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一种求解化学非平衡流动的新型解耦算法

力学学报 2015年第1期47卷 82-94页

作者：刘瑜刘君唐玲艳崔小强装备学院航天装备系大连理工大学航空航天学院国防科学技术大学理学院中国人民解放军95972部队2站

在一种新型化学非平衡流解耦算法框架下,将WENO5M格式用于化学非平衡流动的流场计算.为了验证所发展算法的准确性,对多个典型算例进行了计算.首先计算了Oran的反射激波诱导爆轰实验,并考虑了不同化学反应机理和网格收敛性的影响,得到的... 详细信息

在一种新型化学非平衡流解耦算法框架下,将WENO5M格式用于化学非平衡流动的流场计算.为了验证所发展算法的准确性,对多个典型算例进行了计算.首先计算了Oran的反射激波诱导爆轰实验,并考虑了不同化学反应机理和网格收敛性的影响,得到的计算结果与实验和其他文献给出的计算结果符合很好,并且由于采用了一种最近提出的氢氧燃烧机理,模拟得到的实验中各个事件发生的相对时间相比于与以前的计算结果与实验符合得更好.然后计算了二维H2/O2/Ar爆轰,计算得到的胞格结构与实验和其他模拟结果符合较好,并得到了详细的爆轰发展历程.由于这种新型解耦算法的特点,仅需对现有的基于量热完全气体的可压缩流动计算程序做很小的修改,即能改造成化学反应流动计算程序,从而进一步体现了这种解耦算法的优势.

关键词：化学反应流解耦算法高阶格式

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化学非平衡流动解耦算法的回顾与新进展

航空学报 2018年第1期39卷 1-14页

作者：刘君董海波刘瑜大连理工大学航空航天学院大连116024 航天工程大学航天装备系北京101416

超声速化学非平衡流动的数值模拟一直是计算流体力学领域的难点,主要体现在如下几个方面:物理过程非常复杂,存在着激波、燃烧波等各种复杂波系的相互作用;超声速化学非平衡流动属于典型的时空多尺度物理问题,其控制方程存在严重的刚性,... 详细信息

超声速化学非平衡流动的数值模拟一直是计算流体力学领域的难点,主要体现在如下几个方面:物理过程非常复杂,存在着激波、燃烧波等各种复杂波系的相互作用;超声速化学非平衡流动属于典型的时空多尺度物理问题,其控制方程存在严重的刚性,给数值求解带来了很大困难。对国内外的解耦算法研究现状简单综述后,主要介绍1993年刘君提出的解耦算法的理论基础,流动方程采用冻结流模型,源项方程模拟流体微团在当地绝热、定容的热力学系统内发生的化学反应过程。通过引入两个中间变量,即等效内能和等效比热比,将与温度无关的生成焓从流动方程组能量项中分离出去,源项方程组中包含等效内能,使用不同算子对流动方程和源项方程解耦求解。与传统解耦算法相比,源项方程的求解过程中包含状态参数和组元同时变化。结合刘君解耦算法机理和有限体积法空间平均特性,介绍近期在提高算法计算效率方面的研究进展,包括流动方程优化算法和耦合过程优化。采用优化算法对经典的激波诱导燃烧算例进行数值模拟,与不同文献结果进行对比,验证了优化算法的时空精度。通过总结经验发现化学非平衡反应仅发生在流场局部区域,提出质量生成率判据,结合相应模拟结果验证了方法的可行性,可以进一步提高化学反应算子的计算效率。

关键词：非平衡流解耦算法有限体积法结构网格数值模拟

基于径向基函数神经网络的压电式六维力传感器解耦算法

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光学精密工程 2017年第5期25卷 1266-1271页

作者：李映君韩彬彬王桂从黄舒孙杨杨雪陈乃建济南大学机械工程学院山东济南250022

针对四点支撑结构的压电式六维力传感器线性度差,维间耦合严重的问题,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的解耦算法。分析了耦合产生的主要原因,建立了RBF神经网络模型。通过对六维力传感器进行标定实验获取解耦所需的实验数据,并对实... 详细信息

