检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2024年第1期46卷 45-53页

作者：邓豪熊璟夏泽洋中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 中国科学院大学北京100049 中国科学院人机智能协同系统重点实验室广东深圳518055

机器人操作可形变对象在多类场景中具有重要的应用需求。然而,对象复杂的高维动力学模型导致难以准确、快速地计算其形变。本文建立了一种基于交替方向乘子法的对象形变动力学模型快速、准确、隐式优化求解方法。该方法以通用对象几何... 详细信息

机器人操作可形变对象在多类场景中具有重要的应用需求。然而,对象复杂的高维动力学模型导致难以准确、快速地计算其形变。本文建立了一种基于交替方向乘子法的对象形变动力学模型快速、准确、隐式优化求解方法。该方法以通用对象几何模型为输入创建有限元模型,并分别构建材料本构势能函数和操作及碰撞交互单元的位置约束能量函数。随后,采用动力学投影方法构建基于交替方向乘子法的两项优化求解问题,最终快速、准确地计算对象在机器人操作下的形变。数值实验表明,所提出的方法能够在保证相对形变计算误差低于5%的条件下,实现高于24帧/秒的物理形态更新。针对实际应用场景,对所提出的方法开展了从形变仿真预测到在线操作执行的量化评估以及全局约束环境下的离线规划和仿真应用验证。

关键词：机器人操作可形变对象交替方向乘子法隐式时间积分

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近地空间目标红外辐射仿真系统及方法

近地空间目标红外辐射仿真系统及方法

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作者：张骏冯云松张俊杰杨灿马宁姚叶 230012 安徽省合肥市新站高新区文忠路999号

本发明属于航天技术领域，具体公开了近地空间目标红外辐射仿真系统及方法，包括：目标几何建模及网格划分模块、轨道热流计算单元模块、红外辐射计算单元模块模块、单目标飞行仿真模块和多目标飞行仿真模块，计算目标表面的单元的太阳... 详细信息

标准号: CN115906495A

本发明属于航天技术领域，具体公开了近地空间目标红外辐射仿真系统及方法，包括：目标几何建模及网格划分模块、轨道热流计算单元模块、红外辐射计算单元模块模块、单目标飞行仿真模块和多目标飞行仿真模块，计算目标表面的单元的太阳辐射热流密度、地球反照热流密度和地球辐射热流密度；其中地球辐射热流密度采用单位半球法计算；根据S2计算的结果采用有限元法进行目标所有结点温度向量的计算；根据目标温度场进行目标表面单元辐射出射度的计算；进行单目标飞行场景仿真和进行多目标飞行场景仿真；具有如下优点：各个模块均能够在系统内部直接连接输送和输入结果，无需借助外部软件，使得仿真实施过程简单和连贯，利于推广应用。

关键词：热流计算单元模块场景仿真地球辐射飞行仿真红外辐射单目标多目标目标温度场单元辐射地球反照仿真系统划分模块计算目标近地空间目标表面目标几何输入结果太阳辐射外部软件温度向量飞行航天技术网格出射建模结点连贯轨道

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Fe_(3)GeTe_(2)/h-BN/石墨烯二维异质结器件中的高效率自旋注入

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物理学报 2021年第12期70卷 426-431页

作者：杨维韩江朝曹元林晓阳赵巍胜北京航空航天大学集成电路科学与工程学院北京100191

最近,二维铁磁材料的发现加速了自旋电子学在超低功耗电子器件方面的应用.其中,Fe_(3)GeTe_(2)通过实验调控,比如界面层间耦合和离子液体调控,可以使其居里温度达到室温,具有广泛的应用前景.本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数方法,... 详细信息

最近,二维铁磁材料的发现加速了自旋电子学在超低功耗电子器件方面的应用.其中,Fe_(3)GeTe_(2)通过实验调控,比如界面层间耦合和离子液体调控,可以使其居里温度达到室温,具有广泛的应用前景.本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数方法,研究了Fe_(3)GeTe_(2)/石墨烯二维异质结在有无氮化硼作隧穿层情况下的输运性质.结果表明:当Fe_(3)GeTe_(2)/石墨烯之间为透明接触时,由于电子轨道杂化,在±0.1 V偏压下可以实现有效的自旋注入.通过加入氮化硼作为隧穿层,则可以在更宽偏压范围[–0.3 V,0.3 V]内实现高效自旋隧穿注入;并且,由于Fe_(3)GeTe_(2)与石墨烯电子态在布里渊区的空间匹配程度取决于电子自旋方向,相应出现的自旋过滤效应导致了接近100%的自旋极化率.这些研究结果有望推动二维全自旋逻辑以及相关超低功耗自旋电子器件的发展.

关键词：二维铁磁自旋隧穿注入自旋过滤效应第一性原理计算

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电动汽车永磁同步电机电磁振动噪声特性与抑制研究

电动汽车永磁同步电机电磁振动噪声特性与抑制研究

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作者：宋腾飞北京交通大学

学位级别：博士

新能源电动汽车因环境污染低、维修方便、能量利用效率高的优势逐渐取代传统燃油车,在商用车和乘用车领域中得到了应用。其中驱动电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响到电动汽车的动力性、舒适性和产品竞争力。内置式永磁同步电... 详细信息

