基于三维非线性区域分割法的船舶运动时域计算研究

基于三维势流理论,构建船舶在波浪中航行的非线性区域分割法。用假想的控制面将计算域分为内域和外域,其中外域采用自由面格林函数法,内域考虑自由面非线性,采用满足移动兴波线性化自由面条件的Rankine面元法,并通过过渡函数使内外域速度势及其导数在控制面上连续。内外域耦合求解得到扰动速度势及流体动压力。其中自由面运动学边界条件、动力学边界条件及物面条件m项中的移动兴波速度势及波面抬升是基于非线性兴波计算得到的,较线性化自由面条件更为精确。以数学船型Wigley-3为对象,讨论了不同因素对计算收敛性的影响,验证了该方法的可靠性和准确性;以S60和S175两种具有外飘的实际船型在波浪中的运动响应为例,将计算结果与试验及其他方法进行了对比,验证了三维时域非线性区域分割法在实船运动预报中的准确性。     

基于改进灰色定权聚类的城市轨道交通网络规划方案优选研究

综合考虑路网结构合理性、建设实施性、运营效果、社会经济效益以及城市发展的协调性等五方面的影响因素,建立了城市轨道交通网络规划方案综合评价指标体系。引入高斯白化函数、等面积法则确定参数和基于信息熵的聚类权的标定法,提出了改进灰色定权聚类优选模型,并将其应用于某市轨道交通规划方案优选,评价结果与实际专家评审结果一致,验证了该模型的有效性和实用性。     

汽车仿真中三维路面模型生成系统开发

提出了根据多功能激光路面检测仪测得的路面信息,利用Delaunay三角剖分结合加权函数插值生成三维路面模型的算法,在此基础上开发了路面生成系统,该系统可以生成不同网格形式的路面模型及其相应的路面文件,可以直接被汽车仿真软件调用.通过功率谱对比与Adams仿真分析对生成的路面模型进行验证,结果表明生成的路面模型能够真实地反映实际路面不平度的特征.     

乘性O-U噪声驱动下基因选择模型的定态性质

从乘性O—U噪声驱动下的基因选择模型出发,讨论了O—U噪声参数对模型定态性质的影响。数值计算结果表明O-U噪声的噪声强度比噪声关联时间对基因单倍体定态几率分布有更大影响,噪声的有色性有利于分离不同基因的单倍体。     

密立根油滴实验中平衡电压和下落时间关系的研究

通过分析平衡电压和下落时间的隐函数关系表达式,推导出了两者之间的直接函数表达式和变化关系。同时用数值模拟和实验验证的方法,得到这样的结论：随着下落时间的逐渐增长,平衡电压是逐渐变小的,而且变化率是越来越小。实验过程中油滴质量的减小很好地解释了两者之间的变化关系。剔除掉由于电量减小造成的不合理数据可以提高实验的准确度。     

二层线性规划问题

罚函数方法是数学规划中一种常见且有效的求解方法。用罚函数原理,把二层线性规划（BLP）下层问题的对偶间隙作为惩罚项,将BLP转化为带罚函数子项的有限个线性规划问题。由于BLP的全局最优解可在约束域S的极点上找到,利用线性规划对偶理论,给出了一种求解该二层线性规划的罚函数算法。     

应对空中交通管理服务突发事件的航空器动态接管方法

应对空中交通服务突发事件的航空器接管方案是我国空管应急体系的重要内容,现行方式由相邻管制扇区独立接管失能扇区中的全部航空器,在一定程度上加剧了接管扇区管制员的工作负荷,容易产生安全风险。考虑接管中航空器的有效通讯范围,以及管制员工作负荷水平与航空器疏散时间的共同影响,制定了以接管失能扇区中航空器的总代价最小为目标、管制员负荷增量上限为约束条件的动态接管方案。将航空器视为飞行状态网络中的节点,在三维空间中建立空域失能瞬间的动态接管模型;基于MATLAB构建终端区失能瞬间的仿真空域场景,通过计算代价函数输出接管各航空器的扇区编号;以终端区内的管制员平均负荷和航空器脱离失能扇区的平均时间作为检验指标,对比分析了动态接管方案与现行方案的应用效果。通过仿真发现：该方案与由各扇区独立接管的现行方案相比,尽管少量航空器由于有效通讯范围无法被最优扇区接管,但管制员的平均负荷分别降低了9.8%、12.2%、18.6%;同时,航空器的平均疏散时间减少了56.8%、56.3%、64.0%。动态接管方案既考虑了航空器在紧急事件突发瞬间的位置因素,又满足了管制员负荷增量水平的安全需求,实现了对失能空域内航空器的灵活接管,为空管单位制定更加合理的应急处置策略提供了参考依据。     

三维泰勒展开边界元方法及其数值验证

  目的  运用边界元法计算船舶兴波阻力基本上是先求解船体附近的速度分布,然后采用伯努利方程进行压力积分,其计算过程复杂,且误差非常大。  方法  提出一种可快速计算船舶兴波阻力的复合算法,利用Rankine源格林函数求解船体表面源强,结合Lagally定理进行受力计算,并基于Kelvin源格林函数求解船舶兴波阻力。运用该算法对Wigley船的兴波阻力进行计算。  结果  计算结果表明,所用算法相较于运用线性兴波阻力中的薄船理论得到的结果精度更高,而且与完全使用Kelvin源格林函数的算法相比效率也更高。  结论  所用算法可在计算兴波阻力时作为精度与效率之间的一种折中方法。     

二维不可压缩Navier-Stokes方程的新七模类Lorenz方程组的混沌行为

讨论了二维不可压缩Navier-Stokes方程的新七模类Lorenz方程组的动力学行为,证明了该方程组吸引子的存在性,并对其全局稳定性进行了分析和讨论,数值模拟了雷诺数在一定范围内变化时类Lorenz方程组的混沌行为.