气泡上升运动的观察与分析

根据实验观察,正压气泡的上升运动可分为直线型、准谐振动型、螺旋线型和翻滚运动型。我们选择适当的物理模型对各类运动进行了理论分析,并对气泡内气体分子运动机理进行了探讨,其结果与实验观察相符。     

圆弧面上的降雨滑坡运动特性研究

为了研究降雨诱发沿圆弧形破裂面滑动的土质滑坡的运动特性,基于质点组的运动假设,融入饱和-非饱和土体特性,建立降雨滑坡的运动物理模型,采用有限差分的方法进行求解,从而获得其运动速度、滑动距离等动力学参数,提出了沿圆弧面滑动的降雨滑坡运动学问题研究的一种新的研究方法。采用该方法对滑坡算例进行了研究分析。研究结果表明：滑坡运动速度呈现先增大后减小的趋势,同时运动速度在极短的时间就达到了最大运动速度;滑坡的水平位移随着时间的增加而增加,在最初阶段滑坡水平位移增加较快,此后增加缓慢直至滑坡停止;该方法能够简单快捷的计算滑坡的运动速度和运动距离等运动学参数,进行滑坡危害范围的预测。     

基于统计模型的海水运动仿真

人们常用建立物理模型的方式来达到模拟自然现象，然后通过OpenGL绘制出来；同时0penGL本身也有用于模拟自然现象的粒子系统，这对计算机来模拟自然现象提供了很大的方便。对海水运动的模拟通常通过建立海水动力学模型来达到，通过建立统计模型的方式来模拟自然现象，提出了通过建立统计模型来模拟海水的运动的方法，并对其加以实现。结果表明，通过建立统计模型模拟海水运动可以达到和物理模型一样的效果。     

旋风燃烧室内气流紊流结构的研究

本文对旋风炉内强旋转气流的紊流结构进行了理论和试验的研究,得出了紊流运动雷诺方程在强旋转气流下的近似解,并由此作出旋风炉内半自由射流的模型及紊流运动自模的结论。对所提出的物理模型、假定及理论计算进行了试验(?)核,得出了令人满意的结果。发现旋风炉内的紊流脉动绝对值比一般煤粉炉高近十倍,因而燃料在旋风炉内得到强烈的混合和燃烧。文中对不同几何结构的旋风炉进行了试验,发现出口喷咀对旋转气流的紊流运动起着决定性的作用。本文最后从紊流运动观点出发,分析了燃料在旋风炉内的燃烧过程。     

高速远程滑坡热-水-力耦合效应与沿程侵蚀研究

为研究高速滑坡超强流动性及沿程侵蚀问题,本文在Goren热-水-力耦合模型的基础上结合滑坡侵蚀率公式,构建了考虑沿程侵蚀影响的一维高速远程滑坡热-水-力耦合物理模型,提出了有限体积法隐式格式与TDMA耦合算法,对高速滑坡运动热水力耦效应及侵蚀效应进行数值模拟。结果表明：高速滑坡运动过程中热水力耦合效应提升了滑坡的流动性并显著影响滑坡的沿程侵蚀作用。     

装甲车辆瞬态温度场分析

为了对装甲车辆太赫兹辐射特性进行分析,以坦克为主要研究对象,利用有限元分析软件ANSYS进行三维瞬态温度场模拟,建立了装甲车辆的整体物理模型。并且着重对负重轮温度场进行计算研究,绘制了负重轮及履带加载负荷和边界条件后的图形,以及运动1 h后负重轮整体的温度分布图,分析了轮胎边缘点温度随时间变化的情况。结果表明:负重轮是装甲车辆太赫兹辐射成像中重要的识别因素,为后期研究目标与背景的太赫兹辐射特性奠定了基础。     

