一、牛顿迭代法在线间距计算中的应用(论文文献综述)
杨萌[1](2021)在《功能梯度圆柱壳均匀化转换计算理论及应用研究》文中提出近些年,功能梯度材料(Functionally graded materials,简写FGM)圆柱壳在航空航天、潜水器、化工、通信和工程领域等得到推广使用,相应理论研究也成为热点,各国都投入相当大科研资金进行支持。本文的工作是国家自然科学基金资助项目和河南省科技攻关基金项目的一部分研究内容,重点研究FGM圆柱壳与均匀材料圆柱壳力学行为的相似性,利用得到的成果来解决其实际工程应用问题,以达到用成熟的均匀材料圆柱壳理论来解决繁琐的FGM圆柱壳问题的目的。经与参考文献数据分析对比,验证本文方法是准确有效的,并且应用便捷,适合工程应用推广。对FGM圆柱壳各种使用条件下的工况进行分析讨论,总结一些有意义的规律,指导理论研究和工程应用。论文首先回顾了均匀材料圆柱壳国内外研究现况,从研究的理论方法、静水压力下固有频率求解、加肋圆柱壳等几个角度进行了总结与归纳,为FGM圆柱壳研究工作开展提供背景材料。接着对FGM材料的诞生、优势、适用范围等方面进行了简单介绍,然后对FGM圆柱壳应用领域国内外研究现况进行了系统的阐述,重点在理论研究方面进行了较为详细的列举与分析,最后提出本文研究目的及意义。第二部分指出由于FGM圆柱壳材料性质在厚度方向连续性变化而表现出与均匀材料圆柱壳结构不同特性,导致FGM圆柱壳力学行为分析比相应均匀材料圆柱壳更为复杂,但是两者使用理论分析方法可以一致,并因此可以进行力学行为对比分析。针对FGM材料与均匀材料在数学和力学模型上相似性,通过数学物理方法让二者建立紧密联系,探究它们之间固有关系,实现FGM圆柱壳宏观力学行为“均匀化”转换计算。对FGM圆柱壳力学行为“均匀化”转换后,避开了繁琐的数学推导过程,简化了计算,同时能够保证足够计算精度,在理论上揭示FGM圆柱壳力学行为共同特性和规律,为FGM圆柱壳宏观力学行为分析提供新的探索途径。第三部分基于Flügge和Love一阶经典薄壳理论,采用波动法振动方程作为振动位移函数,通过分析比较寻找FGM圆柱壳数学模型与均匀材料圆柱壳数学模型之间相似关系,将FGM圆柱壳固有频率求解转化为同样几何尺寸、边界条件及载荷工况下均匀材料求解,实现功能梯度材料固有频率求解的均匀化转换计算。利用相对简单均匀材料圆柱壳力学问题解答来获得相对复杂FGM圆柱壳力学问题解答,避免求解复杂偏微分方程边值问题,为工程应用提供便捷公式。对影响FGM圆柱壳自由振动固有频率的各项参数进行算例分析,总结规律。第四部分利用静水压力下FGM圆柱壳与均匀材料圆柱壳力学和数学模型之间相似关系,采用经典Flügge壳体理论,利用成熟的波动法来求解静水压力下FGM圆柱壳自由振动固有频率问题,并给出静水压力下的FGM圆柱壳临界压力求解办法,为FGM圆柱壳无损检测提供理论支持。通过实际算例,对相同边界下和不同边界条件下,影响静水压力下FGM圆柱壳性能的几何物理参数进行分析总结,得出规律变化曲线,总结经验。第五部分通过对经典壳体Flügge理论、Donnell薄壳理论研究,分析了加肋圆柱壳的振动特性,考虑了壳体的旋转惯性和肋骨在其平面内外的运动,运用均匀化理论,分别采用波动法和能量法推导水下加肋功能梯度圆柱壳振动特征方程,并利用MATLAB求解特征方程得到加肋圆柱壳固有频率。算例分析了静水压力下纵横加肋功能梯度圆柱壳在不同壳体尺寸、材料组分、纵横肋肋骨截面长宽比和肋骨间距等情况下固有频率的变化规律。第六部分鉴于含裂纹均匀材料的裂纹尖端应力强度因子是含裂纹构件安全性的重要参数,在前几部分FGM薄圆柱壳均匀化研究基础上,探寻FGM圆筒与均匀材料圆筒这两者裂纹尖端应力与应力强度因子之间存在的相似比值关系,提出了一种适用于含环状裂纹FGM圆筒的应力强度因子高精度快速计算方法。将计算结果与参考文献计算结果进行对比,验证了本文方法的可行性和优越性。最后部分对本文研究内容进行了总结与展望,并提出了创新点。
张铁建[2](2021)在《面向非球面零件在线检测方法研究》文中提出非球面光学零件凭借其在光学系统中可有效的矫正系统像差,扩大系统的视场角度,减轻系统整体质量和降低系统体积等作用,被广泛应用于各高精尖科技领域内。随着高新技术产业的蓬勃发展,市场上对于非球面光学零件的需求量日益增加,如何提高非球面零件加工制造加工效率是当前需要解决的重大难题。非球面面形检测作为其加工工艺的一部分,如何准确、快速、高效地完成面形检测,对提高非球面零件的加工效率至关重要。目前,在非球面零件加工过程中,通常采用离线检测的方式,这样不仅会降低加工效率,还会由于零件的二次装夹误差影响加工精度。因此,为了提高非球面零件的加工效率,本文将机床在线检测应用在非球面零件磨削成型阶段,将零件检测-加工-再检测这一过程集成于机床上完成。论文的主要研究工作如下:(1)在分析国内外研究现状的基础上,确定使用接触式触发测头作为非球面零件在线检测的检测设备。在研究设计非球面零件在线检测系统总体方案后,通过分析系统工作原理和系统工作流程,提出系统的工作指标。在研究系统组成的基础上,着重对测头系统进行深入研究,设计一种以光学开关为触发方式的测头结构,并且对测头系统的信号传输电路进行设计。对系统软件进行设计,实现测头位置信息的采集和生成NC测量程序等。(2)结合系统工作指标,对系统的误差情况进行详细的分析,以证明系统可行性。对测头静态预行程误差和测量坐标系与工件坐标系不重合误差进行建模,并通过仿真分析预行程误差和坐标系不重合误差对测量精度的影响。(3)以最小二乘法作为基本数学理论,研究非球面轮廓点的数据处理问题。首先以五点三次法作为数据平滑处理的方法;其次对预行程误差和坐标系不重合误差补偿处理,应用高斯牛顿迭代法对不可直接求解的(Δx,Δy,Δz,δx,δy,ΔR)进行分离求解。(4)搭建实验平台应用触发式测头对完成精磨后的零件进行在线测量。首先对红宝石测球轮廓误差进行标定和测量点的规划,然后分别对零件完成第一次精磨后和经过修磨处理后的零件实施测量,以轮廓仪检测的数据作为对比标准。经实验验证,与轮廓仪检测结果误差小于0.4μm,且精度达到系统技术指标。
李灿[3](2020)在《彩虹折射二维测量方法及含杂液滴/瞬态蒸发液滴串测量研究》文中指出准确地测量流场中雾化液滴的多种关键参数,对提高燃烧效率、减少污染物排放和精细优化控制等具有重要的指导优化作用。微小颗粒分散到不混溶的液体形成的含杂液滴广泛存在,却因表征测量难度大受到较少关注。液滴串瞬态蒸发研究能很好地数学模型化液滴群蒸发中的液滴间相互作用,同样缺乏这方面的高精度实验研究。上述研究的难点在于面向含杂液滴和瞬态蒸发液滴串的先进测试手段缺乏。作为一种先进光学测量技术,彩虹折射技术能同时测量热力学参数(折射率、温度和组分等)和几何学参数(粒径),极具解决上述难点的潜力。同时对复杂多相流的测量要求,也促使测量技术朝着高维度等方向发展。提升待测场空间维度,极大利于雾化场液滴关键参数的演变测量,这促使了彩虹折射技术从1D“线”到2D“面”测量的研究。目前没有算法能同时处理标准和全场彩虹信号的反演,同时还缺乏对基于不同迭代方法的彩虹信号反演算法在精度和速度上表现的评估。针对上述问题,本文通过理论分析、模拟和实验验证结合等手段,开展了彩虹折射技术的二维化、含杂液滴表征、液滴串瞬态蒸发测量及彩虹信号反演算法的研究。基于理论分析提出了二维彩虹折射测量方法,包括设计配置简单可靠的二维彩虹测量系统,提出一种二维散射角面标定方法和标定系数高精度反演算法,搭建了液滴发生系统和二维彩虹测量系统。对测量系统进行了二维散射角标定和在室温为8°C下测试了平面视场为130.5 mm×81.5 mm的去离子水气动喷雾。对一张典型二维彩虹实验图像进行图像识别和定位等处理,通过彩虹信号轮廓获得了两个待测液滴的平面位置信息。结合二维散射角的标定,成功实现了二维彩虹折射法对二维平面雾化液滴的在线测量。来自算法和图像识别的误差综合导致折射率最大测量误差估算为7×10-4,粒径相对误差为1.4%。基于彩虹二阶折射信号的拟合反演和消光作用分别表征液相参数(宿主液滴折射率和粒径)和固相参数(内含物体积浓度和尺寸)的思路,提出二阶与零阶折射信号强度比方法消除强度随机的影响,并理论推导出计算公式。基于蒙特卡洛的光线追踪方法模拟分析了多种因素对含杂液滴几何彩虹角附近光散射信号的影响。搭建单/双波长的标准彩虹测量系统和液滴发生系统,分别开展内含物尺寸已知和未知的系列实验。