中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 黄明亮湖南大学 2016年硕士导师: 张农共94页

摘要 : 汽车侧翻是一种危险性非常高的交通安全事故，在所有单车事故中对乘员造成的伤害程度仅次于汽车碰撞，在多车事故中的发生率也居高不下。因此，国内外各大汽车设计生产商和研究机构越来越多地关注到汽车侧翻稳定性的重要性。近年来，运动型多功能汽车... 展开汽车侧翻是一种危险性非常高的交通安全事故，在所有单车事故中对乘员造成的伤害程度仅次于汽车碰撞，在多车事故中的发生率也居高不下。因此，国内外各大汽车设计生产商和研究机构越来越多地关注到汽车侧翻稳定性的重要性。近年来，运动型多功能汽车(Sport Utility Vehicle，SUV)的销量急速增长，与普通轿车相比，其质心相对较高，因此，紧急避障或急速转弯时非常容易发生侧翻事故。汽车在转弯时车身发生侧倾，侧倾角越大，汽车发生侧翻的可能性越大。衡量汽车侧翻可能性的参数称为侧翻稳定性指标，该指标可以为汽车侧翻预警提供参考，因此，指标本身的普遍适用性、可靠性显得尤为重要。汽车动态侧翻试验是目前国内外汽车侧翻研究广泛采用的方法，对包括汽车整备参数、试验场地和试验内容等诸多因素进行了严格的规定，但汽车在实际驾驶过程中的各项条件与试验条件相去甚远，因此需要在超出试验条件的实际路况下对汽车的侧翻稳定性进行研究。本论文课题来源于国家自然科学基金项目“按需主动互联悬架车辆的防侧翻控制研究”（项目编号:51175157），本文主要内容包括： 1.利用动力学建模方法，详细推导并建立了完整的汽车十自由度操控-侧翻数学模型，该模型将汽车纵向运动对汽车侧倾运动的影响考虑在内。在符合汽车侧翻稳定性试验标准的条件下，对实车进行侧翻稳定性试验，并利用试验结果验证了整车模型的正确性。 2.针对现有侧翻稳定性评价指标的局限性，基于现有的利用能量方法研究汽车侧翻稳定性，创新地提出并详细推导了一种汽车侧翻能量稳定指标。在相同工况下，利用现有指标验证了能量指标的正确性。由于包含了车速、侧倾角速度、侧倾角和轮胎转角等因素，在现有指标失效的特殊工况下，能量指标体现了较强的普适性。 3.为了克服汽车试验标准中过于理想的假设条件，更好地模拟汽车在实际转向时的侧翻稳定性，制定了多种非稳态的汽车转向工况，在动力学模型的基础上，利用能量方法评价汽车的侧翻稳定性，找出非稳态工况对汽汽车侧倾运动的影响。通过上述内容的展开，建立了完整的汽车操控-侧翻模型，并提出了基于能量方法的侧翻稳定性评价方法，最终研究和总结出非稳态转向工况对汽车侧倾的影响。收起

