光滑质点流体动力学(SPH)及其算法特性

基于Lagrange观点的无网格方法计算是建立在一群可移动的自适应性的质点基础之上,对特大变形区域和自由表面的捕捉有着较高的精度.光滑质点流体动力学(SPH)是无网格方法的一种,本文阐述其理论基础和计算方法,主要包括:SPH的基本概念、核近似和粒子近似的基本原理,核函数的构造方法、SPH形式的流体运动方程、边界处理方法和数值算例等多方面内容.研究工作在了解SPH方法的理论特点和潜在优势的同时,也为相关问题的深入研究和改进奠定了理论和算法基础.     

Improvement of the second order approximation of the smoothed particle hydrodynamics

The smoothed particle hydrodynamics (SPH), as a fully Lagrangian particle method, has been successfully applied to astrophysical problems and extended to elastic dynamics and computational fluid dynamics.High order derivatives have to be approximated when elastic dynamics problems are modeled. However, the approximation errors in SPH could lead to computational failure in the case that the order of derivative is high.A novel method was proposed in order to improve the accuracy of SPH method, which shows the relationship between the selected functions and their SPH approximations. The entire involved system was represented by a finite number of particles that carry individual mass and occupy individual space, and the integral interpolation was approximated by a summation interpolation. In addition, error comparison was made between SPH method with and without the present improvement.     

矩阵方程AX=B的自反解与反自反解及最佳逼近

给定两个广义反射矩阵P,Q,通常对于矩阵方程AX=B关于P,Q的自反解和反自反解的研究大多是通过矩阵分解或广义奇异值分解来进行的。采用广义逆,建立该方程存在自反解和反自反解的充要条件以及解的一般表达式,并研究与之相关的矩阵最佳逼近问题。     

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交通流预测分析已成为智能交通的核心研究内容之一。依据混沌时间序列分析方法,建立了短时交通流的预测模型。在对实测的交通流数据进行相空间重构的基础上,综合考虑欧氏距离和均等系数,提出了最邻近点的两步优化选择方法,并采用了局部多项式拟合方法对所选取的最邻近点进行逼近以求得预测公式。本文将此方法运用于东莞东江大道流量预测,比较预测流量和实测流量,得出最大相对误差为0.445％,最小相对误差为0.038％,且单步预测时间仅为38.52秒。结果表明,该预测模型具有较高的精度,同时也能够满足实时性的要求。     

天府广场站节点与平行换乘方式的研究

研究目的：通过对2种不同换乘方式的研究,阐述地铁车站的换乘方式。研究方法：从线路走向、换乘客流量及换乘客流特点、区间线路方案,对节点或平行换乘方式进行研究。研究结果：节点和平行换乘方式均能满足天府广场站换乘客流的换乘要求。研究结论：重要的地铁换乘车站,应根据不同城市、不同线网、不同线路走向、不同站点各自不同的特点,并结合站址周边环境条件,从一个区域的范围研究任何有价值换乘方案,经技术经济比较后,提出经济、合理、可行的地铁换乘车站建筑布置形式。     

基于最佳逼近理论的主动吸收造波算法研究

在海洋工程水池试验中,二次反射波会严重影响实验的可靠性和准确性,如何消除反射波成为一个重要课题。针对MARINTEK水池为仿真对象展开相关研究,运用目前较为成熟的主动吸收造波算法理论,解算摇板式造波机的传递函数,在此基础上应用最佳逼近理论,设计出相应的数字滤波器,来达到同等的主动吸收造波效果,并验证该方法的有效性,从而实现模拟滤波器向数字滤波器的转换。仿真结果显示,数字滤波器输出与标准(主动吸收造波算法理论)输出有着良好的拟合效果,表明所设计的数字滤波器能够到达预期的主动吸收造波效果。本研究的意义在于,初步实现了主动吸收造波算法从理论到实际应用的转换,为工程上的应用提供良好的依据,有助于提高波浪试验的准确性。     

基于流体逼近的路段交通流动态加载研究

路段交通流动态加载是动态交通网络分配模型中的重要组成部分,在路段交通流动态加载中,离散形式或者连续形式的点排队模型被广泛使用.本文在以往研究的基础上,提出基于流体逼近的连续型点排队模型,克服了原有点排队模型中排队负值的情况.通过分析可以发现,原有点排队模型实质上属于具有单一服务台和无限容量的排队模型,基于流体逼近的思想重新定义了原有点排队模型.其中3 个主要部分是流量守恒模型,车辆流出模型和时间相关的服务台模型,这3 个模型全部都是连续的.由于连续点排队对计算需求较高,本文将连续的排队模型离散化,模拟了3 种不同场景下车辆驶出、路段排队情况.本文模型克服了原有点排队中的负排队现象,并且排队过程满足先进先出的原则,模型具有良好的模拟效果.     

Properties and Relations of Several Operators Based on Covering Rough Sets

The covering rough sets theory is a generalization of traditional rough set theory,and can also describe information with incompleteness and fuzziness in information systems.In this paper,we first provide the definitions of several upper and lower covering approximation operators on the covering approximation space.Then,we study the properties of these operators.Finally,we propose the mutual relations between approximation operators and similar relations of the operator(Ⅰ)based on the covering rough sets.     

提高级配指标计算精度方法研究

级配曲线是颗粒分析试验的重要成果图件,用其计算的不均匀系数Cu与曲率系数Cc是路基填料划分的重要指标。传统作图法整理级配曲线时,工作量大且精度不高。在分析线性插值、多项式插值、Lagrange插值与分段抛物线插值算法的基础上,提出了修正样条函数拟合的方法,得到土的光滑颗粒级配曲线。针对非单调样条函数,采用最佳逼近算法求解,克服了曲线出现平台时病态函数问题。文中提供了求解的关键代码,实践表明该法可以提高计算级配指标的精度和自动化程度。     

拟“车-桥耦合系统”的动态近似分析法

目前对于车体通过桥梁的动力响应问题,通常是将车辆子系统和桥梁结构耦合为一个系统,同时进行分析.文中提出一种近似但具有足够精度的方法用以计算车-桥耦合系统的动力响应.将车-桥耦合方程分解为两个部分,忽略作用在桥梁上的由移动车辆产生的惯性力项,只剩下移动力项.计算出桥梁在移动力作用下的响应,并把此响应作为车体动力响应的激励源反馈给车体,从而计算出车体的响应.从数值计算的角度,采用MATLAB编程并与车桥耦合系统精确的数值解作对比,验证了轻车过重桥情况下本文方法的可行性.通过分析表明,此方法能避免车-桥耦合系统计算时的庞大运算.