实验验证了消光彩虹折射法表征测量含纳米颗粒物液滴的可行性和有效性。采用相位彩虹折射法PRR和高速显微阴影法相结合的方法,对喷射到空气中的微米级运动乙醇液滴串的瞬态蒸发进行了定量研究。搭建带温控的液滴串发生和高速显微阴影成像系统,生成粒径、速度、间距参数和温度可控的乙醇液滴串。搭建简单紧凑的改进性PRR测量系统,记录不同激励频率、流量和初始加热温度下液滴串的PRR图像。实现了测量线范围内100~180 nm量级粒径减小的分辨和乙醇液滴串蒸发速率测量为(0.7~4.4)×10-8(m2/s)。通过测量的液滴串蒸发速率与由Abramzon&Sirignano模型预测的单液滴蒸发速率之比来量化液滴串中液滴间相互作用的影响,统计大量实验测量数据归纳出了一种改进的经验关联式。针对标准/全场彩虹信号的反演处理,提出了一种基于局部最小的通用性反演算法。该算法基于带修正系数的CAM理论建立带不等式约束的非线性最优化目标函数,并采用不同迭代方法进行迭代求解。对于标准彩虹信号,Active-set法在精度(折射率误差<2×10-4,粒径相对误差<1.3%)和速度(平均耗时0.45 s)上表现最佳;对于全场彩虹信号,采用Active-set方法作为对反演精度要求高且对速度不关注的反演迭代方法,折射率反演误差小于1×10-4,平均粒径相对误差小于2.0%,平均耗时13.2 s;反之采用Brent方法,其反演的折射率最大误差在3.5×10-4左右,粒径相对误差绝大部分小于10%,但平均耗时不到1 s。
蒋效彬[4](2020)在《船舶系泊系统的建模仿真与应用研究》文中认为使用虚拟现实技术对船员进行教育培训更具灵活性且成本更低,因而各种航海仿真系统被广泛应用于船舶实操训练中。目前,国内各航海院校对船员进行靠离泊和锚泊(以下简称为系泊)操纵培训主要采用理论教学的方式,很少有真实的系泊设备供船员实践操作。此外,关于船舶系泊操纵的评估缺少统一的评估规则和标准,无法对船员的操作水平给出科学合理的评估。为此,本文对船舶系泊操纵时的运动学及动力学模型、系泊操纵过程的可视化仿真方法以及船舶系泊操纵仿真评估三个方面进行研究。采用分离型建模思想,建立了船舶六自由度操纵运动数学模型,该模型充分考虑了螺旋桨推进器多象限工况及风、流等环境影响,以校实习船“育鹏”轮为研究对象进行旋回试验、Z形试验和惯性停船试验,通过将仿真结果与实船试验结果的对比,表明所建立的模型满足船舶系泊操纵仿真的精度要求。针对船舶系泊操纵中靠离泊操纵和锚泊操纵的不同特点,分别就缆绳和锚链提出了基于悬链线法的静力学模型和基于集中质量法的动力学模型。在船舶靠离泊操纵过程中,分别对满足胡克定律和不满足胡克定律两种情况下的缆绳张力进行计算,分析了缆绳在靠离泊作业时的张力大小。在船舶锚泊操纵过程中,将锚链准静态法得到的数据作为动力学分析的基础,并基于集中质量法建立锚链的动力学模型,该模型充分考虑了锚链自身重量、流体动力、海流以及与海底交互作用等影响;最后,耦合船舶运动模型与锚链动力学模型,计算锚泊系统在水流作用下的运动响应,所采用的数值计算方法保证了计算稳定性并提高了计算效率。运用三维建模技术建立锚设备及系泊设备的三维模型,搭建了船舶在海上航行和系泊操纵时的虚拟场景;运用场景漫游技术、虚拟人技术以及碰撞检测技术实现三维场景的漫游与交互,提高了虚拟场景的真实感。在研究系泊缆索的可视化仿真中,根据系泊缆索的特点,提出一种改进的PBD方法,在原有的距离约束和弯曲约束基础上提出长距离附着约束和引脚约束,并采用高斯-赛德尔迭代法进行求解,在保证计算精度的同时有效地提高了计算效率。仿真系统能够实时准确地完成计算、渲染及交互操作等,实现了系泊设备的交互仿真及系泊缆索的实时收放模拟。根据系泊设备操作规程及相关评估规范,通过专家评估法确定了系泊操纵的评价指标,基于模糊综合评价法建立各个评价指标的隶属度函数,结合专家评估法及层次分析法给出各个评价指标建议的权重值及标准值,建立完整的评估模型,确定各个评价指标隶属度值后采用加权平均法得到船员的最终评估成绩,并将自动评估模型集成到船舶系泊操纵仿真系统中。在上述研究的基础上,本文开发了由操作训练子系统和自动评估子系统两个部分组成的船舶系泊操纵仿真系统。操作训练子系统较好地实现了船舶系泊系统及其可视化模拟,提高了系泊缆索的模拟仿真效果;自动评估子系统实现了对船员系泊操纵的操作步骤及结果的数据记录和评估。
张磊[5](2020)在《方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究》文中提出在长距离超声导波无损检测中,通常采用回波法进行缺陷检测,但当缺陷靠近远端时往往会出现在常规监测时域区间内缺陷回波丢失的问题,即远场盲区问题,而该区域往往是缺陷高发区。本文以长杆方钢为例,对超声导波检测中的远场盲区问题进行研究。主要工作和创新性成果如下:1.为提高仿真效率,采用二维等效模型进行方钢超声导波模型的简化,通过仿真和实验对比的方法,验证了该等效模型的有效性。在实验验证方法研究中,为减小实验中耦合剂引起的信号衰减,提出并研制了锂基油脂作为实验用超声耦合剂,有效改善了超声信号在探头与试件接触处的透射性能;从理论上合理解释了实验中的特定非期望波产生的原因(即入射波小角度偏差),分析了非期望波对入射总能量的分配的影响;2.对基于双探头反射法的长距离超声导波盲区现象及接收信号特点进行了理论分析和推导。基于理论分析,推导出超声导波盲区的量化范围;总结出缺陷反射波形的五种常见模态转换形式,分析了超声导波盲区缺陷波形的叠加规律:3.提出基于第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间差值包络相关运算的盲区缺陷定位算法。通过将接收信号中第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间波形与仿真波形包络进行相关运算,判断缺陷位置,并通过实验验证了其有效性;4.提出基于时频转换方法的缺陷形状识别算法。以经典的方形、三角形和圆形形状的缺陷为例,先对接收波形采用时频转换PWVD算法得到第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间的时频图,再采用卷积神经网络算法进行损伤分类识别。论文采用仿真方法建立了1200张三种形状的中间伤和边界伤样本库,测试结果表明,中间缺陷和边界缺陷分类的识别准确度分别为0.89和0.85。综上所述,本文从方钢二维等效模型、超声导波盲区相关理论和缺陷检测算法等方面进行了研究,相关研究结果为超声导波盲区检测理论和方法提供一定的参考。
翁铖铖[6](2020)在《SINS/USBL水下组合定位系统的标定与组合算法研究》文中研究说明如今我国已经将探索海洋资源作为国家战略部署的重点,大力发展各类海洋技术,研发各类先进的载人以及无人水下航行器。各类海洋工程以及水下军事活动都依赖于能够在深海稳定工作的水下航行器,因此研制高精度的水下航行器具有很高的军事价值与战略意义。该论文依托项目需求,开展基于惯性/水声组合导航系统的标定算法及组合算法技术的研究。论文的主要研究内容如下:(1)对超短基线(Ultra-short Base Line,USBL)系统以及各类水声定位技术的基本原理进行研究,根据USBL系统定位过程中出现的误差因素进行误差建模,包括时延提取误差、声线弯曲、测向误差、杆臂和安装误差角等,分析误差对定位精度的影响。并针对声速修正算法进行仿真,仿真结果表明当深度为70m时,声线弯曲会对斜距测量带来0.8%的误差。(2)对USBL系统安装误差标定算法进行了研究,详细介绍了三种标定算法:基于小角度近似的改进最小二乘法、基于非线性优化的高斯-牛顿迭代法以及卡尔曼滤波法。并通过仿真实验验证三种算法的可行性和适用性,经三种算法标定后,组合系统定位误差在2m以内,相比标定前减小了80%以上,对安装误差角的标定精度可以达到0.1°以内。其中卡尔曼滤波能做到实时处理数据,更适合用在需要在线标定的场合。(3)研究并设计了惯性/水声组合导航算法。介绍了基于位置匹配的松组合方式以及基于方位角和斜距的紧组合方式,还将各基元的斜距加入观测量进行紧组合,并利用深度计结果来约束系统的高度信息。通过仿真验证,两种组合方式都能够很好地抑制纯惯性导航的累积误差。松组合模型在斜距误差为1%的条件下,定位精度可以达到最大斜距的0.5%;相比之下,紧组合对局部异常值有更好的抑制作用,在同样的条件下,定位精度能达到最大斜距的0.3%。(4)利用惯性/水声组合导航系统样机进行江试实验,测试系统在实际应用环境下的性能,并利用实测数据验证所研究的标定算法和组合算法的可行性和适用性。实验结果表明,经安装误差标定后,系统对应答器的定位误差能达到2.5m以内,相比标定前降低60%以上。针对实际数据,松组合和紧组合的定位误差均能达到3.6m以内,能有效解决纯惯导误差发散的问题。该论文完成了惯性/水声组合导航系统的设计,对水下声学定位、安装误差标定、组合导航关键技术进行了研究和实验,理论研究和实验结果表明该系统定位效果良好。