关键词 : 汽车侧翻试验动力学模型非稳态转向能量稳定指标

2. 城市轨道交通车辆非稳态过程动力学性能研究

[学位论文] 郭慧明同济大学 2007年硕士导师: 陆正刚共92页

摘要 : 随着我国城市轨道交通的迅速发展，城市轨道交通车辆及动车组的动态运行性能，包括牵引和制动特性、车辆运行平稳性和曲线通过性、转向架走行部和传动装置的结构疲劳可靠性等关键问题的研究日渐紧迫。实际上，国内一些城市的地铁车辆在运行过程中，转... 展开随着我国城市轨道交通的迅速发展，城市轨道交通车辆及动车组的动态运行性能，包括牵引和制动特性、车辆运行平稳性和曲线通过性、转向架走行部和传动装置的结构疲劳可靠性等关键问题的研究日渐紧迫。实际上，国内一些城市的地铁车辆在运行过程中，转向架的电机吊座和齿轮箱吊座等部位出现了不同程度的裂纹，影响了地铁车辆的安全运行。因此针对城轨车辆频繁起动、制动和变速非稳态运行多的特点，研究城轨车辆在起动一运行和制动全运行过程的动力学性能、特别是分析牵引加速过程的轮轨相互作用，转向架关键零部件的动载荷变化等对评估和改进转向架结构疲劳强度是很有必要的。传统的城市轨道车辆牵引计算主要是动车组牵引能力的分析计算，其中不考虑车辆机械系统内部的关系、轮轨接触关系和线路设置等问题，而一般的车辆动力学计算主要研究在匀速条件下车辆运行平稳性、稳定性和曲线通过性的仿真分析，因此这两种分析均无法获得地铁动车组在非稳态的牵引过程中动力学特性。本文应用多体系统动力学理论和仿真软件对地铁动车组的非稳态过程进行动力学仿真分析。本文首先研究了城市轨道车辆在运行过程中的各种纵向力和运动学参数的计算方法、轮轨间的相互作用和线路设置等问题，在ADAMS/RAI1环境下以上海地铁1号线北延伸段车辆为原型，建立了城市轨道车辆的单车和两动一拖的动车组多体动力学模型，在此基础上增加了包含特定控制方式的电机控制模型。在匀速运行条件下，对原转向架的主要悬挂元件进行参数优化，并进一步研究在不同线路工况下车辆动力学性能和作用在构架上的动载荷。在非稳态运行条件下，研究动车组的纵向动力学特性、轮轨相互作用以及粘着利用情况，并与实际运行车辆的测试数据进行比较，重点分析在非稳态运行过程中，电机、齿轮箱及悬挂系统作用在构架上的动载荷，并与匀速运行工况进行比较，为城市轨道车辆的牵引系统和机械系统的联合仿真分析提供一种新的研究方法。仿真分析的结果同时表明：电机控制系统的模拟和动车组动力学模型较为真实的模拟了城轨车辆的牵引运行工况，在非稳态运行时，构架的电机吊座和齿轮箱吊座比匀速运行受到更大的动载荷作用，因此这些部位较构架的其他部位更易出现疲劳裂纹，在设计时应全面分析非稳态和匀速运行的各个工况下构架的动力作用，综合评价构架的疲劳寿命。收起

关键词 : 城市轨道交通非稳态过程动力学性能

3. 混流泵内部非稳态旋涡结构特征及涡动力学诊断研究

[学位论文] 谢昀彤江苏大学 2020年硕士导师: 赵斌娟共79页

