基于特征和约束的飞机反求建模

提出了基于特征和约束的飞机外形争结构件反求建模方法.针对飞机测量数据,运用内存映射和栅格划分技术进行预处理,在此基础上实现了针对大规模测量数据的平滑、修复、多视拼合及区域划分算法.根据飞机外形特点,综合运用分片连续样条曲面、裁剪曲面、规则曲面和直纹面拟合方法求取全机外形,采用曲面变形技术修改外形以满足必要的工裳约束,提出了基于曲面、实体特征分解的飞机结构件反求方法;设计了凸块、型腔等基本特征识别和参数提取算法,以及反求平面轮廓线和辅助参数重建拉伸、旋转、扫掠等复杂轮廓特征的算法.对于二次曲面,识别曲面类型及约束,然后基于约束重建了曲面整体.对于飞机外形相关的结构件,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取.最后,各重建特征通过裁剪、缝合、特征融合等操作得到最终实体模型.     

实对称带形矩阵(系)部分特征值与特征向量的计算

本文的方法与一般算法不同的是保持矩阵的对称性,同时采取了一系列节约内存单元的措施;另一方面,在用反迭代法求特征向量时,选择了新的初始向量,从而加速了收敛过程。     

调和微分求积法权系数矩阵的一种显式计算式

简要介绍了调和微分求积法，导出了求一阶导数权系数矩阵的显式计算公式。利用该公式和其中反心对称的性能，可进一步提高计算效率。由于均匀网点有时不能给出可靠的解，本文导出了几种能出可靠结果的不等距网点公式，其中一种公式虽然用不同的方法导出，但结果与Ｇａｕｓｓ－Ｌｏｂａｔｔｏ方法等价，本文还证明了调和微分求积法权系数矩阵具有中心对称或中心反对称的性质（取决于导数的阶数），利用这些性质可以进一步减少计算工程     

利用NURB作曲线和曲面的插值

给出了非均匀有理三次Ｂ－样条插值的方法，利用曲线（面）方程的矩阵表达式导出了反求顶点问题的方程组，使方程组的系数矩阵呈三对角型，易于求解。同时，分别推出几种情况下的端点（边界）条件。利用该结果可以使得曲线（面）易于调整，运算速度快，便于处理。     

复杂组合曲线的设计与拟合——重节点B样条法

本文在非均匀B样条的基础上,采用重节点方法设计和拟合复杂组合曲线。对于各种不同的重节点情况,解决了反求特征多边形顶点时线性方程组的降秩问题,并建立了统一表达式。由于考虑到使用中可能遇到的各种情况,程序通用性强,使用方便,能快速地拟合、设计、修改复杂组合曲线,为计算机辅助几何设计与绘图中应用B样条提供了一种具有较大灵活性的方法。     

AES算法中的求逆研究

AES算法有三处涉及求逆运算,即字节替代中的多项式求逆、仿射变换求逆和列混合变换中的多项式求逆,求逆运算是影响算法实现效率的重要因素。本文探讨了三处求逆的理论问题及其实现思路,对AES算法的高效实现具有一定的借鉴意义。     

带比例矩阵逆特征值问题

研究讨论了一类带比例矩阵的特征值反问题:任意给定2n-1(n≥2)个实数λ(n)1…λ(2)1λ(1)1λ(2)2…λ(n)n,求一个带比例矩阵A,使得λ(j)1和λ(j)j分别是其顺序主子阵Aj(1!j!n)的最小和最大特征值。文中给出了此问题有唯一解的充要条件以及有解的充分条件,并给出了解的表达式,最后用数值算例验证了结论的正确性。     