张文倩[7](2020)在《硼酸铷/铯水溶液的弥散结构研究》文中提出迄今为止,具有较大水合距离和水合数的铷/铯多聚硼酸盐水溶液的弥散结构(Diffusion structure)尚不清楚。本工作以铷/铯离子、硼酸根离子水合结构以及它们之间的相互作用为科学目标,采用X射线散射和中子散射并辅以第一性原理密度泛函理论(DFT)计算和拉曼光谱等,研究了偏硼酸铷/铯(MBO2)、四硼酸铷/铯(M2B4O7)和五硼酸铷/铯(MB5O8)(M=Rb/Cs)六种硼酸盐水溶液的弥散结构。主要研究内容及结论如下:1.X射线散射实验分别采用Ag靶(Kα=0.056087 nm)自由表面反射法和Mo靶(Kα=0.070926 nm)毛细管透射法完成。由物种分布计算得到溶液中硼酸根离子的分布作为数据分析的依据。MBO2(M=Rb/Cs)溶液以B(OH)4-和Rb+/Cs+作为溶液径向分布函数模型计算以及DFT计算的依据,结果表明303 K条件下Rb BO2溶液(1.628-4.009 mol/L)中Rb+第一水合层Rb-O(I)平均配位距离约为0.293 nm,对应的配位数约为7.7;接触离子对Rb-B的配位数约为0.8,配位距离约为0.372 nm,且Rb+与B(OH)4-以双齿结构配位;同时,讨论了浓度对离子水合度及水合结构的影响,浓度越大,接触离子对越多,反之,离子水合程度越大。在Cs BO2溶液中(1.526-2.101 mol/L,303 K),B-O(W)平均距离为0.371 nm,B(OH)4-周围水合数约为7.8;接触离子对Cs-B距离为~0.458 nm,原子对数目~0.77;第一配位层Cs-O(I)相互作用的距离和配位数分别为~0.325 nm和~8.0,DFT计算也得到了与实验结果相符的Cs+八水合稳定团簇结构。M2B4O7(M=Rb/Cs)溶液的几何模型计算考虑了B(OH)4-、B3O3(OH)4-、B3O3(OH)52-和B4O5(OH)42-四种硼酸根离子,得到的Cs2B4O7溶液(1.405-2.308 mol/L,303 K)中Cs+第一水合层(Cs-O(I))平均距离为0.336 nm,配位数~7.8。第二水合层Cs-O(II)距离约为0.526 nm,配位数~8.4;铯离子与硼酸根上环氧的平均距离Cs-O(ring)约为0.488 nm,Cs-B平均配位距离在0.458 nm;Rb2B4O7溶液(0.688-1.509 mol/L,303 K)中Rb-O(I)水合距离约为0.292 nm,水合数约为7.0,Rb+第二水合层Rb-O(II)平均配位距离为0.467 nm,配位数约为8.0;氢键O-O作用距离约为0.278 nm,作用数约为2.22;接触离子对Rb-B相互作用距离约为0.377 nm,作用数约为0.9;DFT计算表明Rb+与B4O5(OH)42-以端氧的邻位环氧双齿配位或端氧与邻位环氧双齿配位,Cs+与B4O5(OH)42-主要以端氧的邻位环氧双齿配位的构型存在。五硼酸铯溶液(Cs11B5O8+D2O,0.099 mol/L,353 K)溶液中B(OD)3、B3O3(OD)4-和B3O3(OD)52-为主要物种,特征B5O6(OD)4-发生水解,模型计算得到的Cs-O(I)平均距离为0.332 nm,配位数~8.4;Cs-B平均作用距离~0.490 nm,配位数为~0.6。2.中子散射实验分别在中国绵阳研究堆(CMRR)-反应堆中子源和日本质子加速器研究联合体,材料和生命科学实验设施(J-PARC,MLF)-散裂中子源上完成。为了顺利完成铷/铯硼酸盐溶液中子散射实验以及数据处理,氯化铷(Rb Cl)和氯化铯(Cs Cl)氘代水溶液高温高压(298 K-523 K,0.1 MPa-4 GPa)下的中子散射实验作为预研究来熟悉中子散射实验和分析过程。实验结果发现Rb+/Cs+以及Cl-的水合强度随着温度和压力的变化而变化,具体表现为温度升高水合距离增大,水合数变小;压力升高水合数变大,水合距离变小;角度分析发现氢键中O-D…O、Rb+/Cs+/Cl-水合团簇中Rb/Cs…O-D和Cl…D-O以及接触离子对Cl…Rb/Cs…O四种相互作用近似线型的结构特征;高温高压极端条件观察到Rb+/Cs+/Cl-/H2O的第二和第三水合层,氘(D)原子在高温高压下更偏向于中心金属离子,且Rb+/Cs+/Cl--D的作用峰发生分裂,接触离子对也趋向于形成更大团簇。氘代水中O-O相互作用并不遵循加压-压缩与加温-膨胀的规律,不同相互作用随着温度和压力的变化并不遵循相同的规律。3.11B取代的铷/铯硼酸盐氘代水溶液的中子散射实验在J-PARC BL21线站全散射NOVA谱仪上进行。由于11B取代B和D取代H,中子散射实验获得了更为精确的散射强度、结构函数和原子对分布函数。其中,经验势结构精修(EPSR)程序得到的Cs BO2溶液(1.823 mol/L,343 K)中Cs-O(I)偏径向分布函数第一个峰的最高点位置约为0.328 nm,由第一个峰的面积积分得到的配位数为5.86±2.51;Cs-B对应的最高点位置约为0.407 nm,配位数为1.77±0.94;同时得到B-OW的配位距离~0.356 nm,配位数12.13±4.83,由此可知B(OH)4-外围大概有12个水分子。M2B4O7(M=Rb/Cs)溶液样品(298 K)的结构函数存在细小差别,表现在Q=0.33-0.38nm-1的范围内,浓度小的样品曲线较高,定性反映出溶液中较大的氢键强度(H-bonding)以及Rb+/Cs+水合强度。MB5O8(M=Rb/Cs)溶液样品(298 K/373 K)中特征B5O6(OD)4-离子可以考虑到数据解析中去,相同种类样品的结构函数较为相似;Rb B5O8溶液样品的结构函数曲线高于Cs B5O8溶液,且浓度小的样品曲线较高,温度较高的样品曲线稍低,体现着溶液内部的结构变化。
池宝涛[8](2020)在《双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究》文中指出CAD与CAE一体化一直以来都是工程分析与科学计算领域研究的重要内容,然而受限于传统数值模拟集成系统中CAD与CAE之间的巨大鸿沟,如CAD几何模型与CAE分析模型表征方式不统一,几何模型在CAE与CAD系统间转换时造成的数据丢失,不同系统之间的频繁交互造成CAE分析自动化程度低等,将CAD与CAE技术进行有机结合以实现数值模拟分析技术的集成化、智能化和自动化是未来工程设计的主要发展趋势。数值模拟技术已成为工程数值计算及机械结构设计和优化中不可或缺的工具,并广泛应用于汽车船舶、航空航天、医疗卫生、生物科技、新能源等多个领域。数值模拟的主要步骤包括几何建模、网格划分、计算求解和后处理等过程,其中前处理过程是数值模拟分析的主要性能瓶颈,其自动化程度严重依赖于用户知识水平和工程实践经验。因此,高效可靠的全自动前处理算法是实现CAD与CAE一体化以及提高数值模拟分析精度和效率的关键。为克服传统数值模拟分析集成系统中CAD与CAE相互独立的固有缺陷,本文以双层插值边界面法为研究背景,将边界积分方程与计算机图形学相结合,系统性地研究了完整实体工程结构分析中的全自动几何模型修复、三维非连续混合体网格生成及体单元细分方法等工作,直接利用CAD实体模型中的边界表征数据实现复杂结构CAE分析自动化。本论文的主要研究工作如下:(1)为真正实现CAD与CAE一体化,以完整实体工程结构分析软件框架为基础,搭建了一个完全融于CAD环境的CAE分析平台,所有数值模拟分析操作均在同一环境下进行,统一了几何模型与分析模型,避免了不同系统之间的数据传递造成的CAD模型几何数据及拓扑信息缺失,实现了CAE与CAD两者的无缝集成。