大地电磁三维模型的一维二维反演近似问题研究

设计了一个简单的三维模型———均匀半空间的三维低阻异常体模型。采用51×51×38的网格计算得到了33.333Hz至0.0071Hz之间共34个频率的三维正演响应。选取其中5条具有代表性的测线,比较了不同测线上自适应正则化(ARIA)一维反演结果和非线性共轭梯度法(NLCG)二维反演结果相互之间及其与原三维理论模型之间的异同,研究大地电磁三维模型的一维、二维反演的近似情况。发现:对于三维模型响应,一维、二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,但二维模型对三维模型的近似程度比一维模型要高得多;在二维模型反演中,采用TM模式更易得到真实的模型信息。研究中,采用蒲兴华等(1994)开发的MT三维正演程序进行正演计算,采用“大地电磁数据管理器(MTDATAMNG)”软件进行数据处理和一维、二维反演。     

不同pH值水溶液浸润煤样强度-分形模型与抗拉试验解析

不同pH值水溶液浸润煤体受应力集中扰动后强度、变形与裂隙发展复杂.文中分析了不同pH值水溶液浸润煤样裂隙扩展特征,建立了基于破坏应力比浸润煤样分形维数求解模型与分形维数-抗拉强度回归方程,分析了不同pH值水溶液浸润煤样循环加载不同应力比下应力-应变特征与梯度加载破裂失稳机制,对比了分形维数-抗拉强度理论模型、线性回归与二值处理吻合性,预测了浸润煤样破坏瞬间分形维数.结果表明：分形维数可以刻画浸润煤样力学行为,建立了基于尺度比、应力比的抗拉煤(岩)样表面分形维数求解方程,推导出了分形维数-抗拉强度回归模型;无浸润煤样循环加载均值抗拉强度、峰值应变相比单轴无循环分别提升了1.13与1.36倍,不同pH值水溶液浸润煤样加载循环次数(抗拉强度)由多(高)到少(低)表现为pH=7>pH=11>pH=3;应力水平梯度越多,同级应力水平梯级应变增量越小,无浸润煤样抗拉强度是pH=7、pH=11与pH=3水溶液浸润煤样的1.26,1.32与1.85倍,抗拉强度与峰值应变特征均表现为无浸润、中性、碱性、酸性依次减小;煤样破坏形态表现为单一主控面拉伸劈裂失稳、多面无序拉剪失稳与近“X”型(或单...     

变照度下的视觉测量系统误差建模

针对二维视觉在线测量工件时,照度变化因素导致测量误差的问题,提出基于遗传算法优化的最小二乘支持向量机（GA-LSSVM）,建立照度误差模型的方法. 分析视觉测量系统的误差来源,通过最小二乘法分析照度影响下的误差规律. 利用照度变化误差实验,获得照度和测量系统的误差数据,分别训练GA-LSSVM、支持向量机（SVM）以及BP神经网络,建立照度和测量系统误差模型,对系统测量误差进行预测. 结果表明：在变照度测量误差预测模型中,GA-LSSVM模型、SVM模型及BP神经网络模型的预测精度分别为94.90%、90.23%及80.60%. 这表明遗传算法优化的最小二乘支持向量机建立的变照度误差模型,在拟合和预测精度上优于传统的BP神经网络.     

面向钻孔数据的层状矿体三维建模及其可视化

目的根据钻孔数据构建层状矿体三维模型.方法利用“断面-TIN-GTP（General-ized Tri-Parism）模型”,基于领域知识的快速层状矿体三维模型构建算法DK-Section2TIN,通过引入专家知识或经验交互式地修改勘探剖面图,构建矿体三维模型.结果通过实例说明矿体三维模型估算的矿产储量、品位估算与实际开采的误差很小,构建的矿体三维模型能够真实地反映矿体的空间分布状态,预测矿产储量、品位等.结论（1）基于领域知识的“断面-TIN-GTP模型”构建的矿体三维模型,能够将计算机的自动处理与专家的知识和经验相结合,实现了基于专家领域知识的交互式层状矿体的建模;（2）提出的层状矿体三维模型构建算法DK-Section2TIN,提高了层状矿体三维模型的构建速度,通过实际生产数据验证,构建的矿体三维模型能够真实地反映矿床的实际情况.     

