似P范数特征值分解高分辨率声源定位识别方法研究

提出一种基于似P范数特征分解的高分辨率声源定位识别方法,该方法在子空间类算法原理基础上,利用特征分解得到子空间响应函数向量,通过预设声源类型建立各子空间声源向量重构模型,进而利用似P范数稀疏性约束条件求解最优解,获取高分辨率声源定位识别效果。理论及仿真研究表明,与其它常规算法相比,该方法不仅能真实反映声源位置信息,而且能反映不同声源能量分布的绝对大小,对多种类型声源具有高精度,高分辨率定位识别效果,适用性强。通过对影响定位性能参数的仿真分析,给出了合理的选取范围。水池试验进一步验证了该方法具有良好的工程应用前景。     

柔轮壁厚对其性能影响的仿真分析

柔轮是谐波齿轮传动中的关键核心部件,其性能直接决定了谐波传动的整体状况,为了探求柔轮壁厚对其性能影响的基本规律,从而能够更好的控制其性能。采用ANSYS Workbench软件分别对其空载及负载状态下柔轮壁厚对其应力及变形的影响情况进行仿真分析,结果表明,在空载情况下随着壁厚的增加,柔轮的最大应力不断增强,最大变形整体减小;在负载情况下,随着柔轮壁厚的不断增加,柔轮的最大应力整体减小,最大变形先减弱,后趋于平缓,在相同壁厚下,随着负载的增加,最大应力与最大变形均增加,随着壁厚的减小,负载对变形的影响越来越敏感;在相同条件下,筒底修型比等壁厚结构的柔轮所产生的应力较小。柔轮壁厚对其性能影响的这一规律为相关研究人员提供一定的参考。     

考虑物性变化及壳体传热的新型板壳式换热器板程流动传热数值模拟

板壳式换热器以优越的换热性能和耐温耐压性在化工生产等领域有着广阔的应用前景。本文采用可实现k-ε湍流模型结合增强壁面函数,对一种新型板壳式换热器板程流动与传热特性进行数值模拟研究,讨论了介质物性变化及壳体传热的影响,并与已有实验进行验证。重点分析了不同波纹高度在不同入口流速下的流动传热特性,基于场协同理论揭示了速度场与温度场及压强场协同分布规律。结果表明：流动传热计算不能忽略流体介质物性变化及壳体传热的影响;增大波纹高度流态由曲折流向十字交叉流转变,板间流体分布趋于均匀,换热性能增大;沿沟槽形成连续的涡结构,在触点周围形成具有周期性和中心对称的高剪切涡量集中区,垂直于流动方向场协同呈现周期性变化,波纹高度越高周期性越明显;在波纹核心流域内因流动与热流相似,其协同程度变差。     

三峡升船机齿条试验装置传动效率计算分析与试验验证

三峡升船机齿条试验装置传动系统主要由驱动齿轮箱、驱动齿轮齿条、负载齿轮齿条以及负载齿轮箱等4部分组成。为了更好地计算分析三峡升船机齿条试验装置的传动效率,通过建立的齿轮箱传动效率计算模型,对试验装置中的4个组成部分以及装置总传动效率和耗电量分别进行计算分析,并与试验数据测得的输入转速和转矩、输出转速和转矩等数据进行对比分析,验证了计算模型和试验数据的准确性,为低速重载齿轮箱和齿轮齿条的传动效率研究奠定基础。     

小视场大范围坐标测量方法

靶标成像法存在高分辨率与大范围不能兼顾的难题。提出基于编码靶标成像的小视场坐标测量新方法,利用视觉测量获取编码靶标局部信息,依据靶标的全息性即可获得靶标端点的位置信息,实现相对大范围的坐标测量。设计出编码靶标,采用红外光点组合编码,只要成像视场大于3个编码间距即可正确解码和测量。建立系统测量模型,仿真分析了系统主要参数与测量精度的关系,构建优化的测量系统。定点测量和距离测量试验和数据证明了通过获取编码靶标的局部信息可以实现高精度坐标测量。仿真和试验表明,采用编码靶标测量,不仅利用较小视场实现较大范围内的高精度测量,而且利用视场内尽可能大范围的光点参与计算提高测量精度,编码靶标方法显著优于普通靶标方法。利用编码靶标的全息特点扩大测量范围而并不损失测量的分辨率,可以解决视觉测量中大范围与高分辨率不能兼顾的矛盾,为视觉坐标测量提供新思路,具有后续研究价值和实际应用价值。     