(2)应用双层插值边界面法计算三维位势问题,同时提出了一种新型的数值计算单元——双层插值单元,双层插值单元将传统的连续单元和非连续单元有机统一,提高了插值计算的精度且能够自然地模拟连续物理场和非连续物理场。双层插值边界面法在网格生成过程中允许使用包含悬点的非连续网格,避免使用任何协调过渡模板处理悬点,从而使得网格生成工作具有更大的灵活性,很大程度上降低了网格生成的困难。双层插值边界面法直接利用CAD实体模型中的B-Rep数据进行计算,物理变量计算基于分析模型的参数曲面而不是通过离散单元计算,避免对任何结构在几何上进行简化,为实现CAD/CAE一体化、全自动CAE分析奠定了重要基础。(3)针对几何模型中存在的退化边、退化面、非连续光滑边界及非理想几何特征等常见的几何“噪声”问题,提出了基于T-Spline全自动几何拓扑修复方法,实现了对复杂CAD几何模型中非理想几何特征的自动识别、曲面探测及T-Spline曲面重构的全自动几何拓扑修复。所有操作均为虚操作,不修改原始几何模型,利用新生成的虚边、虚面重构CAD模型的几何拓扑信息,拟合的T-Spline曲线、曲面具有自适应性且能满足拟合精度要求,该方法一定程度上降低了网格生成困难,提高了数值模拟分析的计算精度。(4)针对二维空间直线与NURBS曲线求交、直线与NURBS曲面求交问题,提出了基于仿射算术和区间运算的直线与NURBS曲线/曲面求交方法。与传统的点迭代法相比,该方法由于采用了区间运算,迭代过程不需要给定合适的迭代初始值,具有更好的灵活性;与传统的区间迭代法相比,该方法放宽了对初始区间的要求,采用基于线曲率和面曲率的子域分解方法,可以快速筛选预迭代区间,提高迭代效率。另外,通过运用仿射算术考虑计算过程中数据的相关性,有效弥补了区间算法的局限性,提高了迭代求交的效率。同时,对于直线与复杂三维实体模型的求交问题,研究了直线与三角形面片及直线与空间包围盒快速相交检测算法。(5)为充分发挥双层插值边界面法在网格生成过程中允许使用包含悬点的非连续网格的优势,提出了基于体二叉树的三维非连续混合网格生成方法。该方法采用体二叉树数据结构对任意三维实体模型进行网格自适应细分,在体二叉树细分过程中,基于网格尺寸、表面曲率、实体厚度等几何特征进行自适应细分,避免使用任何协调过渡模板处理悬点。采用“由外向内”的实体模型边界拟合方法对包含几何边界的“锯齿状”网格进行拟合,将相应网格节点依次拟合至几何顶点、几何边和几何面上。对于网格生成过程中存在的低质量网格,采用Laplace优化或单元拓扑分解的方法提高最终网格质量。最终网格生成实现了整体以六面体网格为主,实体边界附近的部分网格以四面体、三棱柱或金字塔网格为辅的非连续混合网格的全自动生成。(6)针对边界元法中核函数为连续或间断的三维奇异及近奇异域积分,提出了基于体二叉树单元细分法的三维奇异及近奇异域积分计算方法。该方法适用于不同类型的体单元,可以精确计算核函数为连续或间断的三维奇异及近奇异域积分。对于不同单元形状和任意源点位置的三维奇异及近奇异域积分,该方法在任意情况下均能保证单元细分的收敛性且细分子单元形状和尺寸良好。经过单元细分后,根据细分子单元与源点位置关系,在体单元内部呈现出远大近小的分布特点,积分点在单元内部更合理地分布,在保证积分效率的同时提高了积分的精度。该方法采用体二叉树数据结构,易于实现,算法具有良好的鲁棒性。
胡文欣[9](2020)在《神经网络法在位移测量中的若干应用研究》文中研究说明科研和工程领域的不断发展对光测力学方法的高精度、大量程、实时性提出了更高的要求。其中,二维数字图像相关方法被广泛用于面内位移测量,目前0.01像素的测量精度能满足大部分位移测量需求,但数字图像相关方法(DIC)的实时性还未能满足工业在线监测等应用场景。干涉法包括激光干涉,电子散斑干涉(ESPI)等已被广泛用于离面位移测量,但受位相提取速度和精度,散斑退相关等因素的制约无法同时满足高精度,大量程和实时性的测量需求。投影光栅法作为一种主动测量方法常用于形貌测量领域,与干涉法相同,核心手段在于对条纹图的分析,将提取到的位相转化为待测物理量,因此测量效率依赖于准确高效的位相提取方法。此外,神经网络法作为机器学习的重要组成部分,在图像、语音等领域已获得了广泛的应用,该方法也被引入到光学测量中,为光学测量中振动信号分析、条纹图分析等问题提供了新的解决思路。本文工作以同时实现高精度,大量程,实时性的测量需求为目标,对现有测量手段做出了以下改进:(1)介绍了以牛顿迭代法(NR)和反向组合高斯牛顿法(IC-GN)为代表的传统数字图像相关方法,并指出亚像素位移的迭代计算是DIC方法耗时的关键。基于此提出采用加权移动最小二乘法沿时间轴拟合整像素位移得到亚像素位移的时间序列法,并进一步引入GPU并行计算。先将时间序列法和IC-GN算法的计算量进行对比分析,再通过模拟疲劳加载实验和拉伸实验结果验证了该算法的计算效率,实现了 230000POI/S的计算速度。(2)基于迈克尔逊干涉离面位移测量系统,提出了一种位移跟踪测量算法。该测量算法分别利用反向误差传播神经网络(BP)和卷积神经网络(CNN)实时监测干涉条纹图的状态,以得到位移端的位移大小和方向,并在补偿端促动压电陶瓷纳米平动台进行位移跟踪和累计测量。分别搭建了反射面干涉测量系统和漫反射面干涉测量系统,并实现了 210微米内的精确测量,200ms内的测量精度为10nm。(3)提出了一种基于U-Net神经网络的单张图的位相提取算法,将位相提取问题转化成图像映射问题,充分发挥了神经网络算法在图像处理领域上的优势。分别利用模拟条纹图和激光干涉条纹图,投影光栅条纹图对已训练的U-Net网络进行测试,测试结果证明相比于小波变换法,该算法具有速度优势,低条纹质量要求,和更强的复杂形貌物体位相处理能力。(4)针对滚动轴承故障早期有效信息被噪声掩盖问题,提出一种结合包络谱自相关曲线与BP网络的轴承工作状态监测方法。
胡莹莹[10](2020)在《类金刚石纳米材料的力学性能及其在水泥基复合材料改性中的应用》文中进行了进一步梳理类金刚石纳米材料是指具有金刚石立方晶体结构的纳米材料,类金刚石纳米材料具有比表面积大、高强度、耐高温等不同于宏观材料的独特性能,可被用于复合材料增强增韧中,改善复合材料的物理和力学性能。本文应用纳米力学方法建立类金刚石纳米材料的多尺度分析模型,研究Si、SiO2纳米材料纳尺度结构特征和力学特性。随后,将Si、SiO2纳米材料应用到水泥复合材料改性中,通过纳米压痕试验研究增强增韧机理。主要研究内容如下:在Si、SiO2纳米材料微结构特征研究的基础上,应用高阶Cauchy-Born准则计算原子键长,应用Tersoff-Brenner势函数描述原子之间的作用,基于代表单元的能量最小化建立了类金刚石纳米材料的多尺度本构模型,并编写了计算程序,系统研究了Si、SiO2纳米材料的结构特征和力学特性。计算结果显示:单晶硅弹性模量随不同晶向发生变化,表现出各向异性,然而在[112]和[110]晶向弹性模量非常接近;在平行和垂直(111)晶面方向,单晶硅剪切模量和泊松比均为定值,不随晶向而改变,且平行(111)晶面方向剪切模量和泊松比大于垂直(111)晶面方向的值;在平行和垂直(110)晶面方向,单晶硅剪切模量和泊松比呈现各向异性的特性;单晶硅弯曲刚度在不同晶面展现出各向异性,且弯曲刚度随不同晶向发生变化。通过使用分散剂和超声波分散技术将Si、SiO2纳米材料充分分散到水泥基体中制备水泥复合材料。将纳米水泥复合材料制作成标准的纳米压痕试样,应用纳米压痕仪对试样进行压痕测试,通过分析试样表面阵列式测点的硬度和弹性模量分布规律,研究了纳米材料对水泥基体微观力学性能的改性机理。试验研究得出如下结论:纳米SiO2和纳米Si通过提高基体中HD C-S-H凝胶的含量,增强水泥集体的宏观力学性能和耐久性;纳米SiO2和纳米Si的掺入对基体早期凝胶弹性性能的增强作用高与水化后期;对比不同掺量的压痕结果显示,纳米SiO2和纳米Si对水泥基体的改性作用,存在最佳掺量;水化龄期对基体中凝胶弹性性能的影响结果说明,水化龄期只引起C-S-H凝胶堆积密度的变化。
二、牛顿迭代法在线间距计算中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、牛顿迭代法在线间距计算中的应用(论文提纲范文)
(1)功能梯度圆柱壳均匀化转换计算理论及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题的工程背景 |