针对四点支撑结构的压电式六维力传感器线性度差,维间耦合严重的问题,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的解耦算法。分析了耦合产生的主要原因,建立了RBF神经网络模型。通过对六维力传感器进行标定实验获取解耦所需的实验数据,并对实验数据进行处理。然后采用RBF神经网络优化传感器输出系统的多维非线性解耦算法,解耦出传感器的输入输出映射关系,得到解耦后的传感器输出数据。对传感器解耦后的数据分析表明:采用RBF神经网络的解耦算法得到的最大Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为1.29%、1.56%。结果显示:采用RBF神经网络的解耦算法,能够更加有效地减小传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差,满足了传感器两类误差指标均低于2%的要求。该算法有效地提高了传感器的测量精度,基本解决了传感器解耦困难的难题,

关键词：六维力传感器压电式传感器径向基函数神经网络解耦算法

考虑机组爬坡速度和网络安全约束的经济调度解耦算法

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电力系统自动化 2002年第13期26卷 32-37页

作者：韩学山柳焯山东大学电气工程学院山东省济南市250062 哈尔滨工业大学电气工程系黑龙江省哈尔滨市150001

在电力系统经济调度中 ,由于机组爬坡速度、电网静态安全等约束的引入 ,在整个考虑周期内 ,机组的调度决策不仅具有空间上的关联 ,还具有时间上的关联 ,从而其调度模型不易求解。然而 ,在实际进行机组调度决策时 ,空间上和时间上的前后... 详细信息

在电力系统经济调度中 ,由于机组爬坡速度、电网静态安全等约束的引入 ,在整个考虑周期内 ,机组的调度决策不仅具有空间上的关联 ,还具有时间上的关联 ,从而其调度模型不易求解。然而 ,在实际进行机组调度决策时 ,空间上和时间上的前后关联度并不是很强。也就是说 ,未来对机组现时刻的运行状态产生影响的时间段是有限的。基于这一思想 ,在整个运行周期内 ,研究未来多长时间对机组现时刻的最优状态不构成影响 ,即基于前瞻技术 ,在确保整体最优的前提下 ,提出按一定的序列单时段解耦求解模型 ,借助内点法进行求解。以 IEEE可靠性分析的试验系统为例对本文算法在各种情况下进行分析比较 ,表明本文算法在计算代价上有一定优势 ,并且可以灵活应用到多种场合。

关键词：机组爬坡速度网络安全约束经济调度解耦算法电力系统

基于新型非结构有限体积解耦算法的激波诱导燃烧数值模拟

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国防科技大学学报 2011年第6期33卷 139-144页

作者：刘瑜刘君白晓征国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073 总参陆航研究所北京101121

把基于结构网格有限差分方法建立的化学非平衡流动模拟的新型解耦算法推广到基于非结构网格的有限体积法,从而可用于模拟复杂几何构型下的化学反应流动。对H2/Air预混气体中激波诱导振荡燃烧的Lehr实验进行了数值模拟,计算得到的振荡频... 详细信息

把基于结构网格有限差分方法建立的化学非平衡流动模拟的新型解耦算法推广到基于非结构网格的有限体积法,从而可用于模拟复杂几何构型下的化学反应流动。对H2/Air预混气体中激波诱导振荡燃烧的Lehr实验进行了数值模拟,计算得到的振荡频率与实验结果符合很好,表明计算方法具有时间和空间二阶精度。通过对不同几何外形发射体的计算发现,在其他条件相同的前提下,发射体的几何外形对激波诱导振荡燃烧的模式起决定作用。切削角小于等于15°时为规则模式下的高频振荡燃烧,切削角大于等于20°时为大扰动模式下的低频振荡燃烧。