摘要 : 混流泵是一种介于离心泵与轴流泵之间的泵型，兼具两者的优点，除了扬程高、流量大和高效区宽，而且结构紧凑、对驼峰现象有较好的改善，在众多领域得到了越来越广泛的应用。混流泵内部流动极其复杂，各种涡结构的产生和演变会严重影响内流场、外特性... 展开混流泵是一种介于离心泵与轴流泵之间的泵型，兼具两者的优点，除了扬程高、流量大和高效区宽，而且结构紧凑、对驼峰现象有较好的改善，在众多领域得到了越来越广泛的应用。混流泵内部流动极其复杂，各种涡结构的产生和演变会严重影响内流场、外特性以及日常运行的稳定性。传统的速度场和压力场分析并不能全面揭示流场真实的流动情况，因此，采用涡动力学分析混流泵内流情况，变得更加重要。通过涡识别技术可以获得混流泵内部的精细涡结构，识别涡的大小、位置和演变规律，进而能够更加清晰的了解泵内部的流态，为混流泵的内流诊断和优化设计提供指导和新的思路。本文在西华大学省部级学科平台开放课题项目“导叶式混流泵变工况内流分析及鲁棒性优化设计研究”的资助下完成，以上海某泵企生产的一型号为HM350-600的导叶式混流泵为研究对象，在对其内部流动进行大涡模拟的基础上，开展涡动力学分析和诊断研究，主要研究工作和结论如下： 1.采用大涡模拟方法得到了混流泵内部压力场、速度场和涡量场的分布规律，对比分析了三代涡识别方法在混流泵内部旋涡结构识别中的适用性，研究表明：与第一代涡量准则法相比，以螺旋度法、Q准则和λ2准则为代表的第二代涡识别方法更能获得详细的混流泵内部的涡结构。其中，Q准则能剔除绝大部分的剪切层影响，较其它涡识别方法更好地捕捉混流泵内部的涡结构，显示的涡大小更加精确，但第二代涡识别方法的识别受阈值影响较大，过度依赖使用者的经验。第三代涡识别方法——Ω方法和Liutex方法在混流泵涡结构的识别中虽能剔除壁面剪切层的影响，叶轮部件的识别结果较差，导叶部件的识别结果较好，Ω方法中ε的取值会极大影响涡识别结果，同样需要人为调整出合适的值。因此，综合多个因素，Q准则更适用于混流泵内流场的涡识别，在涡结构以及涡大小的显示方面都具有优势，可用于旋转机械内流场的分析。 2.基于BVF诊断以及Q准则涡识别技术，对混流泵内部非稳态流动特性和涡结构演化规律进行研究，其中Q准则不考虑阈值问题，仅进行定性分析。分析发现：BVF峰值出现在叶轮叶缘处及出口边和导叶进口边近轮缘处及压力面近轮毂，以上区域的BVF正负峰交替出现，压力梯度大，容易出现不良流动，与Q准则识别出的涡结构相匹配；叶轮叶缘分离涡受进口旋涡以及叶片分流的影响，在一个周期内涡结构先增大后减小，涡量由负向逐渐转化为正向，叶轮通道涡经2/6T进行一次破碎重组，产生变化的根源是附面层的汇聚和脱落，叶轮尾缘脱落涡的脱落离不开附面层的分离，演化的规律是经2/6T进行一次分裂和合并，涡量值未发生太大变化；导叶通道涡来自进口处旋涡的发展以及附面层的分离，正向涡整体变化不大，负向涡在一个周期内，先逐渐汇合，后逐渐断裂，尾缘脱落涡受尾缘附面层以及叶缘处正向涡的影响，在周期内，整体逐渐减小，正向涡不断耗散消失，负向涡拉伸合并；尾水管内的涡结构在周期内呈现逐渐减少的趋势。 3.基于Q准则的定量分析结果，选取合适的Q值，对0.6QN、0.8QN、1.0QN三种工况下混流泵的内流场和涡结构进行对比分析，研究发现：当流量较小时，泵内三维流线较为复杂，出现涡的地方较多，涡团的面积较大，严重堵塞流道，加剧不良流动的产生和能量损失；涡量场中涡量分布的面积和涡量值偏大，随着流量的增大，流场中的流态趋于稳定；通过Q准则识别出的涡结构与流量值密切相关，0.6QN工况下，涡团主要存在叶轮轮缘、叶轮轮毂、叶片附近和导叶通道，涡结构尺寸较大，既存在正向涡，也存在负向涡，涡的强度较大，分布较为杂乱，没有规则的形状和规律；流量不断增加，涡团数量及强度不断减小，低涡区的面积大于高涡区的面积，在1.0QN工况下涡分布具有对称性，均匀分布在各个通道内。收起