关于循环矩阵的求逆问题

本文讨论循环矩阵求逆问题。第一节证明了本文所要用到的两个引理。第二节,在第一节的基础上给出了循环矩阵的一般求逆公式。最后在第三节中,将此求逆公式作了推广     

求多边形最小包容矩形的遗传算法

建立了求任意多边形包容矩形的数学模型 ,将求最小包容矩形问题转化为函数优化问题 ,并用遗传算法求得函数的最优解     

一种用戴维南定理分析含受控源电路的方法

本文探讨了一种用戴维南定理分析含受控漂电路的方法。指导思想是将受控源当作独立源,以便求等效电路,特别是求等效入端电阻较为方便。     

Collapse of a Deep Excavated Foundation Pit in the Soft Soils by 3-D FEM

In view of the collapse of a deep excavated foundation pit of the Xianghu subway underground station in Hangzhou of China,the main features of the accident are analyzed,and the induced factors of the accident are summarized. Then,a 3-D FEM analysis model is created to demonstrate the soil-support structures interaction system,and the effect of the main factors,such as the volume replacement ratio of the bottom soil reinforcing,the asymmetric ground overload,the embedded depth of the diaphragm wall,the shear strength of the bottom soils disturbed by the construction,and the excessive excavation of the bottom soil,are analyzed and compared. The results show that the ineffective original reinforcement plan for the bottom soft soil is the most prominent factor for the accident,and the disturbance effect of the deep excavation on the shear strength of the bottom soft soil is another significant factor for the accident. Meanwhile,if the reinforcement of the bottom soft soil is canceled,an appropriate extension of the diaphragm retaining walls to the under lying harder soil layer can also effectively prevent the collapse of the deep excavated foundation pit. In addition,the partly excessive excavation in the process has a great influence on the axial force of the most nearby horizontal support but few effect on the stability of the diaphragm wall. Thus,the excessive excavation of the bottom soils should not be the direct inducing factor for the accident. To the asymmetric ground overload,it should be the main factor inducing the different damage conditions of the diaphragm walls on different sides. According to the numerical modeling and actual engineering accident condition,the development process of the accident is also identified.     

斜直井中钻柱非线性屈曲的有限元分析

建立了直井中钻柱屈曲的平衡方程及对应的泛函表达式，并首次采用有限元法对斜直井中钻柱屈曲的整个过程进行了分析。力学模型中考虑了重力、井斜角和扭矩对屈曲的影响，并将计算结果与前人的结论作了比较。分析结果表明：发生屈曲的是钻柱轴向载荷较大的下部，这部分的井壁约束力、钻柱弯矩、位移和位移的一阶导数呈周期性变化，载荷增大时钻柱屈曲从钻头处向钻柱上部扩展；钻柱上部不屈曲，井壁约束力随载荷增大而增大，弯矩为零。井斜角增大时，钻柱下部的屈曲段长度和屈曲位移的幅值逐渐减小。井壁法向约束力在上部未屈曲段的常值逐渐增大，在屈曲段幅值逐渐减小。钻柱弯矩在未屈曲段为零，在下部屈曲段幅值减小。扭矩增大使屈曲位移增大，但增幅很小。     

渐开线花键滚轧轮建模及其修正

由于渐开线花键滚轧技术具有无切屑、高效率、可改善加工表面金属组织等优点,从而提高了表面质量,延长产品使用寿命,故在汽车拖拉机行业中用滚轧技术代替传统的切削技术已成为发展趋势。渐开线花键滚轧轮的设计是渐开线花键冷滚轧的关键技术。本文通过对渐开线花键滚轧时啮合原理的分析,按照等升距螺旋面的形成理论建立了滚轧轮廓形设计模型。根据该模型制造了滚轧轮,进行了加工花键实验。并利用三坐标测量机对花键廓形进行测量,对测量数据与理想渐开线花键廓形数据进行比较,计算出轧轮廓形的修正量。用廓形修正后的模型制造滚轧轮,重新加工花键,得到了较为理想的花键廓形。     

流体物性对离心力场热驱动影响的数值研究

本文利用数值模拟,通过改变流体的密度、黏性系数以及导热系数等热物性参数随温度的变化规律,讨论了不同物性参数对循环小通道内热驱动运动及其换热效果的影响。研究结果表明:为了达到最佳的换热效果,循环小通道内流体应具有高体积膨胀系数、高密度、高定压比热、高导热系数、低动力粘度等特点。当封闭小通道内流体为液态工质时,密度对换热效果的影响最大,导热系数、定压比热和黏性系数的影响依次降低。当封闭小通道内流体为液态金属时,导热系数对换热效果的影响最大,密度、定压比热和黏性系数的影响依次降低。     

地面反射和衰减效应对声源频谱的影响

噪声源辐射的声波在传播过程中,由于地面的存在会引起声波的反射和衰减,并产生地表面波使得声源频谱特性发生显著的变化。为利用观察点处实测声频谱来预估实际声源自由场频谱特性,必须适当地计及地面反射和衰减效应的影响。本文采用Chien—Soroka地面反射衰减效应理论模型以及Delany—Bazley地面导纳函数,在局部反应地面假设基础上,给出了存在地面反射和衰减时实测声源频谱与实际声源自由场频谱之间的换算公式,并编制了相应的计算程序。文中给出的算例与文献[3][7]中给出的测量结果进行了比较,两者基本吻合。最后还对地面流阻和接收点高度对地面反射和衰减效应的影响进行了数值计算,结果表明,随地面流阻增加和接收点高度的降低都会使得第一个声波干涉低谷向高频移动。因此,实际测量小,若地面流阻未知,可采用紧贴地面设置传声器的方法测量声源频谱,此时地面影响的修正量,在第一声波干涉低谷以下,均为6dB。     