关键词：激波诱导燃烧解耦算法计算流体力学非结构网格

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基于粒子群修正策略的机组组合解耦算法

电网技术 2010年第1期34卷 79-83页

作者：王楠张粒子舒隽华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

机组组合问题是电力系统优化运行的一个难点,理论上难以得到最优解。提出了一种基于粒子群修正策略的解耦算法。首先采用集结投影次梯度的拉格朗日松弛算法得到机组组合的对偶解;然后依据对偶信息中的备用乘子及对偶组合状态建立粒子群... 详细信息

机组组合问题是电力系统优化运行的一个难点,理论上难以得到最优解。提出了一种基于粒子群修正策略的解耦算法。首先采用集结投影次梯度的拉格朗日松弛算法得到机组组合的对偶解;然后依据对偶信息中的备用乘子及对偶组合状态建立粒子群优化空间;而后利用无约束的标准粒子群优化算法实现拉格朗日乘子的局部更新,通过粒子的调整和粒子间信息的传递改变机组启停,进而修正拉格朗日对偶解,最终得到机组组合问题的近似最优解。6个系统的仿真计算验证了该方法的求解速度及计算精度。

关键词：拉格朗日松弛粒子群优化算法机组组合经济调度解耦算法

基于新型解耦算法的激波诱导燃烧过程数值模拟

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力学学报 2010年第3期42卷 572-578页

作者：刘君刘瑜周松柏国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

对一种模拟化学非平衡流动的时间和空间二阶精度新型解耦算法进行两方面改进,流动算子采用基于Runge-Kutta方法的时间格式以后,可以推广到更多的空间差分格式,化学反应源项求解算子可以采用梯形公式、拟稳态逼近法和变系数常微分方程求... 详细信息

对一种模拟化学非平衡流动的时间和空间二阶精度新型解耦算法进行两方面改进,流动算子采用基于Runge-Kutta方法的时间格式以后,可以推广到更多的空间差分格式,化学反应源项求解算子可以采用梯形公式、拟稳态逼近法和变系数常微分方程求解器.对H_2/Air预混气体中激波诱导振荡燃烧的Lehr试验进行模拟,考察了化学动力学模型、网格尺寸和差分格式耗散大小对计算结果的影响,同时对不同的化学反应源项算子求解算法的计算效率进行了比较.

关键词：化学非平衡流动解耦算法计算方法

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异步牵引电机磁场定向控制解耦算法的研究

铁道学报 2003年第1期25卷 26-29页

作者：沈滢郝荣泰北方交通大学电气工程学院北京100044

针对异步牵引电机,研究了磁场定向控制系统的电压解耦问题。就一种新的解耦算法,从动态响应、抗参数变化、弱磁区转矩响应等方面,借助理论分析和计算机仿真,与现有的解耦算法进行比较。研究表明:该方法更适合于大功率牵引电机的解耦计算。

关键词：异步牵引电机磁场定向控制解耦算法

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低超声速飞行器瞬态热状况解耦算法

计算物理 2016年第6期33卷 681-690页

作者：李振环孙海锋夏新林李洋哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对低超声速飞行器非稳态飞行条件下内外流固耦合一体化计算的复杂性,将飞行器外部流场的实时气动热转化为浮动的第三类边界条件进行解耦.以加速俯冲的超声速三维头锥体为例,分别采用浮动温差法和辐射平衡法提取表面对流换热系数进行... 详细信息

针对低超声速飞行器非稳态飞行条件下内外流固耦合一体化计算的复杂性,将飞行器外部流场的实时气动热转化为浮动的第三类边界条件进行解耦.以加速俯冲的超声速三维头锥体为例,分别采用浮动温差法和辐射平衡法提取表面对流换热系数进行解耦计算,并与直接耦合计算结果进行比较,验证两种解耦算法的可靠性.结果表明,将非稳态飞行过程离散为不同飞行状态点,通过提取对流换热系数解耦计算得到的不同状态点的锥体表面温度分布与直接耦合计算得到的结果吻合较好.两种解耦算法在计算效率方面均要优于耦合计算方法;在外界气动环境发生剧烈变化的过程中,最大相对误差均不超过2%.

关键词：瞬态流固耦合换热解耦算法浮动温差法辐射平衡法