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竖井地基大应变非线性固结解析解

岩土力学 2024年第5期45卷 1446-1456页

作者：王亦炀李传勋李阔陆向综江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013

已有的研究表明,高压缩性软土的大应变及非线性固结特性对其固结具有显著影响。但目前能同时考虑两者影响的竖井地基大应变非线性固结解析解还鲜见报道。考虑高压缩性软土在固结中的大变形特性,应用双对数压缩渗透非线性模型描述软土在... 详细信息

已有的研究表明,高压缩性软土的大应变及非线性固结特性对其固结具有显著影响。但目前能同时考虑两者影响的竖井地基大应变非线性固结解析解还鲜见报道。考虑高压缩性软土在固结中的大变形特性,应用双对数压缩渗透非线性模型描述软土在固结中的压缩渗透特性变化,基于Gibson大应变固结理论,建立竖井地基大应变非线性固结模型并获得模型的解析解。将所获得的解析解与竖井地基大应变非线性固结数值解及特定工况下小应变线性固结解析解进行对比,以验证所获解析解的可靠性。在此基础上,通过大量计算对不同工况下竖井地基非线性固结性状开展分析。结果表明:压缩指数I_(c)为定值时竖井地基固结速率随参数α减小而增大。α保持不变时竖井地基固结速率随I_(c)减小而增大。压缩渗透参数保持不变时,竖井地基固结速率随着外荷载的增大而加快,随着井径比增大而减慢。将所获解析解应用于深港西部通道口岸区填海地基处理的工程计算,表明理论计算的沉降曲线与实测曲线较为吻合,说明了所获解析解的工程可应用性。

关键词：竖井地基非线性大应变变荷载解析解

课程-迁移学习物理信息神经网络用于长时间非线性波传播模拟

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力学学报 2024年第3期56卷 763-773页

作者：郭远傅卓佳闵建刘肖廷赵海涛河海大学力学与材料学院工程与科学数值模拟软件中心南京211100 中国三峡集团公司科学技术研究院北京101199 河海大学土木与交通学院南京210098

由于传统物理信息神经网络(PINN)在长时间模拟时存在计算稳定性差甚至无法获得有效解的难题,文章提出了一种基于课程学习和迁移学习的物理信息神经网络(CTL-PINN),用于长时间非线性波传播模拟.该改进的PINN的主要思想是将原长时间历程... 详细信息

由于传统物理信息神经网络(PINN)在长时间模拟时存在计算稳定性差甚至无法获得有效解的难题,文章提出了一种基于课程学习和迁移学习的物理信息神经网络(CTL-PINN),用于长时间非线性波传播模拟.该改进的PINN的主要思想是将原长时间历程问题转化成若干个短时间子问题,其求解过程分为3个阶段;在初始阶段,使用传统PINN来获得初始短期子问题的解;在课程学习阶段,使用包含前一步训练信息的传统PINN以时域扩大的方式逐次求解,在迁移学习阶段,使用包含前一步训练信息的传统PINN以时域迁移的方式逐次求解.这种改进的PINN可以避免传统PINN陷入局部最优解的问题.最后通过几个基准算例验证了本文所提出的CTL-PINN方法在模拟长时间非线性波传播过程的有效性和鲁棒性.

关键词：课程学习迁移学习物理信息神经网络波传播分析长时间模拟非线性

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并网逆变器非线性特性建模及稳定性研究综述

高电压技术 2024年第1期50卷 370-385,I0022页

作者：许津铭凌子涵程成钱强谢少军南京航空航天大学自动化学院南京211106 河海大学能源与电气学院南京211100

并网逆变器作为连接新能源分布式发电和电网之间的关键接口,发挥着将电能高效、高质量馈入电网的重要作用。随着新能源渗透率的持续提高,并网点处电网存在诸如高电网阻抗、丰富的低频谐波、电压幅值/频率波动甚至故障等复杂状况。鉴于... 详细信息

