε湍流模型,采用标准SIMPLE算法,离散格式采用一阶迎风格式。计算结果揭示了调压室内流道流场的速度及压力分布规律,并据此计算出调压室水头损失系数。将水头损失系数计算结果与水力模型试验结果进行比较,发现采用CFD方法计算得到的结果不论在变化规律上还是数值上均可达到与模型试验结果相当的精度,表明CFD方法可以应用于调压室的设计和优化中。     

A review on liquid sloshing hydrodynamics

Liquid sloshing in tanks is a very complex nonlinear free surface fluid flow problem,which must be considered in most of the marine engineering problems such as...     

红河南沙电站水轮机筒阀液压控制系统

以天津大学研制的南沙电站水轮机筒阀液压控制系统为对象，重点对水轮机筒阀启闭速度控制、多接力器同步控制的模块如控制阀组、液压分流马达组成的分流模块和配油模块等进行了介绍，并研究了水轮机简阀在不同工况下控制系统的工作原理。通过在云南红河南沙水电站的实际应用，表明了该控制系统的各项功能和性能指标均满足设计要求。     

‘SODEPT’ A Software for Design of Percolation Tank

Percolation tanks are widely used for increasing recharge of ground water resources. This has been used from centuries in arid and semi arid regions of India and is known by different indigenous name, viz. rapat, nadi etc. However not much work has been done on standardization of the design parameters of these tanks, and therefore most of the time, tanks are either over designed or under designed. The design parameters of the percolation tank and amount of water recharged to groundwater during different months depend upon area of catchment, hydrological cover complex characteristics of the catchment, rainfall characteristics of the area, evaporation loss and seepage rate of the tank bed. Since rainfall and evaporation are stochastic variables, their distribution should also be accounted for. Further the dimensions of the tank will vary with the level of probability of design. With this in view, a software has been developed for giving the design parameters of the percolation tank. The input data are long term daily rainfall and evaporation data, seepage rate of the tank bed which is a function of textural characteristics and hydraulic conductivity, area of catchment, hydrological complex characteristics defined by curve numbers, area available for construction of the tank (length and width) for excavated type of the percolation tank or width of the gully and slope of the drainage way for impounded type of the tank, and cost of the earthwork for different depths and lead. The output is capacity of the tank for most economic recharge per unit investment, total recharge during the year, recharge during monsoon and recharge during post monsoon months and expected storage level at the end of the monsoon.     

基于MPS方法数值模拟三维LNG液舱的晃荡问题

该文基于自主开发的无网格粒子方法求解器MLParticle-SJTU,将MPS方法(moving particle semi-implicit)应用到三维LNG液舱的晃荡问题中,分别研究了LNG液舱在单自由度纵摇和横摇激励下,装载高度和激励频率对液舱晃荡作用的影响。首先,对装载高度为70%H的LNG液舱在单自由度纵摇和横摇激励下的晃荡问题分别进行了数值模拟,并将计算结果与实验结果进行比较,验证了MPS方法的可靠性。其次,对比不同装载高度,不同激励频率下液舱晃荡的拍击压力和流场分布情况,分析了装载高度和激励频率对晃荡作用的影响,并分析了一阶固有频率和共振频率随装载高度的变化规律。数值结果表明:激励频率对晃荡幅度影响较大;当激励频率在一阶固有频率附近时,会发生剧烈的晃荡现象;52.5%H为危险装载高度,在共振频率下,产生的拍击压力最大。     

微机控制励磁在泵站自动化中的应用

在泵站自动控制中,微机励磁系统是非常重要的环节。分析了电机无刷励磁系统存在的问题和微机控制励磁系统的原理、性能特点。根据目前泵站应用情况,得出采用WKLF-41型微机控制无刷系统,可大大改善电机的励磁稳定和可靠性,泵站自动化性能也能得到提高。     

分布随从力作用的双参数地基上悬臂管稳定性研究

为了对分布随从力作用时双参数地基上悬臂管稳定性进行分析,利用Euler-Bernoulli梁模型创立输流管道的运动微分方程,然后运用传递矩阵法进行求解。通过分析悬臂输流管的无量纲复频率和失稳时临界流速间的关系,在地基刚度取4种不同值情况下研究悬臂管道受分布随从力和流体流速作用时的振动情况。结果表明①地基刚度取值一定时,悬臂管道受分布随从力和流体流速影响时的振动特点大不一样;②无量纲分布随从力与流体流速取值一定时,管道系统的振动状况随着地基刚度增加而更加稳定,相比线性刚度的影响剪切刚度的作用尤为突出。     

高水头抽水蓄能电站复杂水力装置过渡过程的新计算方法

针对高水头、复杂管道、带上、下调压室的大型抽水蓄能电站甩负荷和泵断电过渡过程，在全面分析、处理各类复杂边界基础之上，建立了具体的基于水泵水轮机装置内特性解析理论的特征线解法。利用该法对潘家口抽水蓄能电站的校核计算表明了它的正确性和广泛的适用性。此外还对我国蒲石河和捷克的ＤＬＯＵＨＥ ＳＴＲＡＮＥ蓄能电站进行了可研阶段的计算分析和性能预估。