圆柱壳辐射声场重构的波叠加方法

将声全息技术应用到水下结构的声场重建问题中。通过理论推导和数值仿真,分析一两端带半球帽的圆柱壳模型在不同激励作用下声场的重建效果及影响重建精度的因素。考虑到实际应用,全息面分别采用柱形全息面和平行的双平面全息面。仿真结果表明,该方法是一种稳健的全波数空间声场重构技术;其重建精度受到等效源面参数、全息面参数及测量环境信噪比等多因素的影响;在含有测量噪声的条件下,应用Tikhonov结合L曲线的正则化方法仍可以较精确地重构声场;相比于其它方法,波叠加方法具有测点少,计算速度快等优点,有很好的应用前景。     

考虑双向流固耦合的换热器弹性管束流致振动特性三维数值模拟研究EI北大核心CSCD

为研究换热器管束的流致振动特性,开展了考虑双向流固耦合情况下的换热管束三维数值模拟研究。建立换热管及管内外流域的三维有限元模型,计算单、多跨换热管的固有频率,考虑到换热管与支撑板之间的有效支撑具有随机性,对支撑板失效情况下的四跨管固有频率及振型进行了计算。在此基础上,针对单、多管与管外流域进行双向流固耦合数值模拟分析。结果表明:计算得到的固有频率与理论值误差基本低于3%;同阶固有频率随着支撑失效个数增多而降低;单、多跨管的振动频率与之升、阻力频率一一对应;多跨管对称跨的振动位移曲线形状相似且幅值相近;管束间距越大,管子之间相互影响越小,振动位移曲线越易出现Strouhal振型。     

全息数据外推与插值技术的极限学习机方法

针对近场声全息技术中有限测量孔径问题,提出一种基于极限学习机的全息声压外推与插值方法。该方法将初始全息面上的测量数据作为网络的输入样本进行训练学习,将未知的全息面声场当做目标值进行预测,实现全息数据的外推与插值,并对影响外推与插值结果的参数进行分析。利用外推或插值后的全息数据进行重建,将重建结果进行比较。结果表明:该方法相对于传统方法获得了更高的重建精度,解决了测量孔径有限造成的较大重建误差,在不增加测点情况下提高了重建图像的空间分辨率。同时,该插值技术也可用于非自由声场环境中,仿真结果验证了该方法的稳健性和优越性。     

侧隙和弹性变形对齿轮箱双向运转特性影响的试验研究

三峡升船机齿条寿命试验齿轮箱为低速重载四级传动,试验过程中需频繁快速换向运转,由于轮系啮合侧隙、轴系弹性扭转变形以及轮齿弹性变形等因素的影响,会导致齿轮箱运转性能的变化,尤其是换向期间输出转速和转矩的波动。为了分析对齿轮箱传递性能的影响,分别建立了轮系啮合侧隙和轴系弹性扭转变形对转速影响的计算模型,对齿轮箱换向过程中的输出转速进行了计算,并与试验实测的齿轮箱输出转速进行了对比分析,实现了对计算模型和试验数据准确性的互相验证。     

基于波叠加方法的水下声源辐射声场预报及实验研究

根据基于波叠加方法的声全息技术研究了水下声源的辐射声场预报问题,通过水听器阵列测得的复声压预报三维空间声场的声特性。数值仿真分析了一有限长圆柱壳模型在不同频率力激励作用下的声场预报精度,发现测量阵列尺寸与结构尺寸相近即可准确预测声场。水池和湖上实验分别对柱形换能器声源和加肋双层圆柱壳受激辐射声场进行了预测并和实测值进行了对比,结果表明该方法是一种稳健有效的声场预报方法。不同频率下,二者误差一般在3dB以内,能够满足工程需要。为实际水下大型结构的空间声场预报和降噪性能预估提供了工程参考。