1.2 国内外研究概况 |
1.2.1 圆柱壳研究概况 |
1.2.2 功能梯度圆柱壳研究概况 |
1.3 本文研究的出发点及主要工作 |
第2章 FGM圆柱壳均匀化转换计算理论研究 |
2.1 前言 |
2.2 功能梯度材料细观物理力学模型 |
2.3 功能梯度板相似性理论 |
2.4 Levinson梁理论条件下的功能梯度梁相似性推导 |
2.5 FGM圆柱壳均匀化理论数学模型 |
2.5.1 几何和物理描述 |
2.5.2 几何方程 |
2.5.3 物理方程 |
2.5.4 运动方程 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于均匀化转换方法的FGM圆柱壳固有频率计算 |
3.1 前言 |
3.2 运动微分方程 |
3.2.1 Flügge经典薄壳理论 |
3.2.2 Love经典薄壳理论 |
3.3 波动法解微分方程 |
3.3.1 Flügge理论位移运动方程固有频率的波动法求解 |
3.3.2 Love理论位移运动方程固有频率的波动法求解 |
3.4 数值计算及分析 |
3.4.1 正确性和有效性验证 |
3.4.2 影响FGM圆柱壳固有频率因素分析 |
3.5 计算效率分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于均匀化转换方法水下FGM圆柱壳振动特性分析 |
4.1 前言 |
4.2 运动平衡方程式 |
4.3 波动法解微分方程 |
4.4 耦合声振方程 |
4.5 均匀化转换计算 |
4.6 静水压力下FGM圆柱壳临界压力预测 |
4.7 数值计算及分析 |
4.7.1 正确性和有效性验证 |
4.7.2 影响静水压力作用下FGM圆柱壳固有频率因素分析 |
4.7.3 影响静水压力条件下FGM圆柱壳临界压力因素分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 静水压力下加肋FGM圆柱壳振动特性分析 |
5.1 前言 |
5.2 环肋水下FGM圆柱壳振动特性 |
5.2.1 基本模型 |
5.2.2 基本假定 |
5.2.3 物理方程(弹性定律) |
5.2.4 环肋FGM圆柱壳运动平衡方程式 |
5.2.5 波动法解微分方程 |
5.2.6 耦合声振方程 |
5.2.7 均匀化转换计算 |
5.3 纵横水下FGM圆柱壳振动特性 |
5.3.1 几何模型 |
5.3.2 理论推导 |
5.4 数值计算及分析 |
5.4.1 正确性和有效性分析 |
5.4.2 影响加肋FGM圆柱壳固有频率因素分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 含裂纹FGM圆筒应力强度因子相似性研究 |
6.1 前言 |
6.2 力学模型 |
6.3 理论推导 |
6.3.1 功能梯度材料 |
6.3.2 应力强度因子 |
6.4 算例与讨论 |
6.4.1 裂纹尖端应力分布 |
6.4.2 应力强度因子计算 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论 |
7.1 全文总结 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)面向非球面零件在线检测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 非球面轮廓测量研究现状 |
1.2.2 接触式精密测头研究现状 |
1.2.3 在线测量误差补偿研究现状 |
1.2.4 文献小结 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 非球面零件在线检测总体方案研究设计 |
2.1 非球面零件在线检测总体方案 |
2.1.1 检测原理及系统结构 |
2.1.2 检测流程 |
2.1.3 技术指标 |
2.2 测头系统设计及选型 |
2.2.1 触发式测头设计 |
2.2.2 信号传输及电路设计 |
2.2.3 测头探针的选型 |
2.2.4 接收器及其通讯设计 |
2.3 非球面零件在线检测系统软件设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 误差分析与建模 |
3.1 误差分析 |
3.2 静态预行程误差建模 |
3.2.1 测量触发力角度与被测点关系 |
3.2.2 触发过程中测头机构受力分析 |
3.2.3 测头触发力推导 |
3.3 坐标系不重合误差建模 |
3.4 误差仿真分析 |
3.4.1 预行程误差模型仿真分析 |
3.4.2 坐标系不重合误差仿真分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 轮廓点数据处理方法研究 |
4.1 数据处理流程研究 |
4.2 数据预处理 |
4.2.1 数据点有效真值的计算 |
4.2.2 平滑计算方法选择 |
4.2.3 基于五次三点法的数据处理 |
4.3 数据补偿方法研究 |
4.3.1 测头误差补偿 |
4.3.2 坐标系不重合误差补偿 |
4.4 仿真实验分析 |
4.4.1 五点三次法仿真分析 |
4.4.2 数据模拟处理仿真分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 实验验证与分析 |
5.1 非球面元件表面质量评价参数 |
5.2 测球直径标定 |
5.2.1 标定的必要性说明 |
5.2.2 测球标定实验 |
5.3 测量点规划 |
5.3.1 工件坐标系原点确定 |
5.3.2 触测间距与测头运动关系 |
5.4 非球面零件实际检测 |
5.4.1 非球面加工工艺流程 |
5.4.2 加工零件及试验设备 |
5.4.3 实验过程及结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
致谢 |
(3)彩虹折射二维测量方法及含杂液滴/瞬态蒸发液滴串测量研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景及国内外研究现状 |
1.2.1 含杂液滴研究 |
1.2.2 液滴串瞬态蒸发研究 |
1.2.3 液滴测量技术简述 |
1.2.4 彩虹折射技术 |
1.3 本文研究思路与内容 |
第2章 二维彩虹折射测量方法 |
2.1 引言 |
2.2 单点彩虹与一维彩虹简介 |
2.2.1 测量系统 |
2.2.2 散射角标定 |
2.3 二维彩虹折射法 |
2.3.1 测量系统 |
2.3.2 二维彩虹信号特征 |
2.3.3 散射角面标定方法 |
2.3.4 喷雾实验验证 |
2.3.5 误差分析 |
2.3.6 特点难点和应用展望 |
2.4 本章小结 |
第3章 含杂液滴表征测量 |
3.1 引言 |
3.2 测量原理 |
3.2.1 二阶折射信号衰减的测量原理 |
3.2.2 内含物参数的测量原理 |
3.3 含杂液滴光散射信号模拟 |
3.3.1 模拟程序 |
3.3.2 模拟结果 |
3.4 含杂液滴表征实验 |
3.4.1 单波长测量实验 |
3.4.2 双波长测量实验 |
3.5 本章小结 |
第4章 液滴串瞬态蒸发测量研究 |
4.1 引言 |
4.2 单组分单液滴蒸发模型 |
4.2.1 Maxwell& Stefan–Fuchs模型 |
4.2.2 Abramzon& Sirignano模型 |
4.2.3 Yao,Abdel–Khalik& Ghiaasiaan模型 |
4.2.4 经验关联式 |
4.2.5 物性参数计算 |
4.3 相位彩虹折射法测量原理 |
4.4 实验装置 |
4.4.1 液滴串发生和成像系统 |
4.4.2 PRR测量系统 |
4.4.3 标定 |
4.5 结果和讨论 |
4.5.1 液滴串的PRR信号特性 |
4.5.2 反演的粒径、粒径变化和温度变化 |
4.5.3 液滴串速的测定 |
4.5.4 液滴间的相互作用的影响 |
4.5.5 其它问题 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于局部最小的彩虹信号反演算法研究 |
5.1 引言 |
5.2 算法介绍 |
5.2.1 CAM理论 |
5.2.2 目标函数的建立 |