线板式静电除尘器数学模型的建立及数值仿真

简要介绍了线板式静电除尘器除尘过程中所发生的各种物理现象,在前人所建立的数学物理模型的基础上,通过对静电除尘器中高压静电场、气流场和电力场的分析,建立了粉尘粒子输运的数学模型,修正了以前理论中不合理的边界条件,重新建立了静电除尘器实际除尘规律的新的边界条件,建立了除尘电场模型、尘粒荷电模型、粉尘颗粒捕捉等一系列反映静电除尘过程的数学物理模型.运用差分法对静电除尘器的数学模型进行求解,利用Matlab和Fortran进行数值模拟算法设计和方程求解,得到了静电除尘器中粉尘粒子在高压静电场中的浓度分布和运动规律.利用所建立的实验模型对本研究数值模拟的结果进行验证,可知建立的数值模型和边界条件基本符合静电除尘器的除尘规律.     

基于物理模型的水墨画仿真实现

为了解决水墨画仿真中真实感效果难以实现的问题,用基于物理模型的方法对水墨画的仿真进行探索,以动仿静。选择水墨画中的吸附水墨画为模拟对象,用Navier-Stokes方程对水墨流动进行控制,用半拉格朗日方法进行求解,在GPU（Graphics Processing Unit）上加速实现。实验结果表明,物理模型能反应流体运动的内在物理特性,能逼真地模拟各种自然物理现象;最后形成的模拟效果,水墨画韵味十足,而且具有抽象的艺术效果,是计算机技术与艺术融合的有效尝试。     

水泥基材料含水量评价方法研究

结合物理模型试验和数值模拟分析两种途径,研究水泥基材料含水量评价方法.应用超声检测技术和称重方法,建立水泥基材料内部含水量与超声波速之间的关系,提出由超声波速表达的含水量经验拟合公式.开展水泥基材料非饱和吸水物理模型试验,获得湿润前锋及吸水率、水分扩散系数函数等非饱和渗透参数.基于描述非饱和渗流运动的Richard方程,以及吸水模型试验得到的非饱和渗透参数,采用非饱和渗流数值分析方法,研究水泥基材料的湿润前锋及含水量,比较物理模型试验和数值分析结果,提出合理便捷的水泥基材料含水量评价方法.本研究对混凝土结构工程具有借鉴意义.     

二维数值水槽波浪生成过程及波浪形态分析

为了弥补物理模型试验投资大、模型相似性差等缺点，利用数学模型进行流体力学研究越来越普遍。基于物理水槽造波原理，在FLUENT流体软件中通过设定造波板边界的运动来模拟实际造波板的运动过程，实现了二维规则波的数值模拟，并给出了波高随造波板运动周期、振幅及坐标的变化规律。对波浪形态的分析表明，利用本文研究的数值模拟方法所生成的波浪符合实际造波形态。通过改变边界条件，用该方法也可以实现二维不规则波和随机波的数值模拟。     

冲击摆运动特性的数值研究

冲击摆运动特性研究对于激光推进冲量耦合过程的分析具有重要价值。以实验测量冲击摆运动的角位移为基础,通过不同初始条件下的运动微分方程,分析了数值解的计算精度,建立了合理的阻力模型,描述了冲击摆在激光脉冲瞬间作用下的运动特性。结果表明:数值研究很好地再现了冲击摆运动的实验过程,验证了脉冲激光对光船作用瞬间完成的特性。     

Variable universe adaptive fuzzy control on the quadruple inverted pendulum

This paper focuses on the control problem of the quadruple inverted pendulum by variable universe adaptive fuzzy control. First, the mathematical model on the quadruple inverted pendulum is described and its controllability is versified. Then, an efficient controller on the quadruple inverted pendulum is designed by using variable universe adaptive fuzzy control theory. Finally the simulation of the quadruple inverted pendulum is shown in detail. Besides, the experimental results on the hardware systems, i.e. real object systems, on a single inverted pendulum, a double inverted pendulum and a triple inverted pendulum are briefly introduced.     

