基于传输线方法的电缆耦合预测技术

针对工程中的电缆耦合问题,着重探讨了电缆耦合预测的计算方法.运用多导体传输线的理论为均匀/非均匀介质中的电缆耦合建立相应的等效电路模型,并采用计算电磁学中的有限元数值计算方法获取该电路模型里的电容、电感参数.在此基础上,借助软件工具对三条电缆间的耦合情况进行仿真计算,分析信号频率、电缆长度对电缆耦合的影响,以此作为电缆敷设的指导依据,从而实现电缆耦合预测.     

舰船电力电子设备在线阻抗建模方法

从二端口网络分析出发,设计一种基于差分方式的在线阻抗测试方法。运用人工神经网络的优化方法,提出一种阻抗等效电路参数的提取算法,由此建立在线阻抗等效电路模型。应用该方法实现了电力电子设备阻抗的在线工程测量,实测与仿真结果表明基于该建模方法所获得的阻抗等效电路能准确反映设备在线运行的阻抗特征。     

屏蔽电缆的耦合影响分析

针对工程中的电缆耦合问题,着重探讨了屏蔽电缆的电磁耦合影响。运用三导体传输线的理论建立屏蔽电缆电磁耦合的等效电路模型,并分析了相关的感性耦合和容性耦合。在此基础上,对某屏蔽电缆受邻近电缆耦合引起的串扰电压的幅频响应特征进行了仿真分析,结果表明,将屏蔽层任一端接地都能消除容性耦合;只有将屏蔽层两端都接地,才会影响到感性耦合。     

水下扁平阻抗结构衍射声场建模与计算

运用一致性几何衍射理论对水下扁平阻抗结构的衍射声场计算进行了理论建模与分析,并通过数值仿真讨论分析了水下扁平结构衍射声场分布与不同衍射类型、收发方式、结构表面阻抗特性、入射声波性质等几何特性和声学特性间的影响关系.其中,首次考虑了尖端衍射贡献影响,并重点分析了尖端衍射和结构表面阻抗特性在不同条件下对总的衍射声场作用规律和影响程度等.最后为验证上述理论模型和计算方法的正确性和可靠性,还与水下钢板散射声场分布实验测试结果进行了对比分析.研究结果表明:(1)考虑尖端衍射贡献影响使得上述模型更加完整,计算精度得到有效提高,且尖端衍射影响程度与入射声波频率、收发张角、结构表面阻抗特性以及声源、接收场点和结构的空间相对几何位置等因素有关;(2)结构两侧表面阻抗特性的影响规律和程度存在差异.其中,面向声源一侧的结构表面复反射系数幅值和背向声源一侧结构表面的复反射系数相角对结构衍射声场分布强度的影响尤为明显.这些对水下目标强度估计、自由场材料声学测试和衍射效应抑制技术研究等具有理论指导意义和工程应用价值.     

双绞线间串扰分析

用一个简单的等效电路分析了UTP(未屏蔽双绞线)间容性耦合的产生机理.用FEKO对UTP进行了建模仿真,仿真结果和实测数据近似,分析得到了线间串扰与线间距离、绞距、频率、终端电阻之间的近似关系.     

基于 PEEC 理论的线缆建模方法

随着舰船上设备的增多,用于设备间通信的连接线缆的相互耦合越来越不可忽视。部分元等效电路方法（PEEC）作为一种场路结合的方法,通过场的方法提取等效电路参数,形成等效电路模型,进而进行相应的电路仿真计算。将 PEEC 方法应用于线缆建模,可以准确而高效地提取其等效电路模型,完成线缆的仿真计算。文章简述了 PEEC 方法的基本原理,并针对线缆的结构特点,对基本 PEEC 方法进行了相应的改进使其更加适用于线缆的等效电路建模。     

FPSO与运输船旁靠时液舱晃荡与船舶运动耦合效应分析

浮式生产储存船(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)与运输船进行旁靠作业时,存在两船体的运动与液舱晃荡的耦合效应.文中基于法国船级社(BV)的三维线性频域水动力分析软件Hydro STAR,首先对一艘FPSO进行了波浪中的运动响应计算,通过与试验结果对比,验证了数值模型和计算方法的有效性.然后计算分析了液舱不同载液率及FPSO与运输船旁靠这两个因素对耦合运动响应的影响.结果表明:旁靠时两者间存在遮蔽效应,且FPSO和运输船的液舱载液率对彼此的运动响应均具有一定影响.     

