高速铁路连续屏障减振效果分析

采用傅里叶积分变换的方法求解轨道结构连续弹性三层梁模型在列车作用下的路基动荷载,并结合大型通用有限元软件ANSYS建立路基-屏障-大地有限元模型,边界上采用等效一致三维黏弹性人工边界来确保波穿过截断面时不产生反射;对比分析了典型连续屏障空沟、填充沟的不同屏障参数对高速铁路引起的环境振动的隔振效果,表明隔振沟越深,隔振效果越明显,增加沟宽对屏障的隔振效果影响很小;填充材料与土体的波阻抗差别越大,其隔振效果越好。     

振动轮下土壤的竖向应力分布

为了研究振动轮下土壤的受力和变形特性,利用Ansys／Ls-Dyna3D软件建立了振动轮-土壤碾压模型,并进行了数值模拟分析和试验验证．研究结果表明,计算结果满足工程精度要求,表层沉降量和土壤竖向应力误差在10％以内;振动轮下土壤的竖向应力值高、能量密度大的范围近似为一个椭球体;土壤的竖向应力沿轮宽方向对称分布,距轮缘1／4～1／5处应力衰减明显;随土壤深度的增加竖向应力迅速衰减,近似负幂函数衰减．     

多层厂房楼盖竖向振动分析

采用有限元方法对多层厂房楼盖的竖向振动特点进行了分析，以算例为基础，绘出了几种情况下的振幅－扰频曲线．通过对竖向振动和水平振动的振幅－扰频曲线的对比分析，阐述了竖向振动的独特规律，得出了诸如竖向振动基频共振不一定是最大共振、竖向振动占优的频域远比水平振动宽等新垢结论。     

沥青路面结构非线性瞬态三维温度场模型研究

为较准确地预测路面结构内部温度分布,解决实测耗费大的问题,作者以沪宁高速实体工程为例,基于热传学原理,建立了沥青路面结构体系的非线性瞬态3D温度场计算模型。借助路面所处地区的标准气象资料,确定温度场的边界条件和初始条件,并采用ADINA通用有限元软件进行分析求解。通过计算结果和实测值的对比发现,该模型具有很高的预测精度．计算结果表明：沿路面深度方向,温度、变温速率和温度梯度呈非线性分布并出现变化幅度减小、变化相位滞后的现象;日温差随路面深度增加呈指数分布迅速减小。本文研究结果可为高等级路面设计和材料选择提供可靠的温度依据．     

均匀火焰包围下液化气容器的瞬态温度场分析

针对均匀火焰包围下的球型液化气容器的热响应问题，根据传热学原理确定了液化气容器的热边界条件，并结合PLGS99对该边界条件进行了计算，根据求得的边界条件运用ANSYS软件计算了该边界条件下的温度场分布并进行了分析．结果表明对于均匀火焰包围下的球形液化气容器，容器的最大温度梯度出现在最高液面附近，液面的波动是导致温度梯度很大的原因．     

确定双三次Coons曲面边界切矢的一种新方法——三点圆法

双三次Coons曲面是Coons曲面中最有实用价值的一种,给定型值点和边界条件即可绘制该曲面,但在实用中给定边界条件往往很困难,本文提出一种新的方法——三点圆法来确定双三次Coons曲面的边界切矢,该法直接利用已给的型值点确定边界切矢,不仅几何意义明确,而且便于计算,并在IBM微机上用BASIC语言编程实现了这种算法,效果良好。     

平面交叉口竖向设计高程计算的综合法

采用方格网法将交叉口划分为四边形或三角形网格,将所有网格点作为设计计算点,利用圆心法确定各计算点的初始高程计算线,通过等分法、迭代法对初始高程计算线进行调整,并得到计算点的设计高程,根据网格点平面坐标及高程数据绘制设计等高线及三维表面效果图用于设计调整与质量检验。综合法所得竖向设计表面平顺,计算结果便于直接应用于工程的图纸设计与施工,该方法集成了方格网法、圆心法、等分法及等高线法的优点并加以改进,方法更加完善,工程适用性得到提高。     