关键词 : 混流泵非稳态旋涡结构涡动力学分析大涡模拟

4. 轮胎动载复合滑移特性研究及应用

[学位论文] 马尧吉林大学 2022年博士导师: 卢荡共186页

摘要 : 随着现代军事科技的发展，轮式作战机动平台要求具有较高机动性、稳定性和通过性。为了缩短研发周期、降低开发费用、快速查找问题根源等，建立高精度整车虚拟样机模型进行前期虚拟调校及载荷提取已经逐步成为车辆开发的主流。轮胎作为汽车与路面接触... 展开随着现代军事科技的发展，轮式作战机动平台要求具有较高机动性、稳定性和通过性。为了缩短研发周期、降低开发费用、快速查找问题根源等，建立高精度整车虚拟样机模型进行前期虚拟调校及载荷提取已经逐步成为车辆开发的主流。轮胎作为汽车与路面接触的唯一部件，是决定整车性能仿真及载荷提取精度水平的关键因素。建立适用于军用车辆使用场景的全工况高精度动载非稳态轮胎模型，对于提升波形路及对扭路的载荷提取精度及为越野路面性能虚拟分析奠定基础，均具有重要研究意义和实用价值。参考国内外研究现状，其中最为经典的UniTire模型和Magic Formula模型均对轮胎非稳态特性展开了大量的研究，但为满足军用车辆虚拟开发的需求，还存在以下两个核心问题亟待解决：（1）轮胎非稳态模型主要包括力和力矩模型，在以往的研究中对于非线性松弛力模型已经有了较好的模拟效果，但对于回正力矩模型的研究仍存在一些问题，理论机理不够清晰，实用半物理模型表达精度还有待提升；（2）在非稳态动载特性研究方面，重点对侧偏和纵滑工况进行了分析和验证，但对于复合滑移非稳态工况并没有展开深入的研究和验证。针对上述问题，本文建立了适用于动载仿真的非稳态离散理论模型和用于机理分析的简化非线性非稳态解析模型；而后，基于上述分析结果，开发了实用的非稳态非线性动载复合滑移半物理模型；最后，将模型接入整车动力学仿真平台，开展了整车应用研究。本文的主要研究内容和结论如下： 1、轮胎非稳态动载复合滑移工况机理分析。首先，通过有限元分析法，获取到非线性侧偏角阶跃、动载侧偏工况下轮胎动态运行过程中总体力和力矩的响应过程及印迹内应力分布变化过程，对侧偏非稳态力和力矩的建立机理进行初步研究。而后，为进一步提升仿真效率以及清晰地分析非稳态工况印迹应力分布规律，开发了适用于动载工况仿真的复合工况离散理论模型，通过对非线性侧偏角阶跃、侧偏动载、复合纵滑扫频及复合纵滑动载工况的离散仿真分析，输出各工况下印迹内侧向、纵向、垂向应力变化过程，揭示了轮胎复杂工况时回正力矩（力臂）的建立过程，为半物理模型开发提供了理论基础，同时，也提供了一套完整的虚拟验证数据用于弥补部分台架测试无法完成的工况。 2、轮胎动载侧偏回正力矩模型开发。首先，进行了考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态非线性侧向力及回正力矩的解析理论模型推导，并对不同侧偏角条件下的非稳态力和力矩频率响应特性进行了分析。基于力和力矩的频率响应解析表达式，进一步求解获得了回正力臂的频率响应表达，该表达式是建立非稳态回正力矩半物理模型的关键理论基础。而后，通过化简解析模型得到侧向力的非线性松弛表达式，并且将回正力臂解析式进行分解整理，表达为一个带有零点的二阶系统一般表达式，对两个极点和一个零点的参数进行理论解析及半经验表达，由此构建了完整的非线性非稳态侧偏力和力矩实用半物理模型。最后，在MTS轮胎试验机上，进行了轮胎稳态非稳态及动载侧偏测试，并使用新开发模型进行参数辨识及与试验结果的对比验证。仿真与试验的对比结果表明，改进的侧偏非稳态回正力臂半物理模型在非线性侧偏角阶跃及动载侧偏工况均有着较好的表达效果。 3、轮胎动载复合滑移非稳态模型开发。首先推导了考虑胎体侧向、纵向变形的复合滑移工况非线性非稳态纵向力、侧向力频率响应函数，同时得到了相对胎体变形后印迹中心的回正力矩解析表达式。基于此，进行了不同综合滑移水平状态下轮胎纵向力、侧向力及回正力矩的频率响应特性分析，为复合工况非稳态半物理模型建模提供了完整的理论框架和理论基础。而后，进行轮胎复合滑移非稳态实用半物理模型开发，类比侧偏回正力臂模型，将复合工况综合滑移输入等效为侧偏输入进行非稳态回正力臂建模。在此基础上叠加侧向力、纵向力与胎体纵向、侧向偏移形成的回正力矩，共同构建了完整复合工况回正力矩模型。最后，进行轮胎稳态及非稳态复合滑移工况测试，并使用新开发的复合滑移非稳态半物理模型进行参数辨识及与试验结果的对比验证，结果表明新开发的复合滑移非稳态半物理模型能够准确地模拟动载及非稳态复合滑移工况条件下的力和力矩特性。 4、轮胎模型应用研究及典型场景下军用车辆的动态载荷及响应性能分析。首先建立了某8×8轮式装甲车辆的整车多体动力学模型，并基于改进后的复合工况非稳态轮胎模型开发了车辆仿真软件使用环境下的专用轮胎模型接口。而后，进行了典型动载工况下的整车动力学仿真分析，包括对扭路匀速行驶工况、对扭路制动工况及正弦波形路面条件下整车稳态转向工况，分别提取了车轮动态载荷谱及整车响应。通过分析动载路面条件下的整车仿真结果，可以清晰地看到使用改进后模型对车轮动态载荷及整车操稳特性均有显著影响。本文揭示了轮胎复合滑移非稳态工况力和力矩频率响应的机理，首次系统地对复合工况非线性非稳态频率响应特性进行解析推导，得出了纵向力、侧向力及回正力矩（胎体变形后中心位置）的频率响应表达式。基于理论模型框架，构建了完整的动载复合工况非线性非稳态纵向力、侧向力及回正力矩实用半物理模型。研究成果有助于提升军用车辆在典型波形路、对扭路工况下的车轮动态力和力矩特性模拟能力，对起伏越野路面条件下军用车辆性能虚拟开发及促进轮式装甲车辆性能发展具有重要意义。收起

关键词 : 轮式作战机动平台轮胎非稳态特性滑移特性动力学仿真

5. 复杂工况下的轮胎非稳态侧偏特性研究

[学位论文] 任雷吉林大学 2000年博士导师: 郭孔辉共139页

摘要 : 该文在轮胎侧偏特性理论研究的基础上,引入了"准稳态"和"有效滑移率"的概念,建立了轮胎非稳态非线性侧偏特性半经验模型,利用"纵向有效滑移率"和"胎体局部侧倾"的概念,对轮胎的非稳态纵滑特性和车轮的侧倾效应进行了分析和研究,建立了复杂工况下的轮胎... 展开