低雷诺数下翼尖涡统计特性实验研究

翼尖涡的统计特性主要包括涡核半径、平均涡量、旋涡切向速度等，其准确测量是翼尖涡控制技术得以有效实施的重要前提。采用二维粒子图像测速技术在水洞中对椭圆机翼生成的翼尖涡尾流场进行了实验观测，测量区域覆盖翼尖涡发展的近场、中远场。针对涡对不稳定运动导致旋涡统计参数失真的情况，采用涡核中心对齐平均（re-centered average）的方法，屏蔽掉涡对不稳定运动对旋涡统计参数的影响，提高了统计结果的准确度。Re-centered average统计结果表明:涡核半径和涡量峰值随流向站位分别呈现出近似符合幂函数的增长和衰减规律；旋涡不稳定运动的振幅随机翼迎角增大而减小，表明涡对抵抗扰动的能力随涡强度的增大而增强。     

矩形隔离段内激波串结构及其影响因素分析

隔离段是超燃冲压发动机的重要组成部分，主要作用是隔绝燃烧与进气道的相互干扰。隔离段中存在的复杂流动现象一直是人们研究和关注的重点。利用三维数值模拟方法对矩形隔离段激波串特性影响因素进行了研究，主要分析了不同来流马赫数、单侧和对称扩张角以及壁面凹腔等因素影响下的激波串特性。结果表明:在高来流马赫数条件下，隔离段内激波串长度变短，隔离段抗反压能力增强，总压损失增大；在单侧和对称扩张隔离段内的激波串结构存在差异，且隔离段后的流场总压损失与扩张形式无关；隔离段添加壁面凹腔后，在不同反压下会出现2种模态（亚临界凹腔模态和超临界凹腔模态），2种模态下隔离段内激波串结构及流场参数特性有所不同，超临界凹腔模态下隔离段抗反压能力下降，总压损失增大。本文的研究结果可为隔离段和燃烧室设计及试验提供参考。     

一种新型内啮合转子压缩机几何关系

通过介绍内啮合转子机构在其他领域的应用,阐述了其用于压缩机的可能性和优点,分析表明该压缩机能够承受高的压力和压差,并且具有无需平衡质量、吸气容积大以及加工方便等优点。以变态外摆线的等距线为内转子型线、多段圆弧为外转子型线为例,研究了这种压缩机的基本几何关系,包括型线的构成、内外转子的基本啮合关系、瞬心的位置、节圆的直径和外转子齿顶圆的有效啮合范围等。通过对上述几何理论的研究,为这种新型压缩机的实际应用打下一定的理论基础。     

整体中空夹层复合材料经向弯曲刚度的预测

提出了预测整体中空夹层复合材料经向弯曲刚度的理论方法。根据织物结构特点,运用夹层梁理论推导出纯弯曲时面板承担的弯矩占总弯矩的比例,在此基础上建立了材料宏观弯曲刚度和面板弯曲刚度的关系式,从而通过计算面板刚度以及相应结构参数预测了材料经向弯曲刚度,并研究了不同织造参数下弯曲刚度的变化。通过与实验值和理论预测值的对比,验证了理论预测方法的正确性。     

动态节流下激波串运动特性的模拟和分析

为研究动态反压下的激波串特性，针对一种带凹腔的二元进气道/隔离段构型，在马赫数为6的来流下模拟了堵塞比从0.20增长到0.32再保持不变的动态节流流动，分析了堵塞比增长时间（1～10 ms）对激波串运动的影响。结果表明:激波串在节流变化初期向下游运动，随后向上游运动并最终稳定在某一位置。当堵塞比增长时间在5 ms以内时，激波串向下游和向上游运动的幅度分别为3 mm以内和约18 mm，且激波串运动滞后于节流变化，滞后时间随着增长时间的延长而缩短。当增长时间大于等于6 ms时，激波串可向下游运动到凹腔中部，幅度可达31 mm，并伴随着流动振荡；向上游运动幅度仍约为18 mm，激波串运动与节流变化近似同步。分析表明:较短增长时间工况下，激波串运动滞后主要是因为节流引起反压升高、传播时间大于堵塞比增长时间；较长增长时间工况下，凹腔内流动振荡主要是堵塞比增长初期凹腔亚声速区排出流量增加，回流区横向尺度减小，导致凹腔超声速区膨胀并出现“壅塞”，产生分离激波与回流区相互作用、发生振荡。工程设计时应考虑激波串运动的滞后及其对流动性能的影响。