表贴式永磁同步电机对称稳态运行仿真研究

表贴式永磁电机阻抗小对输入电压十分敏感,为此需要得到足够准确的电压值才能进行电压源激励下的仿真研究。传统相量图需要较准确的电机模型及参数才能获得端口电压。为此,本文提出一种基于端口等效电路的相量图的有限元稳态仿真方法。该方法仅需计算定子电阻和端部漏感参数,然后采用电流源激励二分法获取较准确的输入电压,并通过时域有限元进行仿真验证。     

有限复合阻尼结构板的随机激励振动与声辐射的研究

本文发展了文献中复合板振动的理论方法,应用模态分析法和富氏变换导出了水下镶在无限大阻抗障板上的矩形复合层板在有限带宽噪声激励下的振动及辐射声场关系式。数值计算比较了不同阻抗障板情况下振动模态间的耦合系数随kl的变化(k为波数,l为方板的边长),说明不同阻抗障板对析的振动和辐射声场的影响。还计算了两种复合板和单层钢板在不同中心频率的有限带噪声激励下的加速度及声压的均方频带谱级。在水池中对复合板及单层钢板的随机振动和噪声场进行了试验测量。理论计算与实验结果比较表明,两种复合板都具有减振降噪效果。     

船用钢板高频感应加热热源简化计算方法

[目的]在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,[方法]通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。[结果]结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。[结论]相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。     

电缆耦合的传输线分析预测技术

针对工程中的电缆耦合问题，着重探讨了电缆耦合预测的计算方法。运用多导体传输线的理论建立电缆耦合的等效电路模型，分析了有损传输线上的电压电流分分布。在此基础上，借助软件工具进行仿真计算，分析了电缆耦合的影响因素以及耦合干扰传输特性，从而实现对电缆耦合的综合预测分析。     

钢板弯曲工艺中的高频感应加热过程数值分析

作为电磁感应热源应用于船体板水火弯板工艺的一项基础研究,首先阐述了钢板感应加热的磁热耦合理论,然后利用ANSYS软件代码开发了钢板感应加热的有限元模型.数值计算结果和实验结果相一致,并得出了钢板感应加热过程中的电磁场分布规律和和温度随时间的变化规律,计算结果符合感应加热的特征.     

波浪作用下沉入式大圆筒结构与海床土耦合系统的动力分析

基于大型通用有限元软件MSC．Marc，通过二次开发成功地将土动力学中的等效线性模型和等效线性化算法引入其中．并对所建立的结构一波浪一海床耦合系统的有限元模型进行了动力计算，且对耦合系统中的接触面效应进行了考察。结果表明，等效线性模型与线弹性模型相比，能较好地反映土体的非线性变形特性，接触面的存在会增大耦合系统中结构的位移，且土体变形越大，接触面效应越明显。     

波浪作用下考虑桩土相互作用的桩柱响应*

以一离岸深水桩柱为例,依据JTJ 2132—1998《海港水文规范》的环境条件和环境荷载规范,对桩柱进行有限元离散。在海洋深水环境条件下考虑流固耦合效应,计算了在海洋极端规则波以及不规则波条件下桩柱的运动响应;为了进一步研究分析泥面以下土体对桩柱运动响应的影响,对比分析了在考虑桩土耦合相互作用下桩柱的响应与基岩面固结解下的响应;考虑到海洋地基为两相饱和土介质,对比了在不同简化阻抗处理下的运动响应结果。结果表明,桩土耦合相互作用对于波浪尤其是不规则波作用下的桩柱响应有很大影响,简化阻抗下的运动响应相比两相饱和地基阻抗处理论误差在10%左右,考虑桩土耦合效应对于工程设计具有指导意义和实用价值。     