关键词 : 轮胎模型车辆动力学非稳态复合滑移松弛长度轮胎六分力

6. 复杂动力学系统的非稳态时间——空间关联及其应用

[学位论文] 李彦浙江大学 2019年博士导师: 郑波;郑大昉共103页

摘要 : 对复杂动力学系统的研究正受到包括物理学家在内的不同领域研究者的广泛关注。对物理学家而言，在稳态或近似稳态的条件下，系统的动力学性质可以通过时间和空间关联函数刻画。然而，在现实世界中，动力学系统由于其内部及其与环境之间相互作用的复杂... 展开对复杂动力学系统的研究正受到包括物理学家在内的不同领域研究者的广泛关注。对物理学家而言，在稳态或近似稳态的条件下，系统的动力学性质可以通过时间和空间关联函数刻画。然而，在现实世界中，动力学系统由于其内部及其与环境之间相互作用的复杂性，会呈现一系列非稳态的特征。此时，系统通常处于远离稳态的位置，相应地，对于时间和空间关联函数的计算会受到非稳态动力学效应的阻碍。若不考虑这一效应，大多数时间关联会为零或非常弱，空间关联随时间的演化则常常不稳定。因此，本文的主要目的之一是探讨如何在考虑复杂系统非稳态动力学效应的情况下计算时空关联函数，并通过微观建模研究其背后的机制，为控制和预测系统行为提供新的见解。复杂网络为抽象化描述不同类型的复杂系统提供了通用框架，这一方式有助于发现各类复杂系统中存在的普遍规律。在对复杂网络拓扑结构的研究基础上，网络的结构如何影响其中的动力学过程进而影响系统功能正成为近年来备受关注的课题之一。研究表明，复杂网络的耦合结构对其响应外界扰动的方式以及功能均有重要影响。对于这一问题的探索将有利于理解网络结构与功能之间的相互作用机制，以及其中的动力学演化过程。本文以复杂金融网络为例，结合随机矩阵理论，研究了网络拓扑结构随时间演化的稳定性。在第1章中，我们简单介绍了复杂系统的特征，聚焦于复杂系统的非稳态动力学性质，并介绍了较为常见的非平稳时间序列处理方法。在复杂系统的空间结构方面，则引入复杂网络的方法进行刻画，并概述了与网络拓扑结构及其动力学稳定性相关的研究进展。最后给出本文的主要研究动机和内容。在第2章中，我们将复杂系统非稳态时间关联函数的计算方法推广到一般形式，并通过微观模型研究了时间关联函数背后的潜在机制。复杂系统处于非稳态的典型表现之一是动力学涨落的长程关联，说明即便是在较长时间尺度内平均后的涨落依然会随时间演化。这一非稳态效应的存在使得我们无法用通常的时间关联函数来描述系统的动力学性质。我们研究了几类典型的复杂动力学系统，例如金融，社会，生物，气象系统等等。结果表明，在考虑了系统的非稳态动力学效应之后，涨落对系统的动力学行为存在驱动作用。我们通过构建微观模型模拟复杂系统的动力学行为，并引入两项机制：系统状态上升-下降时的不对称聚集以及系统状态波动-平稳时的不对称运动。通过微观建模并结合传递熵分析，我们深入研究了涨落驱动的系统动力学行为及其物理意义。在第3章中，我们以复杂金融系统为例，对第2章中所发现的考虑系统非稳态特征的涨落驱动效应进行了进一步的探讨。我们研究了系统状态对该效应的影响，并构建了基于涨落驱动效应的交易策略。我们发现了效应强度与策略表现之间的联系，并将该策略与其它普遍已知的交易规则进行了比较。通过构建交易策略，我们为研究复杂系统的动力学行为提供了一个良好范式，说明涨落驱动效应具备理论和实践的双重价值。在第4章中，我们对复杂系统空间结构的稳定性进行了研究。通过引入复杂网络方法并结合随机矩阵理论，我们找到了表征网络结构稳定性的相互作用模式：市场模式，这一模式代表了各节点之间的全局相互作用。我们的研究表明通过从原始相关矩阵中抽取市场模式，能增强整个网络结构随时间演化的稳定性，该结果对于中西方金融市场均能成立。在此基础上，我们构建了一个资产组合优化策略，证明了网络结构的稳定性对其功能存在显著影响。在第5章，我们对本文的主要结果进行了总结，并展望了未来可能的研究方向。收起