基于ADAMS的摆锤式铺棉机的运动分析

针对摆锤式铺棉机的摆动机构建立虚拟样机模型,采用三维建模工具Pro/E对模型进行设计,利用动力学仿真软件ADAMS对该模型进行运动学模拟仿真。分析执行机构工作点在铰链四杆取不同长度下的位移、速度、加速度的变化规律及动力输出的驱动曲线,分析各曲线,从而实现对铰链四杆进行优化,得出铰链四杆机构的最适宜尺寸。结果表明:通过模拟仿真能直观展示摆动系统的工作规律,为摆锤式铺棉机的结构设计和改进提供参考依据。     

柔性倒立摆的PD实时控制

针对直线一级柔性倒立摆系统的多变量特性,采用三个PD控制器实现了系统的平衡控制。建立了系统的数学模型,并利用极点配置方法整定控制器参数进行仿真实验,将所设计的控制器在实际的实验设备上进行实时控制实验。实际控制结果验证了方案的有效性和正确性。     

基于粒子群算法的倒立摆智能控制系统研究

为了控制倒立摆保持稳定状态,选取直线一级倒立摆为研究控制对象,建立直线一级倒立摆数学模型,将粒子群算法(PSO)实际应用到直线一级倒立摆智能控制系统的关键参数优化,仿真验证PSO算法优化直线一级倒立摆的动态稳定性.仿真结果表明,基于粒子群算法对直线一级倒立摆的优化控制具有更快的收敛性和更优的稳定性.     

Using Adaptive Gain Scheduling LQR Method Control of Arm Driven Inverted Pendulum System Based on PIC18F4431

The arm driven inverted pendulum system is a highly nonlinear model, muhivariable and absolutely unstable dynamic system so it is very difficult to obtain exact mathematical model and balance the inverted pendulum with variable position of the ann. To solve this problem, this paper presents a mathematical model for arm driven inverted pendulum in mid-position configuration and an adaptive gain scheduling linear quadratic regulator control method for the stabilizing the inverted pendulum. The proposed controllers for arm driven inverted pendulum are simulated using MATLAB-SIMULINK and implemented on an experiment system using PIC 18F4431 mieroeontroller. The result of experiment system shows the control performance to be very good in a wide range stabilization of the arm position.     

基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制

针对小车倒立摆系统,提出了一种基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权的控制方法。倒立摆摆杆角度作为模糊逻辑系统的输入,输出为滑模控制器的加权系数。滑模控制将摆角控制在一个零的邻域内,在邻域内先采用近似的线性化模型来描述系统,然后采用基于极点配置的线性状态反馈来控制系统达到给定值。仿真结果表明,设计的控制器具有良好地跟踪性。     

智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用

倒立摆系统是一个复杂的非线性系统。本文建立了倒立摆的一种非线性数学模型，在分析的基础上，为倒立摆系统设计了一种模糊控制方案。我们对一级倒立摆系统进行了控制，取得了较好的效果。     

基于Matlab的一阶倒立摆系统建模及仿真

倒立摆系统是一个典型的快速、多变量、非线性、不稳定系统,建立其数学模型研究其稳定性对于很多工程控制有着重大意义。论文采用机理建模法对一阶倒立摆系统进行分析,建立其数学模型。采用Matlab软件进行仿真验证,仿真结果表明,实验结果符合实际实验设计,所建立的一阶倒立摆系统的数学模型是有效正确的。     

基于光热膨胀效应的光驱自激单摆

自激振荡可利用运动状态反馈等机制实现自主吸收环境能量,开发新型自激振荡系统可推动自适应主动机器的进一步发展.基于光热膨胀材料提出一种单摆结构,通过建立光热响应摆动力学模型,从理论上研究了单摆的光驱自激振荡现象.结果表明,单摆有静态模式和振荡模式两种运动模式.在阐明了自激振荡机理及其触发条件后,进一步全面探讨了系统参数对振动幅值和频率的影响.