燃烧模型对多孔介质内预混燃烧的影响

采用二维非稳态数学模型研究燃烧模型多孔介质内预混燃烧影响.燃烧模型分别为单步和多步化学反应动力机理（17种组分,58个反应）,CH4/空气当量比的范围为0.55～1.0.对比分析两种燃烧模型下燃烧器中心处的温度、组分浓度分布曲线.结果表明,多步燃烧模型对燃烧器内温度、组分浓度分布有更准确的预测,并与文献结果比较,证实了二维非稳态数学模型的正确性.此外,将二维的温度场进行比较,结果表明单步化学机理的反应区域小,温度梯度大,而多步化学反应由于各反应步骤存在时间尺度的差异,反应区域大,温度梯度相对较小,与实际燃烧情况能很好的吻合.     

沥青路面二维和三维结构分析模型的比较

为量化二维与三维沥青路面有限元模型之间的差异,应用ABAQUS建立二维及三维模型,考虑单次静力荷载与动态荷载作用,研究刚性、半刚性和柔性3种典型沥青路面的位移及应力空间分布特性,结合双尾显著性检验,对比分析二维与三维建模方法对位移及应力的影响.结果表明,静力荷载作用下二维模型的位移是三维模型的15倍以上,动态荷载作用下二维模型的位移是三维模型的22倍以上;静力荷载作用下二维模型不同类型应力为三维模型的1.2~5.1倍,动态荷载作用下二维模型不同类型应力为三维模型的2.6~11.9倍.结合双尾显著性水平得到,静力荷载作用下横断面上垂直应力和切应力无显著性差异,可将三维路面结构简化为二维平面.     

用张量分析方法推导含偶应力弹性力学有限元理论

经典弹性力学理论用位移梯度表示无限小变形,不考虑旋转变形,把微元体的旋转视为刚体旋转。含偶应力弹性力学理论将旋转变形以旋转张量表示,微元体旋转和微元体平动位移同量级,而旋转张量和应变张量同量级,旋转张量与旋转矢量一一对应,用旋转矢量的梯度表示旋转变形。含偶应力弹性力学理论本构关系包括应力-应变关系和偶应力-曲率张量关系,用等参变换方法离散单元位移到节点上,从虚功原理出发,增加罚函数项以降低有限元方程对高阶单元的需求,推导了拟解决三维及二维问题的含偶应力弹性线力学有限元理论,可得三维及二维问题中位移、应力、应变等分布情况,对结构进行力学评价。     

基于ANN的电力工程造价预测

为了对新的电力工程进行造价预测与估算,采用人工神经网络（ANN）的机器学习与预测能力,通过分析电力工程造价的影响因素,并将这些影响数据归一化预处理后作为ANN的输入,用历史电力工程造价数据对ANN进行训练,并采用训练后的ANN对新的电力工程进行造价预测。多个电力工程造价预测结果表明,ANN的造价预测结果与实际造价的误差小于5%,符合电力工程造价人员的经验许可。     

建设需求量预测分析中的人工神经网络和多元回归方法

利用人工神经网络（ANN）和多元回归（MR）预测方法分别基于中国统计年鉴和香港房屋署的相关数据对中国内地和香港地区的建设需求量进行预测,并对两种预测手段得到的预测结果的可信度和离散程度进行对比分析.基于ANN和MR两种预测手段的不同特性,从预测结果中可以看出,就香港地区的预测情况而言,ANN方法产生的结果比回归模型更加精确;从内地的预测结果来看,ANN和MR的预测精度几乎一致.对于存在较大波动性的数据而言,ANN模型建立的非线性关系可以更精确地描述预测结果,反之,两种预测模型的应用均可得出良好结果.同时,经预测得知,两地的建筑需求量都存在上升趋势,有关部门应采取相应措施提前做好规划工作.     