关键词 : 复杂动力学系统非稳态时间-空间关联复杂网络金融物理

7. 动力学系统的非稳态时间关联函数及外部信息驱动力

[学位论文] 陈婷婷浙江大学 2018年博士导师: 郑波共99页

摘要 : 近年来，物理学家对复杂动力学系统的研究兴趣日益增加。复杂动力学系统通常可能是非稳态的，或者至少具有非稳态的特征。在动力学系统的稳态(或平衡态)下，动力学行为可以通过动力学变量和动力学涨落的时间和空间关联函数来刻画。然而，在非稳态下，... 展开近年来，物理学家对复杂动力学系统的研究兴趣日益增加。复杂动力学系统通常可能是非稳态的，或者至少具有非稳态的特征。在动力学系统的稳态(或平衡态)下，动力学行为可以通过动力学变量和动力学涨落的时间和空间关联函数来刻画。然而，在非稳态下，如何表征动力学行为是一个具有挑战性的问题，尤其是在系统的运动方程未知的情况下。在一大类动力学系统中，包括社会、生物和生态系统，如果不考虑非稳态的动力学效应,大多数时间关联函数为零或非常弱。时间和空间关联函数的计算基本上受到非稳态动力学效应的阻碍。因此，本文的主要目的之一是在考虑到非稳态效应的情况下发展计算关联函数的方法，重点是过去的涨落与动力学变量未来运动之间的时间关联函数。外力是导致系统进入非稳态的一大重要因素。众所周知，在物理学中外力在处理幵放系统中起着至关重要的作用。幵放复杂系统与外部环境的相互作用不应该被忽略。作为幵放复杂系统的一个重要例子，金融市场受到外部信息的重大影响。然而，我们对外部信息及其在代理人模型中的控制效应的理解仍然十分有限。另一方面，在实验室中，仅通过内部相互作用来捕捉金融系统的统计特征是相当具有挑战性的。这可能是因为实验被试的数量较少。因此，外部信息在金融系统的实验室研究中显示出非常重要的意义。近几年来，来自人与互联网互动的大量新数据源为我们更好地理解外部信息对复杂金融系统的深远影响提供了可行性。基于公共媒体和股票市场的大规模数据，我们首先定义了一个信息驱动力，并分析它是如何影响复杂金融系统的。作为一个应用，我们提出一个以信息驱动力驱动的代理人模型。本文应用统计物理方法，以历史大数据为基础，关键是发展非稳态动力学时间关联函数的计算方法，以及构建基于外部驱动力的微观多体模型。第1章，我们简单介绍了各类复杂动力学系统的特征，着重从涨落、关联函数、非稳态特征、外力等方面入手。进一步地，我们综述了几类复杂动力学系统，介绍了其近几年的一些新进展。最后我们给出本文的研究动机和研究内容。第2章，我们提出了计算动力学系统在非稳态下的时间关联函数的新颖的方法，该方法和观念可以潜在地应用于各种动力学系统和其它时间-空间关联函数的计算。动力学涨落的自关联在一大类复杂动力学系统中相当强。换言之，即使在大时间尺度内平均的动力学涨落也随着时间显着变化。这种现象实际上是非稳态的一个特征。如果动力学系统处于随时间演化的连续稳态或距稳态不太远，人们仍然可以计算时间和空间关联函数。在考虑非稳态的动力学效应后，我们计算了新的时间关联函数。在各种动力学系统中，例如社会、金融、人类的大脑和大气系统，我们的结果揭示了过去的动力学涨落确实驱动了动力学变量的未来运动。这种非稳态的动力学效应是复杂动力学体系的一个鲁棒的，内在的和重要的特性。第3章，基于公共媒体和股票市场的大规模数据，我们首先定义了一个信息驱动力，并分析它是如何影响复杂金融系统的。我们的结果表明信息驱动力在牛市和熊市中是不对称的。作为一个应用，我们提出一个以信息驱动力驱动的代理人模型。值得注意的是，模型关键参数是从经验数据中计算出来的，而不是人为地通过拟合设定的。我们的模型同时可以模拟稳态和非稳态的动力学性质。考虑到外部信息的平均场效应，我们还提出了一个模拟实验室金融市场的少体模型。第4章，我们对论文的主要结果进行总结，对未来工作做了展望。收起