考虑流固耦合的任意支撑和分支角度三通管阻抗计算方法

计算分析任意支撑和分支角度三通管轴向和横向声阻抗和机械阻抗,为管路系统噪声预报和声学优化提供支撑.首先建立直管段14方程流固耦合模型,利用拉氏变换并对方程进行推导,得到直管段14个参量频域解析解.然后结合分支点的平衡条件和边界条件,得到任意支撑和分支角度三通管的最终解,在此基础上,利用阻抗计算公式结合不同的参数解,求得三通管1个声阻抗和6个机械阻抗值.最后,通过试验验证计算方法正确性,同时对不同支撑和分支角度的三通管阻抗特性进行计算和分析.     

一种估算橡胶隔振器机械阻抗特性的简化方法

以四端参数法导出的各机械阻抗量的相互关系为基础,通过理论分析、数值仿真与试验手段,提出了简单橡胶圆柱体中高频机械阻抗的分段式简化模型.该简化模型优点明显,仅需要知道有限参数(橡胶隔振器单自由度的阻抗特性与考虑隔振器驻波效应时的前三阶频率),就可大致估算出橡胶隔振器的中高频率的振动阻抗特性,大大减小了计算量.最后文章给出了复杂橡胶隔振器的试验与有限元仿真、简化模型的对比结果,吻合较好,表明该方法用于橡胶隔振器的中高频机械阻抗的近似估算,具有一定的工程应用价值.     

共地临近线缆间耦合干扰及抑制措施分析

共地临近电缆或电缆与通信线路之间由于耦合作用引起的电磁干扰,导致严重的电磁兼容性(EMC)问题,影响信号和能量输送的质量和安全.通过建立等效电路模型,分析共地临近线缆间电磁干扰的耦合途径,得出了相应的干扰作用表达式,针对不同的耦合作用提出相应的抑制措施.     

船舶轴系纵扭耦合振动计算分析

本文建立了分析大型船舶轴系纵扭耦合振动计算的系统矩阵模型，从耦合效应的角度考虑，柴油机曲轴用当量耦合刚度表示，螺旋桨则用当量加速度耦合系数和当量速度耦合系数描述，通过对实船轴系纵扭耦合自由与强迫振动计算，对耦合振动的一般规律进行了分析。     

船舶推进轴系纵扭耦合振动研究

本文建立了大型船舶柴油机推进轴系纵扭耦合振动计算的系统矩阵模型。在耦会效应的考虑上，柴油机曲轴计入其当量耦合刚度；而螺旋桨则用当量加速度耦合系数和当量速度耦合系数描述。通过对实部轴系纵扭耦合振动的计算与实测分析，对耦合振动的一般规律进行了研究。     

预应力和流固耦合效应对水下壳结构振动特性影响研究

对于水下结构,流体对结构模态频率的影响主要体现在预应力效应与流固耦合效应两方面.为研究水下壳结构固有频率对这2种效应的敏感度,本文首先计算某水下壳体在空气中的模态,然后研究壳结构在不同水深工作产生的静水压对其固有频率的影响,最后使用声固耦合的方法计算了流固耦合效应下的壳体湿模态.计算结果表明:流固耦合效应占主导因素,但随着壳体工作水深(预应力)的增大,预应力效应对水下壳体频率的影响也逐渐显著.因而,在开展水下结构动力学设计时,不仅要重点考虑流固耦合效应对结构固有频率的影响,还应关注结构实际工作环境下的应力状态,分析其对结构固有频率的影响.