并网逆变器作为连接新能源分布式发电和电网之间的关键接口,发挥着将电能高效、高质量馈入电网的重要作用。随着新能源渗透率的持续提高,并网点处电网存在诸如高电网阻抗、丰富的低频谐波、电压幅值/频率波动甚至故障等复杂状况。鉴于并网逆变器本质上是一个多输入、强耦合的非线性系统,沿用传统的线性建模与分析方法已难以解释工程中的复杂谐波振荡现象,并网逆变器的稳定性分析及其稳定运行受到巨大挑战。为此,该文首先具体阐述了线性与非线性和系统受扰大小之间的关系,指出大干扰稳定性分析更依赖于非线性建模及分析方法的应用。在此基础上,对已见诸报道的并网逆变器稳定性分析方法进行了归纳和对比。然后,详细阐述了稳定性分析方法在并网逆变器特定非线性环节中的应用。最后,总结并讨论了现有研究的不足,以期进一步促进“双高”背景下并网装置非线性建模和稳定性分析的研究。

关键词：并网逆变器非线性大干扰稳定性锁相环饱和限幅复杂电网

推进轴系弯-纵耦合非线性效应对推力测量精度影响研究

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船舶力学 2024年第7期28卷 1063-1072页

作者：邹冬林马相龙吴昊薛林杨宇泽塔娜饶柱石上海交通大学振动、冲击、噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海船舶设备研究所上海200031 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

高精度监测推进轴系推力对船舶快速性预报、船-机-桨优化匹配及轴系健康管理等具有重要意义。然而,对于超长推进轴系,由于其跨距大、细长比(轴系半径与长度之比)小、且承受推力大,此时轴系将产生严重弯-纵耦合非线性变形。这将对基于应... 详细信息

高精度监测推进轴系推力对船舶快速性预报、船-机-桨优化匹配及轴系健康管理等具有重要意义。然而,对于超长推进轴系,由于其跨距大、细长比(轴系半径与长度之比)小、且承受推力大,此时轴系将产生严重弯-纵耦合非线性变形。这将对基于应变或变形位移等形变信息来测量推力的方法产生重要影响。因此,本文研究推进轴系弯-纵耦合非线性效应对推力测量精度的影响。考虑Von Karman非线性位移-应变关系,利用Hamilton变分原理结合有限元方法建立推进轴系非线性力学模型,研究弯-纵耦合效应对轴系变形位移和应变的影响规律,以及由此引起的推力测量误差。研究结果表明:在低转速时,轴系弯-纵耦合效应较弱,对推力测量影响很小;高转速时,忽略轴系弯-纵耦合效应将引起较大测量误差(240 r/min时,误差可达13.95%);测点越靠近螺旋桨,弯-纵耦合效应越强,推力测量误差越大,因此将测点布置在轴系前端推力轴承附近可有效减少轴系弯-纵耦合效应引起的测量误差。研究结果对跨度大、细长比小的超长轴系推力测量有指导意义。

关键词：推进轴系推力测量非线性弯-纵耦合有限元法

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考虑变井阻的碎石桩复合地基非线性固结分析

岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 1013-1025页

作者：马昊暄李传勋陆向综郭霄江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 浙江公路水运工程咨询有限责任公司浙江杭州310006

碎石桩成桩过程中所产生的桩体堵塞效应会随深度发生变化。同时,随着桩周土体的固结,土颗粒会进一步对桩体产生淤堵效应,致使桩体通水能力随固结时间逐渐衰减。考虑到碎石桩井阻随时空不断演化及桩周土体的非线性压缩和渗透特性,建立多... 详细信息

碎石桩成桩过程中所产生的桩体堵塞效应会随深度发生变化。同时,随着桩周土体的固结,土颗粒会进一步对桩体产生淤堵效应,致使桩体通水能力随固结时间逐渐衰减。考虑到碎石桩井阻随时空不断演化及桩周土体的非线性压缩和渗透特性,建立多级加载下碎石桩复合地基非线性固结模型。利用有限差分法对该模型进行数值求解,并与现有特定工况下的固结理论进行对比分析,验证其可靠性。通过大量的算例分析以研究变井阻参数对碎石桩复合地基固结度影响,结果表明:碎石桩复合地基的固结速率会随井阻深度参数a和时间参数b的增大而变慢,随着最终排水能力β的增大而加快;相较而言,时间参数b对复合地基固结度的影响更明显。最后将考虑变井阻的碎石桩复合地基固结模型应用于马来西亚某路段的沉降计算,与已有的固结解答相比计算结果与实测值更相符,说明所建立的碎石桩复合地基固结模型具有更好的工程实用性。