5.2.3 迭代方法 |
5.2.4 信号预处理 |
5.2.5 反演算法流程 |
5.3 数值验证 |
5.3.1 高精度迭代方法对比 |
5.3.2 快速迭代方法对比 |
5.4 本章小结 |
第6章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 工作展望 |
附录 液滴串发生原理及装置 |
参考文献 |
作者简历 |
(4)船舶系泊系统的建模仿真与应用研究(论文提纲范文)
创新点摘要 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 船舶运动数学模型 |
1.2.2 系泊缆索建模方法 |
1.2.3 船舶系泊系统耦合分析 |
1.2.4 船舶系泊系统可视化仿真 |
1.2.5 船舶系泊操纵仿真评估 |
1.3 存在的问题 |
1.4 论文主要工作与内容安排 |
1.4.1 论文主要工作 |
1.4.2 论文内容安排 |
2 船舶操纵运动数学模型 |
2.1 坐标系的建立 |
2.2 船舶六自由度数学模型 |
2.3 船、桨、舵的水动力模型 |
2.3.1 船体的水动力模型 |
2.3.2 桨的水动力模型 |
2.3.3 舵的水动力模型 |
2.4 风、流对船舶运动的干扰 |
2.4.1 风力扰动模型 |
2.4.2 海流扰动模型 |
2.5 模型仿真与验证 |
2.5.1 旋回试验及分析 |
2.5.2 Z形试验及分析 |
2.5.3 惯性停船试验及分析 |
2.6 本章小结 |
3 船舶系泊系统建模与仿真 |
3.1 船舶系泊系统数学模型 |
3.2 靠离泊系统建模与仿真 |
3.2.1 靠离泊系统数学模型 |
3.2.2 系缆张力模型 |
3.2.3 计算案例分析 |
3.3 锚泊系统建模与仿真 |
3.3.1 锚链准静态分析 |
3.3.2 锚链动力学分析 |
3.3.3 锚泊系统耦合分析 |
3.4 本章小结 |
4 船舶系泊系统可视化仿真 |
4.1 系泊缆索的交互仿真 |
4.1.1 PBD算法概述 |
4.1.2 PBD模型解算 |
4.1.3 特定约束 |
4.2 虚拟人与系泊设备的交互仿真 |
4.2.1 虚拟人的交互仿真 |
4.2.2 系泊设备的交互仿真 |
4.3 碰撞检测与响应 |
4.3.1 刚体之间的碰撞 |
4.3.2 粒子与刚体碰撞 |
4.3.3 粒子自碰撞 |
4.4 系泊系统的仿真实现 |
4.4.1 系泊系统开发流程 |
4.4.2 系泊系统仿真效果 |
4.5 本章小结 |
5 船舶系泊系统操纵评估 |
5.1 船舶操纵评估框架 |
5.2 船舶系泊操纵评估模型 |
5.2.1 船舶锚泊操纵评价指标 |
5.2.2 船舶锚泊操纵评价指标隶属度函数 |
5.2.3 船舶锚泊操纵评价指标标准值与权重值 |
5.3 船舶操纵评估的实现 |
5.3.1 出题模块 |
5.3.2 答题与评估模块 |
5.3.3 数据管理模块 |
5.4 船舶系泊操纵评估实例 |
5.4.1 单锚泊操纵实例分析 |
5.4.2 多组锚泊数据分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录A 船舶锚泊操纵评价指标 |
作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(5)方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 超声导波理论和检测技术的国内外研究现状 |
1.2.1 超声导波检测理论方面的研究现状 |
1.2.2 超声导波结构缺陷检测方法的研究现状 |
1.3 论文研究内容及结构安排 |
2 超声导波检测的基本理论 |
2.1 超声导波的基本理论 |
2.1.1 超声导波定义 |
2.1.2 超声导波频散特性 |
2.1.3 超声导波折射反射特性 |
2.1.4 超声导波衰减特性 |
2.2 超声导波传播等效理论 |
2.2.1 杆中超声导波传播模型 |
2.2.2 板中超声导波传播模型 |
2.3 超声导波检测信号后处理理论 |
2.3.1 时域分析方法 |
2.3.2 频域分析方法 |
2.3.3 时频分析方法 |
2.4 本章小结 |
3 方钢超声导波二维等效模型及实验方法研究 |
3.1 低频长距离超声导波二维等效模型建立 |
3.1.1 杆梁结构中低频长距离超声导波的等效理论 |
3.1.2 方钢超声导波二维等效传播理论模型 |
3.1.3 方钢超声导波二维等效模型有限元仿真 |
3.2 方钢超声导波检测的实验研究 |
3.2.1 方钢双探头超声导波检测实验平台搭建 |
3.2.2 方钢超声导波平台系统设置分析 |
3.2.3 超声耦合剂的相关研究 |
3.3 方钢超声导波等效模型有效性验证 |
3.3.1 超声导波仿真的时域和幅值偏差分析 |
3.3.2 实验中非期望波的分析 |
3.4 本章小结 |
4 方钢超声导波检测盲区理论研究 |
4.1 长距离超声导波检测盲区定义 |
4.1.1 常规缺陷检测方法 |
4.1.2 低频长距离超声导波检测盲区定义 |
4.2 长距离超声导波检测盲区的理论范围 |
4.2.1 低频超声导波检测盲区理论范围推导 |
4.2.2 低频超声导波检测盲区实验验证 |
4.3 方钢超声导波检测盲区脉冲波形特点 |
4.3.1 拓展时域区间的超声导波模态转换分析 |
4.3.2 超声导波盲区检测波形时域区间叠加特点 |
4.4 本章小结 |
5 基于拓展时域区间的盲区缺陷检测方法研究 |
5.1 基于差值包络相关算法的超声导波盲区缺陷定位研究 |
5.1.1 盲区缺陷反射脉冲波包络有效特征提取 |
5.1.2 有效时域区间上盲区缺陷差值包络的互相关算法 |
5.1.3 超声导波差值包络相关算法的缺陷定位方法 |
5.2 基于时频分析的盲区缺陷形状识别的研究 |
5.2.1 长距离超声导波盲区缺陷形状的时频图特征 |
5.2.2 人工智能图像识别MobileNet卷积神经网络算法 |
5.2.3 结合时频分析和人工智能图像识别算法的盲区缺陷形状识别 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 |
6.1.1 主要完成的工作 |
6.1.2 创新点 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
(6)SINS/USBL水下组合定位系统的标定与组合算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 水下航行器发展现状 |
1.2.2 超短基线标定算法发展现状 |
1.2.3 惯性/水声组合系统发展现状 |
1.3 论文研究内容及组织结构 |
第二章 高精度水声定位技术 |
2.1 引言 |
2.2 水声定位技术介绍 |
2.3 超短基线定位技术 |
2.3.1 超短基线系统组成 |
2.3.2 超短基线定位原理 |
2.4 超短基线系统误差分析 |
2.5 声速修正算法 |
2.5.1 声速剖面分析 |
2.5.2 加权平均声速 |
2.5.3 泰勒级数展开法 |
2.5.4 声线跟踪法 |
2.6 本章小结 |
第三章 超短基线安装误差标定技术 |
3.1 引言 |
3.2 安装误差标定的基本原理 |
3.2.1 常用坐标系定义 |
3.2.2 坐标转换 |
3.2.3 安装误差定义 |
3.3 标定算法介绍 |
3.3.1 标定方案介绍 |
3.3.2 应答器标定算法介绍 |
3.3.3 基于小角度近似的最小二乘标定算法 |
3.3.4 基于非线性优化的高斯-牛顿迭代标定算法 |
3.3.5 基于卡尔曼滤波模型的标定算法 |
3.4 算法仿真对比实验 |
3.4.1 仿真环境介绍 |
3.4.2 应答器标定算法验证 |
3.4.3 安装误差标定算法验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 SINS/USBL组合导航定位技术 |
4.1 引言 |
4.2 捷联惯导定位原理 |
4.2.1 姿态解算算法 |
4.2.2 速度解算算法 |
4.2.3 位置解算算法 |
4.2.4 惯导误差模型建立 |
4.3 SINS/USBL松组合算法 |
4.3.1 松组合模型建立 |
4.3.2 仿真实验验证 |
