区域分解算法的最优边界控制方法

研究椭圆型方程的区域分解算法.使用边界控制的方法确定区域界面上方程解的值和正则化方法克服控制问题的不适定性.将区域分解算法的关键步骤--确定区域界面上方程解的值转化为一个边界控制问题,引入正则化方法克服了原控制问题的不适定性,证明了正则控制解的收敛性,给出了表征最优控制的耦合方程组,从而使得未知解在区域界面上的值可通过求解一系列耦合方程得到.区域分解算法可利用边界控制的方法实现.     

一个特殊边界反馈下的Euler-Bernoulli梁的适定性和稳定性

考虑了一个特殊边界反馈下的Euler-Bernoulli梁方程, 它的边界条件不符合一般的工程设计原则，共轭变量同时出现在同一边界上. 使用Riesz基方法证明了该系统在通常的能量状态空间中是适定的，而且当时间趋于无穷时,系统的轨迹趋于零特征子空间. 这个例子说明至少在理论上,柔性结构振动控制的边界控制律的设计可以有更多的灵活性.     

无奇性边界元法域内积分处理的一般方法

对某些控制微分方程是非齐次的问题应用边界元法时,将会在边界积分方法中出现域内积分.尽管通过划分区域计算这些域内积分并不增加未知量的个数,但将使边界元失去无需划分内部网格的优点.本文总结了目前处理域内积分的一些方法,给出了把无奇性边界元域内积分化为边界积分的一般方法。这种方法应用方便,适用性强,精度容易控制。     

电解加工阴极的计算机辅助设计

针对阴极设计周期长的问题,以腰子型槽为研究对象,采用边界调整法设计阴极型面.首先根据加工条件输入参数,进行APDL参数化建模,划分网格,通过有限元方法求解阳极边界电场场强度分布,与理论值进行比较得到偏差值,根据迭代准则将偏差映射到阴极边界上,再重新用APDL修改模型,得到新的阴极边界,这样不断调整阴极边界,直到目标函数在允许的误差范围之内.由于迭代过程是通过C 编程进行控制,ANSYS仅作为一个子程序来调用,对复杂边界的处理比较灵活,易于提高收敛速度,通过18次迭代目标函数值可达到允许的误差范围(O≤5),实现了计算机对实验修正的替代,是缩短阴极研制周期的一条途径.     

求解固体力学反问题的广义边界控制方法

基于广义边界控制方法和有限元方法,探讨了一类固体力学反问题的数值求解方法.将柯西反问题转化成线性代数方程组,得到一个求解此类柯西反问题的直接算法.为克服测量数据中随机扰动带来的不适定性,得到一组稳定的解.此外,还应用Tikhonov正则化方法,并用L曲线法为正则化方法选取合适的正则化参数.数值实验结果表明,基于有限元方法的广义边界控制是稳定且有效的.     

一种基于非光滑切换曲面的控制设计

为了提高控制设计的灵活性,针对一类二阶不确定系统提出一种基于非光滑切换曲面的控制设计方法.该方法基于控制系统自稳定域的概念,首先构造以线性Lipschitz曲面作为边界的自稳定域,然后设计反馈控制律,利用微分方程解与空间非光滑曲面的关系判据,证明在该控制律的作用下系统轨迹将在有限时间内到达所设计的自稳定域边界并进入其内部.结果表明:该方法放宽了对自稳定域边界光滑性的要求,提高了设计的灵活性.数值算例验证了设计的正确性和有效性.     

利用上下边界估计的图像增强方法

提出了一种基于上下边界估计的快速图像增强方法.该方法使用上边界提升图像的细节信息,使用下边界消除图像的雾霾成分,调整上下边界的距离可灵活控制图像增强的程度,在上下边界计算过程中采用了加权中值滤波,能够在有效去噪的同时保持图像边界清晰.实验结果表明,该算法能有效改善图像质量,保持图像细节信息,压缩图像动态范围,色彩逼近于真实环境,且避免了光晕的产生.     