关键词：基础工程碎石桩变井阻非线性多级加载竖向渗流

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基于隐含非线性维纳退化过程的剩余寿命预测

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 328-340页

作者：杨家鑫唐圣金李良孙晓艳祁帅司小胜火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 火箭军工程大学作战保障学院西安710025 火箭军装备部驻郑州军代表室郑州450000

准确的剩余寿命预测有助于提高系统的可靠性安全性,并降低系统全生命周期的经济成本。工程应用中,由于不确定测量的影响,随机退化系统的非线性退化特征一般处于隐含状态。针对现有隐含尺度变换非线性维纳退化过程主要应用于退化建模和... 详细信息

准确的剩余寿命预测有助于提高系统的可靠性安全性,并降低系统全生命周期的经济成本。工程应用中,由于不确定测量的影响,随机退化系统的非线性退化特征一般处于隐含状态。针对现有隐含尺度变换非线性维纳退化过程主要应用于退化建模和寿命分布估计的问题,提出一种针对隐含尺度变换非线性维纳退化过程的剩余寿命预测方法。建立同时考虑测量误差和尺度变换非线性维纳过程的退化模型,并通过Kalman滤波方法根据设备现场退化数据进行参数在线更新。推导出考虑模型参数在线更新的剩余寿命概率密度函数和累积分布函数解析表达式。基于历史退化数据,提出一种针对隐含尺度变换非线性维纳退化过程模型未知参数的极大似然无偏估计方法。通过仿真退化数据和实际涡扇发动机数据进行实验验证。实验结果表明:同时考虑测量不确定性和非线性退化特征的剩余寿命预测方法具有更高的预测精度。

关键词：剩余寿命非线性尺度变换不确定测量维纳过程 Kalman滤波

连续排水边界下考虑指数渗流的软土一维非线性固结分析

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工程力学 2024年第7期41卷 60-67页

作者：宗梦繁吴文兵梅国雄张驿梁荣柱江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222005 中国地质大学工程学院湖北武汉430074 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

为研究考虑边界排水的时效特性、变荷载、非达西渗流以及土体非线性特性的饱和软土固结问题,通过引入连续排水边界,建立考虑指数渗流和土体非线性的固结方程。利用有限差分法得到变荷载及瞬时荷载下基于连续排水边界考虑指数渗流的软土... 详细信息

为研究考虑边界排水的时效特性、变荷载、非达西渗流以及土体非线性特性的饱和软土固结问题,通过引入连续排水边界,建立考虑指数渗流和土体非线性的固结方程。利用有限差分法得到变荷载及瞬时荷载下基于连续排水边界考虑指数渗流的软土一维非线性固结解答,通过渗流形式退化和边界退化的方法,将所得解答与达西渗流下的解答及传统排水边界下的解答对比验证了该文差分法解答的可靠性。基于所得解答,详细分析了界面参数、指数渗流及土体非线性等因素对固结特性的影响。结果表明:界面参数取值越大则边界排水能力越大,边界排水性能较差时提高界面参数取值能有效提高边界排水能力;边界排水性能主要影响土体固结前期,而指数渗流主要影响固结后期;实际工程中如果关注固结的整个过程,则需要考虑边界排水性能的影响,但如果只关注固结后期的沉降值,则可忽略边界排水性能的影响。

关键词：一维固结连续排水边界非线性指数渗流界面参数

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基于非线性电路的双频带脉冲波选择性超表面吸收器设计

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电子学报 2024年第6期52卷 2067-2073页

作者：钱莹洁刘海宏程用志罗辉陈浮李享成武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081 武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学高温电磁材料与结构教育部重点实验室湖北武汉430081 湖北隆中实验室湖北襄阳441000

