Application of the VOF method based on unstructured quadrilateral mesh

To simulate two-dimensional free-surface flows with complex boundaries directly and accurately, a novel VOF (Volume-of-fluid) method based on unstructured quadrilateral mesh is presented. Without introducing any complicated boundary treatment or artificial diffusion, this method treated curved boundaries directly by utilizing the inherent merit of unstructured mesh in fitting curves. The PLIC (Piecewise Linear Interface Calculation) method was adopted to obtain a second-order accurate linearized reconstruction approximation and the MLER (Modified Lagrangian-Eulerian Re-map) method was introduced to advect fluid volumes on unstructured mesh. Moreover, an analytical relation for the interface’s line constant vs. the volume clipped by the interface was developed so as to improve the method’s efficiency. To validate this method, a comprehensive series of large straining advection tests were performed. Numerical results provide convincing evidences for the method’s high volume conservative accuracy and second-order shape error convergence rate. Also, a dramatic improvement on computational accuracy over its unstructured triangular mesh counterpart is checked.     

客运专线某钢管混凝土提篮拱桥列车走行性分析

针对武广客运专线胡家湾大桥,提出单箱三室箱形系梁的钢管混凝土拱桥空间振动分析模型,建立了高速列车-桥梁系统振动方程。运用列车脱轨能量随机分析理论,计算了胡家湾大桥上列车走行安全性。提出桥梁抗脱轨安全系数的计算式,并计算了该桥的抗脱轨安全系数。在列车不会脱轨的条件下,计算了该桥上列车走行舒适性。计算结果表明:ICE列车以不超过300 km/h车速通过该桥时,列车不会脱轨;桥梁抗脱轨安全系数很大,具有很高的抗脱轨安全度;在列车正常运行时,舒适性指标达到了良好以上等级。研究成果可为该桥设计提供理论依据。     

基于机器学习的私人汽车保有量影响因素分析及预测——以新疆为例

相对准确的私人汽车保有量预测可为测算私人汽车二氧化碳排放量、科学规划城市道路、制定交通拥堵缓解措施等奠定基础。鉴于此,构建基于机器学习的私人汽车保有量影响因素分析及预测模型。首先,采用机器学习中的极度梯度提升树（Extreme Gradient Boosting, XGBoost）法,以新疆的统计数据为基础,识别影响私人汽车保有量的因素。然后,比较XGBoost、随机森林（Random Forest）、神经网络（Neutral Network）三种方法的预测效果,发现神经网络在私人汽车保有量预测模型中具有较好的预测精度。最后,基于神经网络方法,对未来新疆私人汽车保有量进行预测。研究结果表明,人均GDP和城镇化率是影响新疆私人汽车保有量最重要的两个因素;到2030年,在低、中、高三种发展情景下新疆私人汽车保有量预计将分别达到650万、688万和734万辆。     

任意连续型随机变量序列关于广义赌博系统的一类强极限定理

设{Xn,n≥0}是任意相依的连续型随机变量序列,{Yn,n≥1}为一列广义随机选择函数.{Bn,n≥0}是实直线上的Borel集,IBn为Bn的示性函数.采用构造n元乘积密度函数及非负上鞅的方法,研究了{YnIBn（Xn）,n≥1}的极限性质,得到了一类用等式表示的强偏差定理,其偏差依赖于样本点.     

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.     

客车平顺性试验研究

为分析车速对客车平顺性的影响,结合国家相关标准中客车平顺性的试验方法和评价要求,以驾驶员同侧后桥正上方座椅为试验测点的基础上,增加驾驶员座椅和最后排中间座椅试验测点及试验车速,对某品牌大型豪华长途汽车进行脉冲输入和随机输入试验.结果表明:客车在规定满载状态下,车速较低时,乘坐舒适性较好;车速较高时,舒适性有所下降,但仍...     

考虑决策规则异质性的地铁应急疏散选择行为研究

为深入研究乘客在地铁应急疏散选择中的决策规则,考虑决策者的个体选择偏好与所面临决策环境的差异性,从相同决策者在不同情景下和不同决策者在相同情景下遵循的决策规则两个角度出发,分别建立混合Logit模型、广义随机后悔最小化模型和前景理论模型。通过将模型应用于上海世纪大道地铁站问卷调查数据,结果表明地铁应急疏散选择行为中存在决策规则异质性,即相同决策者在不同情景中遵循的决策规则不同,相同的决策者在到出口距离较近的情景中遵循后悔最小,在到出口距离较远的情景中遵循前景最大,在到出口距离更远的情景中遵循效用最大的决策规则;不同决策者在同一情景中遵循的决策规则不同,到该站的目的为通勤、上/下学但并非几乎每天都来的决策者在相同情景中遵循效用最大,到该站的目的为购物餐饮娱乐的决策者遵循前景最大,换乘或其他的决策者遵循后悔最小。决策规则的异质性在地铁应急疏散选择行为研究中不可忽视,将为制定合理的应急疏散策略提供理论依据。     

改进灰色理论模型在隧道施工控制中的应用

准确预测隧道变形发展趋势和围岩变形规律是保证施工安全的重要措施。由于深埋隧道围岩变形受到工程地质和施工等复杂因素的综合影响,具有位移序列增长的波动性和随机性。针对此特点,以灰色预测理论为基础,采用柯特斯积分公式对传统GM(1,1)预测模型的背景值求解方法进行优化,并依据相对误差平方和最小准则建立了隧道围岩变形预测的灰色模型[NCBC-GM(1,1)]。以隧道围岩变形实测值作为原始数据,用NCBC-GM(1,1)灰色预测模型对隧道围岩变形趋势进行预测,并与采用相同数据样本建模的传统GM(1,1)预测模型和基于背景值构造优化的GM(1,1)预测模型的估计和预测结果进行了对比和综合分析。结果表明,NCBC-GM(1,1)灰色模型的预测计算结果与围岩变形实测值的吻合程度相对较高,比传统GM(1,1)预测计算模型和基于背景值的构造进行优化的GM(1,1)预测计算模型均方根误差分别降低2.66、0.10 mm,平均相对误差分别降低6.76%、0.23%,预测精度高且稳定性强,能为隧道变形趋势的预测和施工控制提供重要依据。     

轨道随机不平顺的谱表示-随机函数模拟及应用

以轨道随机不平顺时域样本数值模拟方法为研究对象,采用谱表示-随机函数法分别由2个随机变量模拟生成轨道高低、水平、方向、轨距不平顺,并利用基于广义概率密度演化理论的非线性车辆-轨道耦合动力学随机分析模型,进行耦合动力系统随机振动分析.结果表明:利用谱表示-随机函数法模拟所得轨道不平顺时域样本集的均值、标准差、轨道谱、各频...     

观测路径出行时间下随机网络交通需求估计

道路网络起讫点(OD)需求是城市决策长期交通规划和短期交通管理中的基础参数,准确的交通需求更是实施交通拥堵控制、限行限速、路径诱导等措施的先决条件.综合运用观测的轨迹已知和未知路径出行时间,建立随机网络交通需求估计双层规划模型.上层广义最小二乘模型最小化历史交通需求与待估交通需求、观测路径出行时间与待估路径出行时间之间...