关键词 : 动力学系统关联函数非稳态金融物理学代理人模型

8. 碟形弹簧复位型磁流变缓冲器研究

[学位论文] 寿梦杰重庆大学 2020年博士导师: 廖昌荣共146页

摘要 : 冲击载荷是机械系统和武器装备长期面临的技术难题，而传统的被动缓冲器通常是利用横截面积可变的节流小孔产生阻尼力来吸收冲击能量，以提高系统的安全性和稳定性。被动缓冲器只能对某种特定的冲击实现良好的缓冲效果，不能很好地解决多工况的冲击问... 展开冲击载荷是机械系统和武器装备长期面临的技术难题，而传统的被动缓冲器通常是利用横截面积可变的节流小孔产生阻尼力来吸收冲击能量，以提高系统的安全性和稳定性。被动缓冲器只能对某种特定的冲击实现良好的缓冲效果，不能很好地解决多工况的冲击问题。磁流变技术的出现为自适应缓冲器的研究提供了全新的解决方案。然而，以磁流变液(Magnetorheological fluid, MRF)作为控制介质的磁流变缓冲器(MR energy absorber, MREA)在高速冲击领域的应用，尚有一些关键问题仍未能很好地解决，主要集中在物理模型、设计方法和动力学模型三个方面。首先，MREA传统物理模型都是忽略惯性效应的准静态模型，或者是简化的非稳态模型，难以准确描述MREA的力学特性。其次，关于MREA设计方法都是基于准静态模型，利用智能算法进行参数优化，不仅计算量大、成本高，而且会产生一定误差。最后，对MREA动力学模型的研究主要集中在非参数模型，而这些模型容易因自身结构和参数设置陷入局部最优，无法准确预测MREA的动态特性。因此，本文利用MRF的非平均加速度，提出一种新型的非稳态物理模型(即NA-BPIM模型)，并进一步提出一种将逻辑分析与数值计算相结合的设计方法，然后利用自适应差分进化算法(即JADE算法)优化支持向量回归(Support vector regression, SVR)参数，提出一种混合动力学模型(即JADE-SVR模型)，最后通过高速冲击实验验证NA-BPIM模型、设计方法、JADE-SVR模型的准确度和有效性。具体研究内容如下： ①可控磁流变阀与复位碟形弹簧并联式缓冲器总体结构研究。通过分析高速冲击特征，采用混合模式作为磁流变阀的工作模式，并利用具有小变形大载荷特性的碟形弹簧作为活塞头的复位元件。基于此，完成MREA总体结构设计，并详细阐述其主要结构和工作原理，分析缓冲力主要组成部分。 ②利用MRF的非平均加速度研究惯性效应，提出一种新型的非稳态物理模型。利用安东帕流变仪对MRF进行流变学测试，根据测试结果选择Bingham-plastic模型描述其本构关系，并利用实验数据对模型参数进行辨识。基于流体力学的Navier-Stokes方程和连续性方程，建立MRF流动的控制方程，而该方程是关于位置变量和时间变量的非齐次偏微分方程。将该偏微分控制方程与混合模式下的边界条件和初始条件相结合，构造关于求解MRF速度分布的定解问题。最后，利用分离变量法求解定解问题，推导MRF在各区域的速度分布，进一步利用连续性定理，导出磁流变阀产生的压力差和阻尼力。 ③针对磁流变阀与碟形弹簧并联式缓冲器，提出将逻辑分析与数值计算相结合的设计方法。该设计方法首先通过逻辑分析逐步减少未知参数数量，然后利用力学模型求解余下未知参数。对磁流变阀进行设计时，不仅需要物理模型，还要建立其磁路模型，所以基于基尔霍夫磁路定律和磁通量守恒定律，对三级线圈并联结构的磁流变阀进行磁路分析。最后，利用所提出的设计方法先逐步减少磁流变阀的几何参数，再利用NA-BPIM非稳态物理模型和磁路模型求解余下参数。值得注意的是，这也是首次利用非稳态物理模型对磁流变阀进行结构参数设计。同理，对碟形弹簧设计时，利用该设计方法与力学模型确定其全部几何参数。 ④利用MREA的冲击特性实验，验证NA-BPIM模型的准确度和设计方法的有效性。根据设计参数制作两支相同的MREA实验样机，搭建落锤式冲击实验平台，对两并联的MREA进行一系列冲击实验，并分析MREA在高速冲击下的动态特性。为将NA-BPIM模型与准静态模型和简化的非稳态模型进行准确的对比分析，本文从定性和定量研究两个角度，以缓冲力峰值的吻合度、动态力曲线的吻合度、动态范围的吻合度三个方面为基准，建立一种MREA物理模型综合全面的评价体系。对比结果发现NA-BPIM模型具有最高的准确度。最后，将冲击实验结果与设计目标进行对比，发现所设计的MREA达到了预期设计目标，证实了所提出设计方法的有效性。 ⑤利用自适应JADE算法优化SVR参数，提出高速冲击下MREA的混合动力学模型。SVR是基于VC维理论和结构风险最小化的统计学习方法，对非线性系统建模具有独特的优势，而其参数设置对预测能力和泛化能力具有重要影响。为此，本文利用具有搜索能力强和收敛速度快的JADE算法对SVR进行参数寻优，将两者有机地结合起来，建立MREA的混合动力学模型，即JADE-SVR模型。将JADE-SVR模型与GA-SVR，PSO-SVR和DE-SVR模型对比发现，JADE-SVR模型的收敛速度最快。此外，利用平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方根误差、变异系数、相关系数和纳什系数六个统计学指标证实JADE-SVR模型预测精度也是最高的。最后，将上述四种SVR模型与自适应神经模糊推理系统(Adaptive neuro-fuzzy inference system, ANFIS)模型进行对比，结果表明在预测MREA在高速冲击下的动态特性时，SVR模型的准确度都比ANFIS模型更高。收起