本文提出一种基于非线性电路的双频带脉冲波形选择性超表面吸波器(MetaSurface Absorber,MSA).设计的双频带MSA单元结构由放置在同一平面上两个形状相同但线宽不同且集成二极管与电阻电容并联的非线性电路的金属方环形谐振器、中间介质... 详细信息

本文提出一种基于非线性电路的双频带脉冲波形选择性超表面吸波器(MetaSurface Absorber,MSA).设计的双频带MSA单元结构由放置在同一平面上两个形状相同但线宽不同且集成二极管与电阻电容并联的非线性电路的金属方环形谐振器、中间介质层以及金属接地面构成.仿真结果表明,在-20~10 dBm功率范围内,双频带MSA随功率的增加对短脉冲波吸收率先增大再减小.当功率为-5 dBm时,设计的双频带MSA对脉冲波吸收率在3.2 GHz和4.1 GHz分别可达97%和92%,连续波吸收率只有28%和39%.另外,MSA吸收率随脉冲宽度的增大逐渐减小.进一步研究表明,该双频带MSA在功率为-5 dBm的TE模和TM模脉冲波,斜入射角为0°~60°范围内吸收率超过70%.还研究了非线性电路中电阻、电容参数对设计的MSA脉冲波和连续波吸收率的影响.本文所提出的双频带脉冲波选择性MSA显示了其在无线通信以及抗电磁干扰领域具有潜在的应用前景.

关键词：超表面非线性波形选择性双频带脉冲波连续波

弛张筛面大挠度非线性弹性变形分析及负载理论研究

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煤炭学报 2024年第8期49卷 3687-3700页

作者：宫三朋吴涛郭嘉良刘博伟赵国锋范俊锴王新文河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003 郑州煤矿机械集团股份有限公司河南郑州450016 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

针对弛张筛面大挠度变形理论缺少对筛面材料弹性属性的分析及矿物冲击对筛面挠度变化影响规律的研究,考虑弛张筛面材料的可伸缩性,建立了筛面大挠度非线性弹性变形理论模型,并结合外激励正弦位移函数,首次提出了筛面在不同振幅和频率下... 详细信息

针对弛张筛面大挠度变形理论缺少对筛面材料弹性属性的分析及矿物冲击对筛面挠度变化影响规律的研究,考虑弛张筛面材料的可伸缩性,建立了筛面大挠度非线性弹性变形理论模型,并结合外激励正弦位移函数,首次提出了筛面在不同振幅和频率下的时域表达式;搭建了弛张筛面动力学特性测试平台,验证了理论模型在描述筛面挠曲变化过程中的准确性,通过响应面优化法明晰了大挠度弹性变形理论在描述筛面动态特性时的最优振动参数;结合空载筛面大挠度弹性变形理论提出了颗粒与筛面碰撞时筛面挠曲变化理论,求出了颗粒冲击力下筛面不同运动状态时的挠度曲线,揭示了筛面与矿物颗粒碰撞时不同物理参数对碰撞点局部变形程度的影响规律,并利用仿真试验验证了颗粒碰撞筛面挠曲变化理论表达式在不同初始约束下描述筛面动力学特性的准确性。研究结果表明:静态下筛面大挠度弹性变形理论与实验误差率在6%以下,动态下筛面大挠度弹性变形理论与实验误差率随着振幅与频率的增大而减小,且这种变化是非线性的;当振幅为7.33 mm、频率为11.75 Hz时各测点理论值与实验值误差率达到最低,筛面中点的平均误差率低于3%;颗粒入射角、撞击点位置、筛面安装倾角和运行状态是影响筛面撞击局部变形程度的重要因素,理论证明了在较大筛面安装倾角和颗粒入射角以及筛面靠近中点位置运动到最高点时,颗粒与筛面碰撞可获得最大初始动能,且碰撞后筛面挠曲变形理论表述撞击点位置与仿真试验结果的平均误差在4 mm以下。

关键词：弛张筛面非线性弹性变形动力学特性颗粒碰撞

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