微燃烧稳定性分析和微细管道燃烧实验研究

为了研究微尺度下的燃烧特性，在考虑散热和熄火距离影响的基础上建立了二维火焰燃烧模型，模型表明在微尺度燃烧中容易发生熄火和吹熄，不容易发生回火.同时在2 mm内径的微细T型管道中通入了氢气和空气的预混气体进行预混燃烧实验，测试了燃烧的火焰温度、流量和燃烧效率的关系.实验结果表明，采用T型管道有利于维持火焰的稳定，不容易被吹熄，但在氢气或空气流量小时容易发生熄火；低流速下，燃烧效率较高，可以完全反应，高流速下，混合气来不及在管道内反应，燃烧效率较低.无论流速的高低，在化学计量比附近燃烧效率较高.     

Development of SOM combustion model for Reynolds-averaged and large-eddy simulation of turbulent combustion and its validation by DNS

The derivation and closure methods of the second-order moment (SOM) combustion model are proposed. The application of this model to Reynolds averaged (RANS) and large-eddy simulation (LES) of turbulent swirling diffusion combustion, jet diffusion combustion, and bluff-body stabilized premixed combustion is summarized. It is indicated that the SOM model is much better than the eddy-beak-up (EBU) and presumed PDF models widely used in commercial software and engineering. The SOM modeling results are close to those obtained using the most accurate but much more complex PDF equation model. Moreover, it can save much more computation time than the PDF equation model. Finally, the SOM model is validated by the direct numerical simulation (DNS) of turbulent reacting channel flows. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50606026 and 50736006), and the National Basic Research Program of China (“973”) (Grant No. G-1999-0222-07)     

基于人工神经网络的超临界小火焰模型研究

为了解决超临界小火焰燃烧模型数据库过于庞大,导致计算机内存不足和取值性能下降的问题,提出使用人工神经网络（ANN）进行建库的超临界小火焰/过程变量模型FPV-ANN. 在先验性分析及在超临界水热火焰的大涡模拟计算中发现,FPV-ANN方法在温度、组分和其他目标变量的分布与传统FPV方法得到的结果吻合,说明FPV-ANN方法的准确性与传统FPV方法一致. 由于人工神经网络小火焰库大小只有传统库的1%,FPV-ANN方法在大规模并行计算中消耗更少的计算机内存. FPV-ANN方法的计算速度比传统FPV方法提升了30%. 可以看出,提出的FPV-ANN方法具有更好的计算性能.     

Artificial neural network modeling of mechanical properties of armor steel under complex loading conditions

An artificial neural network (ANN) model is established to predict plastic flow behaviors of the 603 armor steel,based on experiments over wide ranges of strain rates ( 0.001 - 4 500 s -1 ) and tempera...     

双材料界面剪切应力分析

在传统弹塑性理论的基本框架内,考虑应变梯度效应,分析了钢与混凝土粘结界面处混凝土局部滑移带内部塑性剪应变的规律,推导了剪应力与剪切滑动位移的关系及剪切滑移切向速度表达式.混凝土粘结滑移层内部应变集中程度随剪应力降增加而加剧,在应变软化阶段,剪切滑移切向速度与剪应力卸载率成正比.应用虚功率原理和塑性极限分析上限定理,分析了钢与混凝土双材料界面的剪切滑移强度,认为起主要作用的是混凝土的抗拉强度、与型钢表面状况有关的粘聚力、机械咬合力和混凝土对型钢的横向约束力等.     

不同温度梯度冻结中砂加卸荷变形特性研究

采用K0固结,负荷冻结,加、卸荷的方法,进行了4种不同温度梯度冻结中砂的三轴试验,获得了温度梯度和加、卸荷过程对冻结中砂变形演变的影响规律.结果表明:温度梯度的存在增大了冻结中砂起始切线泊松比,抑制了冻结中砂最大体缩量;不同温度冻结中砂加、卸荷过程中均呈现出体缩—体胀趋势,但不同温度梯度以及加、卸荷条件下的体缩速率和最大体缩量差异很大,且随温度梯度增加,体缩—体胀规律逐渐向持续体胀演变;卸荷过程增大了径向变形演化速率,抑制了冻结中砂体缩的发展,这一规律能合理解释加荷过程中获得的冻土强度高于卸荷过程的基本结论.     