飞行最大可控边界集及其机动边界保护控制

根据优化控制和不变集理论,论述了飞行安全边界集及其计算方法。考虑受控制约束的情况,对系统进行增广,利用水平集算法,对某客机纵向含舵机特性的增广系统的飞行安全边界集进行了计算。利用计算结果,构建了飞行边界保护控制器,并对控制效果进行了仿真验证。结果表明,控制器能有效保护飞机飞行在不变集定义的安全边界内,且不影响正常的飞行控制。     

天然气水合物降压分解传热特性分析

天然气水合物广泛存在于海底和冻土等极地环境中,是未来潜在的新型天然气能源.降压开采天然气水合物适合于大规模工程应用,边界传热是影响天然气水合物分解速度的重要因素.研究了天然气水合物降压开采的控制机理,建立了二维开采模型,分析了实验室小尺度下不同边界传热条件对天然气水舍物降压开采过程中温度、压力、饱和度以及产气率变化的影响.结果表明,水合物降压开采需要边界能量输入,边界绝热时产气总量为完全分解时的1/36,边界温度越高,水合物分解越快,边界温度为277.45K时分解速度为275.45K时的2.5倍,产气率越快,但对产气总量影响不大.     

基于微粒群优化和模拟退火的约束广义预测控制算法

提出一种基于微粒群优化和模拟退火的约束广义预测控制算法,将微粒群优化和模拟退火引入到广义预测控制的滚动寻优过程中,增强对约束边界的搜索能力,并将约束条件构成约束违反度函数和适应度函数一起判断最优解的优劣,该算法可以有效地提高广义预测控制处理约束的能力.通过对一个工业对象的仿真,验证了该算法的可行性和有效性.     

钢板轧后冷却过程温度场仿真

建立钢板的温度场模型是钢板轧后冷却过程控制与优化的基础.为此,简述了钢板轧后冷却过程模型研究的情况,基于有限元方法建立了钢板轧后冷却过程的温度场模型,并进行了仿真研究.在ANSYS软件环境下,通过对工件几何、单元类型、材料属性与边界条件等定义,对钢板轧后冷却过程瞬态温度场模型进行了仿真求解,得到了钢板的温降曲线及瞬态温度场分布,所模拟出的温度场对合理制定冷却制度和冷却工艺具有实际指导意义.     

火灾下组合构件内温度场分析的二维热阻单元

目的 开发模拟钢与混凝土之间界面热传导的二维热阻单元,研究界面热阻对火灾下组合构件内温度分布的影响.方法 把通过界面的热流当作混凝土单元和钢单元的对流边界条件,分别推导出热流边界对有限元方程的贡献,然后把这些贡献组合到一起,形成热阻单元的导热单刚.结果 推导出了二维热阻单元导热单刚的通用积分表达式,并给出了六节点和四节点两种特殊矩形热阻单元导热单刚的显式表达式,这些单元已经装配到作者开发的温度场分析软件TFIELD中.结论 数值算例表明,笔者开发的热阻单元能够模拟界面热阻对组合构件内温度分布的影响.     

一个椭圆方程的边界点流量密度最优控制问题

研究了1个椭圆方程的边界点流量密度最优控制问题．以流量密度作为控制量,讨论了方程解的存在性及关于边界点的最优控制,并导出了边界点流量密度最优控制的必要条件．     

不锈钢高速连铸中结晶器的热流计算

在高效连铸过程中,结晶器的传热效率起着至关重要的作用。在进行加拿大国家自然科学基金资助的高速连铸的战略性研究项目时,在Ａｔｌａｓ Ｓｔｅｅｌ钢铁公司的方坯连铸机上进行了１次工业试验,目的是研究高速连铸不锈钢时结晶器的热流变化。试验中,结晶器４壁共安装了４２个热电偶。不同工艺条件下的温度信号以１０Ｈｚ的频率记录在计算机中,根据每点的平均温度,针对ＩＨＣＰ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｈｅａｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏ     