4.4 SINS/USBL紧组合算法 |
4.4.1 紧组合模型建立 |
4.4.2 仿真实验验证 |
4.4.3 对比观测量对组合精度的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 组合导航系统实验 |
5.1 引言 |
5.2 SINS/USBL一体化组合系统 |
5.2.1 一体化结构设计方案 |
5.2.2 组合导航系统软件设计 |
5.3 江试实验平台及环境条件 |
5.3.1 实验平台介绍 |
5.3.2 实验环境介绍 |
5.3.3 安装误差标定实验 |
5.3.4 组合导航实验 |
5.4 原理样机实验结论与存在的问题 |
5.4.1 实验结论 |
5.4.2 存在的问题 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
(7)硼酸铷/铯水溶液的弥散结构研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 水溶液结构研究概述 |
1.3 国内外本学科领域的发展现状 |
1.4 硼酸盐溶液研究概述 |
1.5 铷/铯离子水合结构研究进展 |
1.6 论文研究内容及意义 |
第2章 氯化铷溶液和氯化铯溶液中子散射研究 |
2.1 前言 |
2.2 中子散射原理 |
2.3 经验势结构精修(EPSR) |
2.4 实验部分 |
2.4.1 实验装置 |
2.4.2 溶液样品配制和性质测量 |
2.5 数据处理 |
2.6 氯化铷溶液水合结构 |
2.6.1 铷离子水合结构 |
2.6.2 氯离子水合结构 |
2.6.3 接触离子对结构 |
2.6.4 溶剂水结构 |
2.6.5 三原子角度分布 |
2.6.6 空间密度函数(SDF) |
2.6.7 氯化铷溶液水合结构小结 |
2.7 氯化铯溶液水合结构 |
2.7.1 铯离子水合结构 |
2.7.2 氯离子水合结构 |
2.7.3 接触离子对结构 |
2.7.4 溶剂水结构 |
2.7.5 氯化铷和氯化铯氘代水溶液与纯水的对比 |
2.7.6 三原子角分布 |
2.7.7 空间密度函数(SDF) |
2.7.8 氯化铯溶液水合结构小结 |
2.8 结论 |
第3章 偏硼酸铷和偏硼酸铯溶液结构研究 |
3.1 前言 |
3.2 偏硼酸铷和偏硼酸铯溶液X射线散射 |
3.2.1 样品合成及分析 |
3.2.2 X射线散射实验 |
3.2.3 X射线散射数据处理 |
3.2.4 结果与讨论 |
3.3 偏硼酸铷和偏硼酸铯溶液中子散射 |
3.3.1 中国绵阳研究堆(CMRR)---反应堆中子源 |
3.3.2 日本质子加速器研究联合体(J-PARC)---散裂中子源 |
3.4 X射线与中子散射结果对比 |
3.5 结论 |
第4章 四硼酸铷和四硼酸铯溶液结构研究 |
4.1 前言 |
4.2 四硼酸铷和四硼酸铯溶液X射线散射 |
4.2.1 样品合成及分析 |
4.2.2 X射线散射实验 |
4.2.3 X射线散射数据处理 |
4.2.4 结果与讨论 |
4.3 四硼酸铷和四硼酸铯溶液中子散射 |
4.3.1 样品合成及分析 |
4.3.2 红外光谱和拉曼光谱 |
4.3.3 四硼酸铷溶液和四硼酸铯溶液结构函数和径向分布函数 |
4.3.4 EPSR计算 |
4.4 结论 |
第5章 五硼酸铷和五硼酸铯溶液结构研究 |
5.1 前言 |
5.2 五硼酸铷和五硼酸铯溶液X射线散射 |
5.2.1 样品合成及分析 |
5.2.2 实验方法 |
5.2.3 结果与讨论 |
5.3 五硼酸铷和五硼酸铯溶液中子散射 |
5.3.1 样品合成及分析 |
5.3.2 五硼酸铷和五硼酸铯溶液结构函数和径向分布函数 |
5.3.3 EPSR计算 |
5.4 结论 |
第6章 结论、创新性与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新性 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 完整实体工程结构分析的CAD/CAE一体化 |
1.3 双层插值边界面法概述 |
1.4 几何模型修复方法研究概况 |
1.5 网格生成方法概述及发展趋势 |
1.5.1 映射法 |
1.5.2 扫掠法 |
1.5.3 Delaunay方法 |
1.5.4 四面体分解法 |
1.5.5 栅格法 |
1.5.6 混合网格生成方法 |
1.6 奇异及近奇异域积分方法总结 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 双层插值边界面法在三维位势问题中的应用 |
2.1 引言 |
2.2 双层插值边界面法 |
2.2.1 双层插值单元的构建 |
2.2.2 双层插值边界面法的第一层插值计算 |
2.2.3 双层插值边界面法的第二层插值计算 |
2.3 双层插值边界面法求解三维位势问题 |
2.3.1 三维位势问题的边界积分方程 |
2.3.2 边界积分方程的离散 |
2.3.3 消除虚点的自由度 |
2.3.4 边界积分方程的求解 |
2.4 数值算例 |
2.4.1 算例1:立方块混合边界条件问题 |
2.4.2 算例2:裁剪游泳圈Dirichlet问题 |
2.4.3 算例3:水杯稳态热传导问题 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于T-Spline的全自动几何拓扑修复方法 |
3.1 引言 |
3.2 T-Spline曲线/曲面 |
3.3 非理想几何特征分类、识别及拓扑修复 |
3.4 基于T-Spline全自动几何拓扑修复算法 |
3.4.1 一般非理想几何特征的自动识别 |
3.4.2 一般非理想几何特征的Delaunay三角化 |
3.4.3 Delaunay三角化网格曲面的重新参数化 |
3.4.4 自适应T-Spline曲面重建算法 |
3.4.5 拟合T-Spline曲面的误差及网格质量评价 |
3.5 全自动几何拓扑修复及网格生成实例 |
3.6 本章小结 |
第4章 直线与NURBS曲线/曲面、三角形面片及空间包围盒求交 |
4.1 引言 |
4.2 直线与NURBS曲线/曲面求交基本理论 |
4.2.1 直线、NURBS曲线/曲面的定义 |
4.2.2 区间分析 |
4.2.3 仿射算术 |
4.3 二维空间直线与NURBS曲线快速求交算法 |
4.3.1 二维空间直线与NURBS曲线求交目标函数构建 |
4.3.2 基于仿射算术的Newton算子求交运算 |
4.3.3 二维空间直线与NURBS曲线求交算例 |
4.4 直线与NURBS曲面快速求交算法 |
4.4.1 直线与NURBS曲面求交目标函数构建 |
4.4.2 基于仿射算术的Krawczyk算子求交运算 |
4.4.3 直线与NURBS曲面求交算例 |
4.5 直线与三角形面片的快速相交检测算法 |
4.6 直线与空间包围盒的快速相交检测算法 |
4.7 本章小结 |
第5章 基于体二叉树的三维非连续混合网格自适应生成 |
5.1 引言 |
5.2 基于B-Rep数据结构的实体模型几何表征 |
5.3 基于实体模型几何特征的体二叉树自适应细分 |
5.3.1 基于面网格信息的体二叉树自适应细分 |
5.3.2 基于几何边曲率的体二叉树自适应细分 |
5.3.3 体网格拓扑元素的内外属性设置 |
5.3.4 基于体网格边交点信息的体二叉树自适应细分 |
5.3.5 “锯齿状”核心网格生成及体二叉树平衡 |
5.4 体网格拓扑元素与实体模型边界求交 |
5.4.1 体网格边与实体模型边界求交 |
5.4.2 几何边与体网格面求交 |
5.5 网格节点的实体模型边界拟合 |
5.5.1 基于穿插法的实体模型边界拟合 |
5.5.2 基于最近距离法的实体模型边界拟合 |
5.5.3 基于一点多投通用模板的实体模型边界拟合 |
5.6 网格质量优化 |
5.6.1 基于Laplace光顺的网格质量优化 |
5.6.2 基于单元拓扑分解的网格质量优化 |
5.7 数值算例 |
5.8 本章小结 |
第6章 核函数为连续或间断的三维奇异域积分单元细分法 |
6.1 引言 |
6.2 核函数为连续或间断的三维奇异域积分 |
6.3 三维奇异域积分的体二叉树单元细分算法 |
6.3.1 三维奇异域积分的体二叉树单元细分算法流程 |