高速铁路振动荷载时程的动力反分析

为了求解高速铁路竖向振动荷载时程问题,在用Newmark法求解运动平衡方程的基础上,推导了求解振动荷载的公式,提出了由振动加速度反求振动荷载时程的动力有限元方法。结合秦沈客运专线,计算了列车运行速度分别为230km／h和265km／h时的列车竖向振动荷载时程。发现列车运行速度提高了35km／h时,列车竖向振动荷载最大值增加了16．34kN。结果表明由实测振动加速度可以反求振动荷载,该方法可行。     

连续箱梁动力特性的理论分析研究

以能量原理为基础,在综合考虑了剪力滞后效应、剪切变形和转动惯量等因素影响的情况下,根据弯曲变形时竖向和轴向的位移关系,从理论上推导出了等截面薄壁连续箱形梁的弯曲振动方程和自然边界条件,并应用分离变量法求出了箱形连续梁固有频率方程的一般形式．作为算例,应用所推导出的动力特征方程并结合MATLAB软件对一连续的两跨、三跨及四跨薄壁箱形梁的多阶固有频率进行了计算,通过与一般梁理论和有限单元法计算结果的比较分析,证明了本文方法的有效性和正确性．     

无网格对称粒子法中两类热边界条件的处理

第二、三类边界条件对无网格对称粒子法求解瞬态热传导问题的计算精度和稳定性有重要影响。提出一种有效的方法来处理这两类边界条件。该方法采用统一表达式描述两类边界条件,并将边界粒子分为光滑域内的边界粒子和非光滑域的边界粒子。对于前者,在温度导数的对称粒子近似中引入边界条件方程,精确地施加边界条件;对于后者,根据其相邻粒子的温度导数,采用具有一阶连续性的粒子近似,计算出其温度导数。应用该方法计算了一个数值算例。计算结果与解析解和有限元法的计算结果符合良好,且计算误差随时间呈下降趋势,说明该方法具有良好的精度和稳定性。     

快速多极多域虚边界元法解不同材料组合结构

将快速多极算法和广义极小残值法（GMRES）的基本思想运用于虚边界元法的方程求解中,并构造了多域组合问题虚边界元法的快速多极展开的实施思路,且将此方法用于不同材料组合结构问题的求解.采用此方法能够使得原问题方程组求解的计算耗时量和储存量降至与所求问题的计算自由度数成线性比例.数值算例验证了方法的可行性、计算精度和计算效率.     

基于粒子群和蚁群算法的边界层微分方程求解

沿竖壁自然对流边界层微分方程组速度和温度均耦合,在打靶法中应用Newton求根的方法解对应的相似性微分方程组时对初值选择要求较高,在根值附近收敛变慢.将微分方程边值问题转化为初值问题求解的打靶过程可看作优化设计问题,用优化设计算法求解.将基于生物群信息传递规则和觅食规则提出的粒子群算法和蚁群算法应用到打靶法的求解过程中,并与其它优化算法计算结果进行了比较.结果表明,粒子群算法和蚁群算法用于沿变壁温竖壁自然对流层流边界层微分方程求解是可行的,计算过程稳定,对初值选择不敏感.     

Analytical solution to steady-state temperature field of two freezing pipes with different temperatures

The existing analytical formulas to calculate the temperature field distribution of artificial frozen soil walls are all based on the conditions that the surface temperatures of all freezing pipes are equivalent. In this paper, analytical solution of steady state temperature field of two freezing pipes with different temperatures is deduced based on thermal potential superposition method. The correctness of the analytical formulas is verified by comparing the temperature field distributions of the analytical formulas and those of the numerical simulations in the same conditions. And discussions are made to analyze the influence of some parameters on temperature field distribution of this condition.     