关键词 : 磁流变缓冲器非稳态物理模型动力学模型碟形弹簧磁流变液

9. 降落伞近尾迹流场结构的实验研究

[学位论文] 毛里奇奥(Sylvio PASQUALINI) 同济大学 2014年硕士导师: 金哲岩共112页

摘要 : 本项实验研究主要通过天平来研究雷诺数对降落伞模型阻力系数的影响以及采用Stereo-PIV技术来研究雷诺数对不同降落伞模型近尾迹区的流场结构的影响。所采用的降落伞模型包括平面圆形伞，8分支伞，环缝伞以及十字形伞。在实验过程中，观测到了质... 展开

关键词 : 降落伞近尾迹区流场结构非稳态空气动力学数值模拟

10. 兰州某儿童馆高大空间夏季气流组织设计及方法

[学位论文] 韩晓菲兰州交通大学 2020年硕士导师: 周文和;赵立新共78页

摘要 : 建筑能耗在我国逐年递增的社会总能耗中占有相当大的份额，关乎节能减排工作的成败，其中，综合建筑空调能耗尤其不能忽视。随着社会经济的发展和生活水平的提高，形态各异的高大空间公共建筑雨后春笋般涌现出来，其不可复制的差异化造型及其内部的高... 展开建筑能耗在我国逐年递增的社会总能耗中占有相当大的份额，关乎节能减排工作的成败，其中，综合建筑空调能耗尤其不能忽视。随着社会经济的发展和生活水平的提高，形态各异的高大空间公共建筑雨后春笋般涌现出来，其不可复制的差异化造型及其内部的高大空间为暖通空调系统及气流组织的合理设计提出了巨大挑战。而流体动力学计算机模拟技术（Computer Fluid Dynamics，CFD）省时省力，如果数值模型和方法合理可靠，可有效用于前期设计方案的比选及后期空调运行方案的优化，为合理设计及运行提供参考依据。目前国内外学者对高大空间从理论分析、数值模拟及实验论证等方面的研究日渐丰富，对湍流模型、内热源的处理方法已趋于成熟，但可被暖通工程师借鉴、利用CFD模拟技术辅助进行复杂结构建筑工程设计的实例参考相对较少。此外，大多数值计算过程中，因围护结构边界条件基于稳态方法，忽略室外太阳辐射动态变化的影响，以致无法准确预测建筑在运行周期内气流组织的逐时变化及热舒适状况。鉴于以上分析，针对兰州某儿童馆高大空间的夏季气流组织，本文利用CFD模拟技术辅助进行了夏季气流组织设计，包括首先通过兰州新区某活动中心喷口末端实测数据对CFD气流组织模拟数值模型和方法进行验证；其次，根据兰州地区气象参数、规范标准设计得出兰州某儿童馆夏季工况空调气流组织若干设计方案，通过CFD模拟技术辅助方案优选，最后继续利用CFD软件对拟选设计方案下儿童馆流固耦合传热模型运行各时间段逐时PMV-PPD指标进行非稳态模拟计算。通过本文研究，可得出以下结论： 1）本文利用CFD模拟技术对高大空间空调气流组织设计方案进行验证和优化的方法，如稳态模拟中透明围护结构太阳辐射边界条件的处理，以及稳态模拟确定方案，非稳态模拟验证逐时热舒适的方法，可为类似工程提供借鉴。 2）CFD非稳态模拟中流固耦合三维传热模型的构建，即围护结构以实际厚度建立固体域模型，可真实地描述室外温度通过围护结构固体域对室内流体域的传热过程。 3）CFD非稳态模拟中计算初场的确定及自定义UDF边界条件的模拟方法，可合理地揭示逐时变化的室外气象条件对室内气流组织如温度场、速度场的影响。 4）本文利用自定义UDM输出PMV-PPD云图的方法，实现了Fluent模拟结果的二次编译，有效减少后处理工作量的同时更全面直观地反映了流场热舒适状况。 5）依据非稳态模拟结果可知，除8:00am、18:00pm工况外，其他时间段90％的工作区域PMV-PPD指标满足要求，因此送风高度为4m的儿童馆气流组织设计方案二合理可行。 6）通过非稳态模拟，为儿童馆空调系统运行周期提出以下建议：8:00am时刻近90%的区域PMV值处于0.5~1之间，60%的区域PPD值大于10%，活动区人体感觉总体偏热，建议在开馆时刻1h或0.5h前开启空调，以消除初场余热；而18:00pm时刻PMV值在-1~-0.5的区域增加至11％，同时PPD值大于10%的区域上升至15％，人员感觉稍许偏冷，建议该工况空调低负荷运行，可适当提高送风温度。收起

关键词 : 儿童馆空调系统夏季气流组织计算流体动力学非稳态模拟