结构损伤识别的双重网格算法

提出了结构损伤识别的双重网格算法,采用损伤网格描述结构损伤,通过损伤网格节点的损伤变量插值得到结构内任一点的损伤值。应用该方法对一钢筋混凝土简支梁的损伤问题进行了研究,识别结果较好地反映了结构的损伤分布。研究结果表明:双重网格算法可以有效地减少识别变量的个数,提高识别效率,并对土木工程结构中常见的连续分布损伤有较好的识别效果。     

斜拉预应力网格结构的静力及模态分析技术

以某高速公路收费站方案设计为实际工程背景,针对预应力斜拉空间网格结构这种新型杂交空间结构,对采用不同斜拉索张拉方案的效果进行了比较分析,表明张拉方案对预应力斜拉网格结构的性能影响显著;对采用不同结构刚度矩阵下的模态分析结果进行了比较,表明预应力斜拉网格结构需采用包括应力刚度的结构切线刚度矩阵。     

基于Grid Service的数字图书馆网格计算系统

本文介绍了基于Grid Service的数字图书馆网格计算平台的设计与实现,给出其总体设计结构,开发并实现了数字图书馆网格计算系统的网格服务程序,实现了网格环境下的分布式计算,采用Grid Service解决了工作站间相互通讯和服务资源调用管理这个系统集成的关键问题,具有良好的扩展性与软件组件复用性,可以在以后方便地与其他网格系统无缝集成,提高开发效率,充分发挥网格系统的计算能力。     

基于Grid Service的数字流域网格计算系统

本文介绍了基于Grid Service的数字流域网格计算平台的设计与实现,给出其总体设计结构,开发并实现了数字流域网格计算系统的网格服务程序,实现了网格环境下的分布式计算与仿真,采用Grid Service解决了工作站间相互通讯和计算模型调用管理这个系统集成的关键问题,具有良好的扩展性与软件组件复用性,可以在以后方便地与其他网格系统无缝集成,提高开发效率,充分发挥网格系统的计算能力。     

一种可应用于内燃机瞬态仿真的动网格模型

提出了一种基于非结构网格的动态层网格实现算法,结合滑移网格算法构建了基于分块滑移动态层的非结构化内燃机动网格模型,并基于TBD620柴油机建立了计算模型,所有算法都基于课题组自主研发的通用输运方程求解软件实现.流场计算采用适用于可压缩流场的有限体积法及SIMPLE算法.通过数值算例对所开发的滑移网格模型和动态层网格模型进行了验证,最后对内燃机缸内瞬态流场进行了仿真.计算结果表明,所发展的非结构化动网格模型可应用于内燃机瞬态流场的仿真.     

非结构动网格方法在内燃机数值模拟中的应用

提出了一种动态层和弹性平滑结合的非结构动网格方法,在网格运动方向进行网格合并和分裂。由于动态层方法可视为网格重构方法的特例,提出了一种内燃机缸内过程处理的二阶精度的插值计算方法。当网格运动达到一定条件时,将多组网格层同时合并或分裂,减少了网格合并和分裂次数,提高了计算效率。对于流场计算部分,采用有限体积法离散流场控制方程,运用SIMPLEC算法求解NS方程,开发了内燃机三维CFD数值模拟程序,计算实例表明计算结果与试验值吻合较好。     

基于网格技术的城市交通共用信息平台研究

章在分析城市交通信息系统组成的基础上,对城市交通共用信息平台(urban transportation shared information platform,UTSIP)的基本组件进行了划分,并定义了各组件的功能。在分析5层沙漏结构和开放网格服务结构(OGSA)的基础上,提出UTSIP的类OGSA网格结构模型。     

双向碳纤维网格在上海堤防维修加固工程中的应用

堤防结构定期维修加固是预防安全隐患,确保堤防设施安全运行的重要手段。结合双向碳纤维网格在上海堤防设施维修加固工程的首次应用实例,介绍了碳纤维网格加固方法,分析了碳纤维网格加固系统在堤防维修加固工程中的适用性和先进性,探究了碳纤维网格受弯加固原理,推导了受弯承载力计算公式并验证了公式的正确性,为类似堤防维修加固工程提供参考和借鉴。     

基于图像识别的沥青混合料有限元建模

综合数字图像识别技术、几何形状矢量化原理和有限元网格自动生成理论,得到能够应用于力学计算的有限元模型。首先识别出二维混合料的细观结构,然后通过几何形状矢量化原理将细观结构矢量化,最后利用有限元网格自动生成技术得到沥青混合料细观结构的有限元网格模型。以马歇尔试件为例,证明该法是可行的。     

钢桁架人行桥空间受力特征探讨

桥梁结构中多用索和桁架来编织网格,勾勒造型。该文以某钢桁架人行桥为实例,对其空间受力特征进行了分析和探讨,突出了其空间网格桁架钢桥的特点,而非传统的钢拱桥和桁架桥。     

汽车外部流场仿真的复杂网格系统生成

生成高质量的流场计算网格，对于提高汽车外部流场仿真的效率和精度具有重要意义，是汽车外部流场仿真计算的主要难点之一，针对汽车外部流场仿真求解域大，汽车几何形状复杂的特点，根据汽车外部流场结构和求解要求，将整个求解域分区，分别生成结构/非结构网格系统。在汽车壁面采用半结构化网格，沿壁面法线方向进行加密，以满足汽车壁面粘性边界层计算要求。     

基于非结构化网格的汽车除霜风道数值模拟

利用基于非结构化网格的有限体积法对某一汽车风道进行了数值模拟,根据模拟结果对原型风道进行几何优化及计算.计算结果表明,优化后的风道各出口流量分配合理,压力损失明显降低,前挡风玻璃上的气流速度大小分布合理.利用热球风速仪测量了安装改型风道的样车前挡风玻璃上的气流速度.测量结果表明,与原型风道相比,改型风道样车前挡风玻璃上的气流速度明显增大,且分布更为均匀.     