6.3.2 核函数为连续或间断的三维奇异域积分单元细分方案 |
6.3.3 体二叉树单元细分技术 |
6.3.4 源点附近投影腔面的构建 |
6.3.5 径向腔面投影算法 |
6.3.6 一般腔面投影算法 |
6.3.7 基于Newton迭代的曲边界腔面投影算法 |
6.4 数值算例 |
6.4.1 基于体二叉树单元细分法计算奇异域积分的收敛性验证 |
6.4.2 核函数为连续的三维奇异域积分计算数值算例 |
6.4.3 核函数为间断的三维奇异域积分计算数值算例 |
6.5 本章小结 |
第7章 核函数为连续或间断的三维近奇异域积分单元细分法 |
7.1 引言 |
7.2 三维近奇异域积分的体二叉树单元细分算法 |
7.2.1 核函数为连续或间断的三维近奇异域积分单元细分方案 |
7.2.2 三维近奇异域积分的体二叉树单元细分算法流程 |
7.2.3 源点附近投影腔面的构建 |
7.2.4 一般腔面投影算法 |
7.2.5 扫掠腔面投影算法 |
7.3 数值算例 |
7.3.1 基于体二叉树单元细分法计算近奇异域积分的收敛性验证 |
7.3.2 核函数为连续的三维近奇异域积分计算数值算例 |
7.3.3 核函数为间断的三维近奇异域积分计算数值算例 |
7.4 本章小结 |
结论与展望 |
1. 全文总结 |
2. 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(9)神经网络法在位移测量中的若干应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 位移和形貌测量的发展和研究现状 |
1.2.1 数字图像相关法 |
1.2.2 GPU并行计算的引入和研究现状 |
1.2.3 干涉法 |
1.2.4 投影光栅法 |
1.2.5 条纹分析方法 |
1.2.6 神经网络法的发展和应用现状 |
1.3 本文的研究内容 |
1.4 本文的章节安排 |
第2章 时序数字图像相关法及其GPU并行加速 |
2.1 前言 |
2.2 数字图像相关法基本原理 |
2.3 整像素位移计算 |
2.4 亚像素位移计算 |
2.4.1 NR算法 |
2.4.2 IC-GN算法 |
2.4.3 时间序列法 |
2.5 GPU并行加速 |
2.5.1 并行计算原理 |
2.5.2 并行计算加速结果 |
2.6 本章小结 |
第3章 神经网络法基本介绍 |
3.1 简介 |
3.2 前向传播 |
3.2.1 BP神经网络 |
3.2.2 卷积神经网络 |
3.3 模型训练 |
3.3.1 损失函数 |
3.3.2 优化算法 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于神经网络法的离面位移测量系统 |
4.1 前言 |
4.2 离面位移测量系统 |
4.2.1 反射面干涉条纹形成原理 |
4.2.2 漫反射面干涉条纹形成原理 |
4.3 位移追踪测量原理 |
4.3.1 位移大小计算 |
4.3.2 位移方向判断 |
4.4 实验验证与结果对比 |
4.4.1 反射面干涉实验 |
4.4.2 漫反射面干涉实验 |
4.4.3 结果与讨论 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于神经网络的位相提取算法 |
5.1 位相提取背景及概述 |
5.2 位相提取算法 |
5.2.1 四步相移法 |
5.2.2 傅里叶变换法 |
5.2.3 小波变换法 |
5.2.4 神经网络法 |
5.3 条纹图获取 |
5.3.1 模拟条纹图 |
5.3.2 实验条纹图 |
5.4 实验结果和讨论 |
5.4.1 计算精度 |
5.4.2 计算速度 |
5.4.3 讨论 |
5.5 本章小结 |
第6章 基于神经网络的单点动态位移分析 |
6.1 引言 |
6.2 轴承振动信号特性 |
6.3 希尔伯特变换 |
6.4 故障监测方法原理 |
6.5 故障监测方法验证 |
6.6 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望及对后续工作的思考 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(10)类金刚石纳米材料的力学性能及其在水泥基复合材料改性中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 纳米材料 |
1.1.2 纳米材料的分散 |
1.1.3 纳米改性水泥基复合材料 |
1.1.4 纳米压痕技术 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 研究内容 |
2.基于高阶Cauchy-Born准则的多尺度模型 |
2.1 引言 |
2.2 原子间相互作用的经验势 |
2.2.1 Tersoff势函数 |
2.2.2 Tersoff-Brenner势函数 |
2.3 高阶Cauchy-Born准则 |
2.4 多尺度本构模型 |
2.5 数值模拟过程 |
3.类金刚石纳米材料力学特性 |
3.1 晶体结构 |
3.2 二氧化硅和单晶硅结构特征预测 |
3.2.1 二氧化硅结构特征 |
3.2.2 单晶硅结构特征 |
3.3 单晶硅力学性能预测 |
3.3.1 单晶硅杨氏模量 |
3.3.2 单晶硅剪切模量 |
3.3.3 单晶硅泊松比 |
3.3.4 单晶硅弯曲刚度 |
3.4 本章小结 |
4.类金刚石纳米材料在水泥基复合材料改性中的应用 |
4.1 试验原材料及其性能 |
4.1.1 水泥 |
4.1.2 纳米SiO_2 |
4.1.3 纳米Si |
4.1.4 减水剂 |
4.1.5 消泡剂 |
4.2 配合比设计及样品制备 |
4.2.1 配合比设计 |
4.2.2 分散液制备 |
4.2.3 试块成型与养护 |
4.2.4 压痕样品制备 |
4.3 试验方法 |
4.3.1 压痕测试原理 |
4.3.2 压痕制度 |
4.3.3 压痕方法及参数选取 |
4.3.4 压痕数据分析 |
4.4 力学性能预测 |
4.4.1 水泥净浆微观力学性能 |
4.4.2 掺纳米SiO_2的水泥基材料力学性能 |
4.4.3 纳米SiO_2和纳米Si混掺的水泥基材料力学性能 |
4.5 本章小结 |
5.结论与展望 |
5.1 主要研究结论 |
5.1.1 类金刚石材料力学性能预测 |
5.1.2 纳米SiO_2和Si在水泥基复合材料改性中的应用 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
四、牛顿迭代法在线间距计算中的应用(论文参考文献)
- [1]功能梯度圆柱壳均匀化转换计算理论及应用研究[D]. 杨萌. 河南科技大学, 2021
- [2]面向非球面零件在线检测方法研究[D]. 张铁建. 长春理工大学, 2021(02)
- [3]彩虹折射二维测量方法及含杂液滴/瞬态蒸发液滴串测量研究[D]. 李灿. 浙江大学, 2020(03)
- [4]船舶系泊系统的建模仿真与应用研究[D]. 蒋效彬. 大连海事大学, 2020(01)
- [5]方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究[D]. 张磊. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]SINS/USBL水下组合定位系统的标定与组合算法研究[D]. 翁铖铖. 东南大学, 2020(01)
- [7]硼酸铷/铯水溶液的弥散结构研究[D]. 张文倩. 中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所), 2020(04)
- [8]双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究[D]. 池宝涛. 湖南大学, 2020
- [9]神经网络法在位移测量中的若干应用研究[D]. 胡文欣. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]类金刚石纳米材料的力学性能及其在水泥基复合材料改性中的应用[D]. 胡莹莹. 中原工学院, 2020(01)