干式非开挖钻具减黏脱附的新技术研究综述

针对钻掘技术的发展趋势,介绍了常用的螺旋干式钻进及土壤黏附的机理.分析了典型土壤动物非光滑体表特征及其非光滑脱附现象,结合减黏脱附技术的发展状况,探讨了开发减黏脱附仿生钻具的理论基础,阐明了其现实意义.从工程仿生学的角度出发,提出了开发仿生钻具的技术途径.     

Rational Characterization Complex Geology Model — Macro Velocity Model

偏移速度模型构建的精度,一直是叠前深度偏移成像结果好坏的关键。但是由于速度模型求取过程是由未知求未知的一个迭代过程,并且涉及到模型的建立、偏移和模型的修正等环节,这就要求我们针对问题的复杂性合理的描述速度模型。我们以Marmousi模型为研究的对象,根据模型不同速度的空间尺度,通过走时的变化和成像效果的对比分析,得出了以合理的尺度描述模型的一些依据,认为对于任何给定的地震数据集,在偏移速度模型中必须表现出的速度空间波长将随出现在该地震数据中的各种频率成分的空间波长而变,模型中描述速度场所必须的一些空间波长也将要随着地层的复杂性而变。对于简单的地层速度结构,采用一些简单的速度模型(具有很大的空间波长)也就足够了,对于复杂的地层速度结构,则需要更精细尺度的速度模型。但是实际建模过程中,我们很难全尺度的来描述模型。因此,在建模时,要根据模型的复杂程度,合理的限定描述模型参数的空间尺度,建立满足精度要求的宏观速度模型。     

基于小波变换的最小光滑滤波去噪

在地震勘探中，随机噪声是一种频带较宽，严重影响有效波的干扰波，常用的一维去噪方法效果都不理想。小波变换是一种时频分析方法，根据它的分频和局部分析能力，结合一维方向上去噪的光滑滤波，能有效地消除随机干扰，并且能保证有效波的中、高频成分，经过小波包重构，可恢复有效波信号，该方法优于常规一维去噪方法。     

WCSPH方法模拟三角形底板水跃特性

使用弱可压光滑粒子动力学（weakly compressible smoothed particle hydrodynamics,WCSPH）方法,对弗劳德数Fr=1.68～6.08和不同波长与波高(S/t）之比的三角形波状底板上的水流流态、流速云图以及流速矢量图、共轭水深、消能率等水跃特性进行模拟研究。经对比分析：数值模拟结果与试验结果吻合较好;三角形波状底板表面会产生顺时针漩涡增加能量耗散,提高消能率,其水跃长度比光滑底板的小,且消能效果优于光滑底板。通过分析不同工况的水跃特性,确定了最佳三角形波状底板,其可使共轭水深和相对水跃长度分别降低14.15%和24.83%,而消能率比光滑底板提高48.52%。     

基于SPH方法的溃坝流动数值模拟

应用光滑粒子流体动力学方法对溃坝问题进行了数值模拟,在现有SPH 方法的理论基础上对密度近似方程进行了重新初始化处理,分析了密度重新初始化对溃坝流动问题的影响,并对SPH数值模拟所得到的结果与试验结果以及移动粒子半隐式方法得到的计算结果进行了比较和分析.结果表明,对密度近似方程进行重新初始化保持了流场内的质量守恒,同时整个计算域内的压力分布更加规则,SPH方法数值模拟得到的结果与实验结果和MPS方法得到的结果非常吻合,验证了改进方案及所编程序的可靠性和计算结果的准确性.     

Experimental and numerical study of the fragmentation of expanding warhead casings by using different numerical codes and solution techniques

There has been increasing interest in numerical simulations of fragmentation of expanding warheads in 3D. Accordingly there is a pressure on developers of leading commercial codes, such as LS-DYNA, AUTODYN and IMPETUS Afea, to implement the reliable fracture models and the efficient solution techniques. The applicability of the Johnson-Cook strength and fracture model is evaluated by comparing the fracture behaviour of an expanding steel casing of a warhead with experiments. The numerical codes and different numerical solution techniques, such as Eulerian, Lagrangian, Smooth particle hydrodynamics （SPH）, and the corpuscular models recently implemented in IMPETUS Afea are compared. For the same solution techniques and material models we find that the codes give similar results. The SPH technique and the corpuscular technique are superior to the Eulerian technique and the Lagrangian technique （with erosion） when it is applied to materials that have fluid like behaviour such as the explosive and the tracer. The Eulerian technique gives much larger calculation time and both the Lagrangian and Eulerian techniques seem to give less agreement with our measurements. To more correctly simulate the fracture behaviours of the expanding steel casing, we applied that ductility decreases with strain rate. The phenomena may be explained by the realization of adiabatic shear bands. An implemented node splitting algorithm in IMPETUS Afea seems very promising.     

适应非光滑特性的交直流混合电力系统状态估计

交直流混合电力系统中的有载调压变压器(on-load-tap-changer, OLTC)和换流器模型存在大量限幅、死区等非光滑特性,如何处理换流器引入的分段函数约束是当前状态估计的研究难点。构建了OLTC的混合整数非线性(mixedintegernonlinearprogramming, MINLP)模型,通过控制二次侧电压水平得到OLTC挡位的估计值。针对换流器采用分段函数描述包含限幅、死区等下垂控制特性的问题,提出采用近似拟合函数将分段函数光滑化。与采用MINLP描述分段函数的方法相比,所提模型显著提高了计算效率。通过3节点和IEEE14节点交直流混合系统算例,验证了所提状态估计模型的正确性和实用性,同时分析了拟合系数对状态估计的影响。算例表明,所提模型增强了状态估计处理不良数据的能力,提高了对非光滑特性的适应能力,在保证计算精度的前提下能够提高状态估计的收敛性。     

一种新型单层递归神经网络解决非光滑伪凸优化问题

非光滑伪凸优化问题是一类比较特殊的非凸优化问题,常出现在各类科学与工程应用中,因此具有很大的研究价值.针对现有神经网络模型解决非光滑伪凸优化问题存在的不足,该文基于微分包含理论,提出一种新型单层递归神经网络模型.通过理论分析,证明了神经网络状态解在有限时间内收敛到可行域,且永驻其中,最终神经网络状态解收敛于原优化问题的...     

一种有效的分段光滑信号逼近方法

传统的Fourier变换,连续小波变换等方法在逼近具有分段光滑特性的非连续信号时,因 Gibbs现象的干扰会产生比较大的误差。本文提出了一种有效的分段光滑信号逼近方法。首先根据给定信号的分段点位置,构造一组标准正交分段多项式系,该函数系具有正交性,收敛性及再生性。然后将信号在该函数系下进行正交分解及重构,即可得到该信号的最佳平方逼近结果。数值实验表明,本文方法比传统的正交基具有更好的逼近结果。