基于有限差分法的非饱和砂土层地震反应研究

利用有限差分法建立非饱和砂土层-基岩的自由场模型,分别在水平向和竖直向天然地震动输入条件下,分析非饱和砂土层的饱和度对地震反应分析结果的影响,通过计算分析地震动峰值和反应谱等参数,初步揭示非饱和砂土层对地震动响应规律。饱和度变化影响土体剪切模量和体积模量而导致场地地表峰值加速度出现差异;加速度反应谱方面,饱和度较大的工况加速度反应谱峰值到达周期会出现滞后现象;加速度反应谱峰值大小以及到达峰值周期时长受地震波输入方向和饱和度共同影响。     

高温深井通风降温技术的适用条件研究

随着矿山开采深度的不断增加,“三高一扰动”恶劣开采环境问题日益突出,给矿井通风降温工作带来极大困难。对于深井矿山,仅采用通风降温难以满足深部开采的需要,系统研究高温深井矿山通风降温技术的适用性问题,对矿山深部开采具有重要的理论意义和工程适用价值。首先从热力学角度,揭示风流在通风线路中的热交换规律;其次利用差分法原理计算深井筒风流温度,并依此推导出巷道和回采工作面风流温度变化趋势;然后结合采场安全生产允许温度进行反推,最终获取通风降温条件下的可采极限深度计算公式,并选取广西铜坑矿锌多金属矿体作为工程应用试验区进行论证分析。结果表明：基于风流的热交换模型可以推导出风流在井筒、巷道及工作面的温度计算公式,该公式与低温梯度、风流流经路径长度有关;假定工作面温度达到安全开采允许最高温度,可反推出该条件下矿山可采极限深度和巷道通风极限长度（仅采用通风降温措施时）;基于铜坑矿区锌多金属矿的实际条件,代入相关数据,验证计算所得极限开采深度符合实际,即所推导公式是可行的。     

船舶舱室环境中无线信道全波建模与分析方法

为保证船舶舱室的通信质量,研究无线电波的传播特性显得尤为重要。本文将金属共形技术引入时域有限差分法,用于曲形舱室结构的电磁传播特性和信道建模分析。具体地,通过修正共形网格处磁场迭代方程的系数,减少FDTD方法在计算曲形物体时存在的阶梯近似误差。通过与CST软件场仿真结果对比,验证了该方法的正确性。接着,将该方法用于模拟大型船舶舱室环境中的超短波无线信道,并通过CLEAN算法对时域信号进行数据后处理,得到了舱室下多径分量的功率分布及簇的数目。仿真结果表明,该方法不用增大网格的剖分精度,仍可获得较高的计算精度,适用于不规则大型物体目标的电磁求解。     

涡轮增压器蜗壳形状对其喷嘴出口速度场的影响

用心形线表征了一种涡轮增压器无叶蜗壳梨形流道横截面轮廓，用有限差分法计算了涡轮增压器蜗壳流场，分析了无叶喷嘴出口气流速度和气流角的分布，经与测量结果比较，两者吻合较好。在此基础上，研究了三种不同蜗壳型线对喷嘴出口速度场的影响。结果表明，C型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布均匀，A，B型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布不均匀。     

银镀层影响裂变偶响应时间的数值计算

分析了带银镀层裂变偶的传热过程,建立了数学模型,将裂变偶分成了铀球、银镀层和热偶丝3个区域,分别给出了各区域的二维传热方程和初、边值条件,用有限差分法对其进行数学离散,建立了相应的差分格式.使用C语言编制程序,计算得出银镀层引起的响应滞后时间τ=123 ns.计算结果表明:镀银不会对裂变偶探测器的响应性能带来明显影响.     

复合材料电磁特性的非均匀时域有限差分法分析

介绍了用非均匀时域有限差分方法计算复合材料电磁特性问题的基本原理、数学模型、网格划分、边界条件与初始条件等。文章着重针对解决材料结构为各向异性时的电磁特性计算问题。最后 ,利用非均匀时域有限差分方法求解了 [0 0 ]n 玻璃纤维 /环氧树脂层合板在 TEM波入射时的散透射高频电磁波的情况 ,计算结果表明透射出的辐射强度与垂直于电磁波传播方向的层合板截面上纤维所占面积百分比具有直接的关系     

基于有限差分法的大线能量焊接热模拟试件的温度分布

利用能量守恒定理以及傅里叶定律,建立了大线能量焊接热模拟试件的导热微分方程。首先,以有限元分析法为基础,对三维空间离散化,并根据一维、二维有限差分法传热方程推导出了三维有限差分法传热方程。然后,在分析Gleeble-3500热模拟试验机加热原理的前提下,设定了升温阶段以及保温阶段的第一类边界条件。最后,应用Matlab中的PDE工具箱对方程进行求解,说明了升温以及保温过程中的传热规律。     

利用多特征融合的运动员人体姿势识别算法

针对现有姿势识别算法不能全面反映运动员运动姿势的动态特性问题,文中提出了一种多特征融合的运动员姿势识别算法。首先,通过光学图像采集器采集运动姿势图像,然后将采集到的图像进行灰度变换提高图像质量,进一步基于阴影消除技术和帧间差分法获得身体轮廓和运动姿势区域,最后,基于Radon变换和离散小波变换提取运动姿势区域和身体轮廓,并通过将两种互补性的特征融合实现最终的姿势识别。实验表明,提出的方法识别精度高于其他的较新方法。     

电磁辐射防护材料人体防护性能评价研究

本文采用高分辨率人体电磁辐射模型和非均匀网络时域有限差分法(FDTD),通过比较人体模型在防护前后全身平均比吸收率SAR的变化,建立了防护材料对人体防护性能的评价方法。利用此方法,针对不同频率、不同入射角度的电磁辐射,对不同防护材料的防护性能进行了评价。结果表明,防护材料的防护性能并不仅仅取决于其屏蔽性能,还与防护方式、照射方式等密切相关。局部防护方式对被防护的器官有良好的防护效果。相对于水平照射,斜向上照射时,防护效果较差;斜向下照射时,防护效果较好。     

有限差分法模拟电梯悬挂系统横向受迫振动

电动机偏心旋转、导轨不规则和高层建筑的摇晃对高速运行的电梯产生位移激励,这种激励是引起电梯悬挂系统横向振动的重要因素。基于广义的Hamilton原理,建立了电梯悬挂系统变长度曳引绳受迫振动控制方程,在耦合项中忽略纵向项,得到任意变长度曳引绳的横向振动方程。提出了一个改进的有限差分方法,基于离散的控制方程建立了变系数的常微分方程组。以典型曳引电梯悬挂系统为例,仿真得到电梯运行中变长度曳引绳的横向振动位移响应和能量变化,并与Galerkin方法得到的结果进行了对比,两者基本吻合。最后定量分析了轿厢弹簧刚度对最大绳索位移和振动能量的影响。