混凝土类材料SHPB实验若干问题探讨

混凝土材料的宏观承载力包括材料的真实动态强度与惯性效应两部分,本文为了建立描述混凝土宏观承载力的物理模型,分析了材料真实动态强度与惯性效应的物理机制,建立了一个质量-阻尼元器件模型,进行了混凝土材料的SHPB数值实验.研究结果表明混凝土宏观承载力中的真实动态强度取决于材料特性及应变率的大小;惯性效应与应变率的梯度成正比例关系,而与应变率无关;提出的质量-阻尼元器件模型可以定性地表征混凝土材料的真实动态强度和惯性效应.

     

基于人工神经网络的结构腐蚀损伤定量预测

用BP神经网络算法分别对飞机结构材料，1Cr17不锈钢腐蚀损伤数据进行学习训练，建立了腐蚀损伤与环境条件的映射模型，并预测腐蚀损伤值。结果表明，ANN预测的精度比灰色GM（1，1）模型及Logistic模型的预测精度高，且对数据有较好的适应能力，将ANN技术用于飞机结构腐蚀损伤预测是可行的。     

Modeling uniaxial tensile deformation of polycrystalline AI using CPFEM

The crystal plasticity finite element modeling （CPFEM） is realized in commercial finite element code ABAQUS with UMAT subroutine on the basis of the crystal plasticity theory of rate dependent polycrystal constitutive relations in the mesoscopic scale. The initial orientations obtained by electron backscatter diffraction （EBSD） are directly input into the CPFEM to simulate the mechanical response of polycrystalline 1050 pure Al in uniaxial tensile deformation. Two polycrystal models and two tensile strain rates were used in the simulations. The stress-strain curves of tensile deformation were analyzed. The predictions and the corresponding experiment result show reasonable agreement and slight deviation with experiments. The flow true stress of strain rate 0.01 s^-1 is higher than that of strain rate 0.001 s^-1. At the strain less than 0.05, the stress saturated rate of the experiment is higher than the simulated results. However, the stress saturated rate of the experiment becomes gentler than the corresponding simulated predictions at the strain over 0.05. Also, necking was simulated by the two models, but the necking strain is not well predicted. Tensile textures at strain 0.25 were predicted at the low strain rate of 0.001 s^-1. The predictions are in good accord with the experimental results. 2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.     

Modeling uniaxial tensile deformation of polycrystalline Al using CPFEM

The crystal plasticity finite element modeling (CPFEM) is realized in commercial finite element code ABAQUS with UMAT subroutine on the basis of the crystal plasticity theory of rate dependent polycrystal constitutive relations in the mesosocpic scale. The initial orientations obtained by electron backscatter diffraction (EBSD) are directly input into the CPFEM to simulate the mechanical response of polycrystalline 1050 pure AI in uniaxial tensile deformation. Two polycrystal models and two tensile strain rates were used in the simulations. The stress-swain curves of tensile deformation were analyzed. The predictions and the corre-sponding experiment result show reasonable agreement and slight deviation with experiments. The flow true stress of strain rate 0.01 s-1 is higher than that of strain rate 0.001 s-1. At the strain less than 0.05, the stress saturated rate of the experiment is higher than the simulated results. However, the stress saturated rate of the experiment becomes gentler than the corresponding simulated predictions at the strain over 0.05. Also, necking was simulated by the two models, but the necking strain is not well predicted. Tensile textures at swain 0.25 were predicted at the low strain rate of 0.001 s-1. The predictions are in good accord with the experimental results.     

应用人工神经网络预测PMV指标

介绍了人工神经网络的基本原理并将其应用于计算人体热感觉的PMV指标，根据有关数据显示神经网络的计算值与实际相吻合，说明神经网络是人体热感觉预测方法，其网络结构在HVAC非线性实时控制中优异显著。