基于遗传混合算法的二维耦合颤振方法

对于传统的二维二自由度耦合颤振分步分析解法,创新性地将颤振分析转变为关于求解系统振动频率的非线性方程组问题.基于数值分析理论,引入如拟牛顿法等超线性收敛的数值迭代解法,研究了该类方法在数值迭代时的局部收敛性、初始值依赖性等问题.为规避上述风险发生在颤振分析中,将具有全局搜索优势的遗传算法应用于二维二自由度耦合颤振分析,结合最优算法L-M算法进行局部收敛修正,提出了基于遗传混合算法的分析方法.算例分析结果表明:在各个检测风速节点处,两种方法下的系统振动圆频率和系统牵连阻尼比计算误差都低于0.1‰,结果几乎一致;所建立的新分析方法思路清晰,求得颤振临界风速与传统方法完全一致,说明新的计算流程可行且计算结果准确;与传统方法相比,基于遗传混合算法的颤振方法每步求解过程无需初值的自选取,具有无条件收敛的优点.      

抛物方程的校正型有限差分区域分解算法

研究抛物方程的校正型有限差分区域分解算法.用大空间步长的显格式预估内边界的值,然后以内边界的预估值作为方程的边界条件,用隐格式在子区域上并行计算方程的数值解,最后再用隐格式校正内边界的值.利用离散的最大值原理给出了算法的误差估计.数值实验表明本文所构造的算法具有良好的稳定性.     

大地测量混合边值问题的自然边界元解法

在物理大地测量边值问题的球近似下.将大地测量混合边值问题转化为Neumann外问题,用自然边界元法,对Neumann外问胚进行自然边界归化,得到自然边界积分方程,再求自然边界积分方程的数值解.在球界面下,利用自然边界元方法,将大地测量混合边值问题的求解,转化为线性方程组的求解,而线性方程组的解存在惟一稳定,因而大地测量混合边值问题的解存在惟一稳定.     

Robust Optimization of Hub-and-Spoke Airline Network Design Based on Multi-Objective Genetic Algorithm

In the process of designing hub network, the selection of hub airports is influenced by the change of the demand and cost. Under the condition of changing in demand, this may lead to large minimum cost deviation between the designed optimal network and real optimal network, respectively. To reduce the risk caused by the uncertainty in network optimization and get the optimal robust solution of hub network under the multi-possible conditions of demand and cost, a method based on multi-objective optimization genetic algorithm is proposed in this paper. The convergence of the algorithm has been proved, and the experimental results demonstrate the availability of the algorithm. First, multiple objective functions needing to be optimized simultaneously are formulated from different conditions of needs and cost, then a genetic algorithm is used to provide all possible routes of the network hub structure, and robust optimal network solution for multi-objective optimization is searched. The convergence of the search algorithms is proved to be effective by the numerical results.     

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枢纽航线网络在设计的过程中,容易受到需求和成本数据发生变化带来的影响。往往造成构建出来的最优网络,在需求发生变化的条件下,与实际对应的最优解存在较大的最低成本优化偏差。为了降低这种网络优化中的不确定性带来的风险,得到在多种可能的需求和成本条件下均可获得较好效果的鲁棒最优解,文中采用了一个多目标优化的遗传算法进行研究。首先将各种不同的需求和成本条件作为需要同时优化的多个目标函数,然后采用一个遗传算法来表示所有可能的枢纽航线网路结构,并搜索多目标优化的鲁棒最优网络解。最后本文对该搜索算法的收敛性进行了证明,数值实验结果表明了算法的有效性。     

Numerical implementation of meshless method for electromagnetic field governing equations

For electromagnetic governing equations formulated by magnetic vector potential and electric scalar potential, its detailed numerical implementation is achieved by using meshless method and Galerkin approach. And essential boundary and interface condition of electromagnetic field are imposed by means of Lagrange multiplier method. Furthermore, the influences of interpolation point number at essential boundary and interface on computational results are also discussed. Examples are given to validate the effects of meshless method and Lagrange multiplier approach for electromagnetic field.