Prediction of the coupled heat radiation and conduction parameters and boundary condition using the unscented Kalman filter

The boundary emissivity, thermal conductivity, and boundary time-varying heat flux in the participating media are retrieved in this work. In the forward model, the coupled radiation-conduction heat transfer in the participating medium is resolved by the finite volume method combined with discrete ordinates method. The inverse model utilizes the temperature signals at the appropriate position of the medium as the known information and uses the unscented Kalman filter(UKF) as an optimization tool to reconstruct the boundary emissivity, thermal conductivity, and boundary time-varying heat flux. It is found that when the emissivity, thermal conductivity, and boundary time-varying heat flux are reconstructed simultaneously, only the temperature information of two locations is required. The influence of the measurement noise, sampling interval, absorption coefficient,process noise covariance, measurement noise covariance on the accuracy and stability of the retrieval results is investigated in detail. All the reconstruction results indicate that the UKF technique is effective and robust for estimating the photothermal parameters and boundary condition of the radiation-conduction heat transfer problems.     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

表面凹坑对活塞-缸套摩擦生热过程的影响

针对表面规则凹坑可以改善活塞-缸套摩擦副的热效应这一物理现象,建立了热应力耦合的有限元模型。对该模型进行接触非线性分析,求得接触力,从而得到摩擦力所做的功,将功转化为热能作为表面热流输入到温度场控制方程中,实现了应力场与温度场的耦合。仿真结果表明:相对于光滑活塞,加工有凹坑的活塞表面虽然在局部存在较高的温度点,但整体上实现了温度的均匀分布,而光滑裙部表面的温度分布集中使导热较差是引起光滑裙部局部磨损的主要原因之一。凹坑可使裙部热量分散,不易引起磨损以及高温黏着现象,从而提高裙部表面的耐磨性,延长活塞的使用寿命。     

Analysis of disagreement between numerically predicted and experimental heat transfer data of impinging jet

1 INTRODUCTIONI mpinging jet (IJ) , with high heat and masstransfer rates have been widely usedin a number ofindustrial areas ranging from thermal drying ofcontinuous sheets , production of foodstuffs toelectronic component cooling, annealing of metalsheets ,tempering of glass ,and cooling of turbinevanes . Over the past 30 years , experi mental andnumerical investigations of flow and heat transfercharacteristics with single or multiple jets havebeen a very hot research field. Due to the …     

Analysis of the heat transfer in unsymmetrically heated triangular microchannels in slip flow regime

Theresearchontheflowandheattransferinvariousmicrochannelsisafrontierintheheattransferfield.Theadvantagesofcompactstructureandhighspecificheattransferperformancemakeitpossibletousethemicroheatexchangerswithvariousmicrochannelstograduallysolvethecoolingproblemofhighheatfluxinthefieldsofmicroelectronicsengineering,lowtemperaturesuperconductorstechnology,spaceengineering,Micro-Electro-MechanicalSystem(MEMS)andsoon.Generally,thecharacteristiclengthofthedevelopingmicroscalethermalandfluidicsystem…     

高炉用铜－钢复合冷却壁传热及力学性能分析

采用热力耦合方法研究了铜层厚度和冷却水道间距对铜－钢复合冷却壁温度及应力分布的影响．以1：1比例铜－钢复合冷却壁进行了热态试验,测试了铜－钢复合冷却壁温度分布,计算了热态试验条件下铜－钢复合冷却壁的温度分布,计算结果与试验结果基本吻合．计算结果显示,铜－钢复合冷却壁铜层厚度增加,壁体最高温度和最大等效应力减少,铜层厚度上限值为70mm;冷却水道间距减少可以降低壁体最高温度和最大等效应力,当冷却水道间距小于220mm时,减少冷却水道间距对降低壁体最高温度和最大等效应力作用较小．铜层厚度为60mm,冷却水道间距为220mm的铜－钢复合冷却壁在高炉热负荷较高区域工作不易发生塑性变形损坏．