吸扫式扫路车吸嘴流场性能分析

采用计算流体力学(CFD)方法对几种带反吹循环系统的吸扫式扫路车的吸嘴流场进行了仿真分析。建立了吸嘴流体几何模型,再基于有限体积法选择非结构化网格对模型进行了网格划分,并采用κ-ε湍流模型建立了吸嘴气相计算模型,对模型施加适当的边界条件后,利用FLUENT软件对模型进行了数值计算。仿真结果表明,双侧反吹式吸嘴具有较强的吸尘能力和防尘效果,对各种情况的路面均具有较好的清扫效果,是较为合理的反吹式吸嘴结构。利用CFD技术对扫路车吸嘴流场进行仿真分析为扫路车吸嘴的设计提供了新的方法。     

A nonlinear model predictive control formulation for obstacle avoidance in high-speed autonomous ground vehicles in unstructured environments

This paper presents a nonlinear model predictive control (MPC) formulation for obstacle avoidance in high-speed, large-size autono-mous ground vehicles (AGVs) with high centre of gravity (CoG) that operate in unstructured environments, such as military vehicles. The term ‘unstructured’ in this context denotes that there are no lanes or traffic rules to follow. Existing MPC formulations for passenger vehicles in structured environments do not readily apply to this context. Thus, a new nonlinear MPC formulation is developed to navigate an AGV from its initial position to a target position at high-speed safely. First, a new cost function formulation is used that aims to find the shortest path to the target position, since no reference trajectory exists in unstructured environments. Second, a region partitioning approach is used in conjunction with a multi-phase optimal control formulation to accommodate the complicated forms the obstacle-free region can assume due to the presence of multiple obstacles in the prediction horizon in an unstructured environment. Third, the no-wheel-lift-off condition, which is the major dynamical safety concern for high-speed, high-CoG AGVs, is ensured by limiting the steering angle within a range obtained offline using a 14 degrees-of-freedom vehicle dynamics model. Thus, a safe, high-speed navigation is enabled in an unstructured environment. Simulations of an AGV approaching multiple obstacles are provided to demonstrate the effectiveness of the algorithm.     

Hybrid three-dimensional mesh generation from quad-dominant surface meshes

A hybrid mesh generation algorithm using a modified plastering method for three-dimensional objects with variable thickness is presented. The method starts with a quad-dominant surface mesh and generates layered elements with variable thickness by using adaptive offsetting, resulting in hex-tet dominant mesh generation. Hexahedral and prismatic meshes are generated by the inward offsetting of the initial boundary mesh. In order to generate a conforming mesh, pyramid elements are constructed on top of hexahedral elements, and tetrahedral elements are generated for the remaining domain by using an advancing front method. This method is applied to several different geometries, and the effectiveness of the proposed algorithm is demonstrated.     

基于M形深度架构的非结构化道路可行驶区域推荐模型

针对边界模糊、路况多变的非结构化道路，为满足智能汽车在正常、应急等复杂行驶工况下对可行驶区域的视觉检测需求，提出一种在M形深度架构下融合多尺度交互策略和双重注意力机制的可行驶区域推荐模型，能够在复杂驾驶场景中精细分割出非结构化道路的强推荐、弱推荐、不推荐行驶区域。首先，在编码器-解码器的骨架基础上，构建倒金字塔式的多尺度分层输入和分层输出结构，以有效融合非结构化道路的浅层形态学特征与深层语义信息，并平衡模型在不同尺度上的预测偏倚，提升复杂驾驶场景下对多尺度与变尺度目标的分割精度；其次，构建集成通道注意力和空间注意力的跳跃连接结构，使模型在实现编码特征与解码特征高效传递的同时，聚焦于学习与道路可行驶性相关的重要特征，进一步强化模型对非结构化道路的检测性能。通过多种途径构建包含城郊、乡村、园区等真实场景的非结构化道路驾驶数据集。试验结果表明：得益于M形深度架构对多尺度交互策略和双注意力机制的融合，提出的模型在多种真实驾驶场景下均能较好地实现强推荐行驶区域、弱推荐行驶区域、不推荐行驶区域和背景区域的精细分割，平均交并比达到92.46%，平均检测速度达到22.7帧·s^-1；与现有其他主流模型相比，提出的模型兼顾了分割精度和时间效率，在非结构化道路可行驶区域检测任务上有明显优势。     

Non-linear dynamic simulation of gear response under the idling condition

A dynamic lumped-parameter gear model incorporating the effects of a time-varying and asymmetric mesh stiffness and a backlash nonlinearity is formulated to analyze the spur gear rattle response under the idling condition. The proposed theory assumes a rectangular time-varying mesh stiffness function. The phase shift between the mesh stiffness for forward and backward contacts is examined. Numerical studies are employed to examine the effects of engine torque fluctuations and tooth surface friction on the gear rattle response and the corresponding tooth impact behavior. Comparisons between the results from the time-invariant mesh stiffness model and the proposed time-varying mesh stiffness model reveal differences in the gear responses, especially when the mean rotational speed of the fluctuating gear pair is non-zero. The analysis reveals significant effects on the high frequency response components. However, the idling gear dynamics are relatively insensitive to tooth surface friction.     

液力变矩器泵轮流场数值分析

应用计算流体动力学(CFD)方法，采用非结构网格和稳态交互面技术，模拟了液力变矩器三维内流场，并与试验相对照，验证了数值模拟的正确性。分析了泵轮进口、中弦面、出口面速度场和压力场，以及泵轮流道流场形态及流场形成的机理。