新能源电动汽车因环境污染低、维修方便、能量利用效率高的优势逐渐取代传统燃油车,在商用车和乘用车领域中得到了应用。其中驱动电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响到电动汽车的动力性、舒适性和产品竞争力。内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)因效率高、体积小、功率密度大、调速范围广的优点已成为电动汽车驱动电机的最佳选择。然而电动汽车IPMSM常常出现电磁振动大,高频噪声刺耳的问题,十分影响乘车舒适性和运行可靠性。因此,对IPMSM开展电磁振动噪声特性理论分析、解析计算、数值模拟和电磁振动噪声多场耦合优化抑制研究具有重要工程价值和现实意义。本文以IPMSM为研究对象,围绕电磁、结构谐响及声场分布规律、定子系统电磁振动噪声特性、多物理耦合优化抑制等关键科学问题,对IPMSM等效磁路解析计算、定子系统结构等效网络模型推导、电磁-结构谐响-声多物理场耦合解析及3D数值模拟、电磁振动噪声多物理场耦合抑制方法、变频逆变器对电机振动噪声影响展开深入的研究,全文主要内容如下:(1)建立计及磁路饱和、转子凸极和定子开槽等效应的IPMSM等效磁路模型,分析IPMSM气隙电磁场和电磁力波的时空分布特性,揭示气隙电磁力波的影响因素和规律,为IPMSM性能优化设计提供有效理论工具。分析磁路饱和、转子凸极和定子开槽效应对气隙磁场和磁导分布的影响,推导IPMSM气隙电磁力波和电磁转矩解析表达式,分析IPMSM在不同工况、不同dq轴电枢电流下气隙磁场和电磁力波分布规律,进一步研究定子齿部对气隙电磁力波的采样和调制作用。然后基于等效磁路模型,揭示IPMSM气隙电磁力波分布规律和定子齿部铁芯的受力特性,分析气隙电磁力谐波的影响因素,提出IPMSM气隙电磁力波和定子齿部受力的传递函数模型。(2)提出改进的空心圆柱壳体理论计算方法,建立定子等效结构网络解析模型,计算并揭示电机定子系统固有模态分布和受迫振动特性,完善IPMSM电磁振动噪声理论,为IPMSM电磁振动噪声性能解析计算奠定基础。首先根据IPMSM电磁振动机理提出定子系统等效结构网络模型,并在分析多自由度结构系统以及圆柱壳体受迫谐响振动特性的基础上,推导计算定子系统周向各阶次模态、固有频率以及位移、速度、加速度等物理量对应的结构振动传递函数,揭示定子结构参数和系统阻尼比对振动传递函数的影响规律;进一步研究IPMSM声场辐射功率、声压级等物理量分布特性。最后通过模态敲击实验进行验证。(3)提出IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场耦合理论解析计算方法,分析IPMSM在全工况下电磁振动噪声特性,为IPMSM参数设计、振动噪声分析与抑制提供分析方法。首先结合IPMSM等效磁路模型和定子等效结构网络模型,建立IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场耦合解析计算模型,基于该模型,计算IPMSM在空载、带载工况下电磁振动噪声特性。然后提出IPMSM电磁-结构谐响-声3D多物理场耦合数值模拟方法,建立3D多物理场耦合数值计算有限元模型,分析IPMSM电磁场(电磁力波,电磁效率等)、结构谐响(模态振型、振动速度)和声场(等效辐射功率,声压级等)分布特征,并阐述解析模型和3D数值模型在电机电磁振动噪声性能计算上的差异,验证解析模型的准确性。最后通过台架振动加速度测试实验进行验证。(4)针对IPMSM电磁振动噪声性能和电磁输出性能的多场耦合优化问题,提出IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场、多目标优化方法,对电机电磁性能和振动噪声性能展开多场、多目标优化,为IPMSM电磁振动噪声抑制、多场性能优化提供了研发方法和实现手段。首先基于多物理场解析模型,对比分析极槽配合、拓扑结构和尺寸参数对IPMSM电磁振动噪声性能的影响,揭示结构尺寸对IPMSM电磁振动噪声性能的双重影响特性;然后通过灵敏度分析方法得到IPMSM电磁振动噪声性能抑制过程中优化目标与变量之间灵敏度和相关性关系;进一步结合现代粒子群优化算法和IPMSM电磁振动噪声解析计算方法,以定转子结构参数为优化变量,以电机电磁输出转矩、振动加速度和有效材料价格为优化目标,对IPMSM展开多物理场、多目标振动噪声优化,并对比优化前后IPMSM性能。最后基于优化后IPMSM结构参数,制作工程样机并进行相关实验验证。(5)提出考虑变频逆变器引入谐波的IPMSM载波振动噪声计算方法和抑制控制策略,揭示变频逆变器和控制策略对IPMSM载波振动噪声的影响规律,为IPMSM电磁振动噪声抑制控制策略的研究提供参考。基于IPMSM电磁振动噪声解析计算方法和场路耦合有限元仿真模型,研究考虑变频逆变器和控制策略影响的电枢电流载波谐波和电磁力载波谐波分布特性,进一步分析变频逆变器引起的IPMSM载波振动噪声特性,探究变频逆变器载波比

关键词：电动汽车 IPMSM 电磁振动与噪声等效结构网络模型 3D多物理场耦合数值模拟多物理场多目标优化控制策略

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考虑接缝愈合效应的膨润土组合砌块热—水—力耦合过程及溶质运移研究

考虑接缝愈合效应的膨润土组合砌块热—水—力耦合过程及溶质运移...

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作者：杨高升北京交通大学

学位级别：博士

随着核能技术的不断发展与利用,大量高放固体废物随之而生。对高放废物进行深地质处置是目前全世界公认的最具潜力、最有希望投入应用的处置方案。在高放废物处置库的设计中,废物罐周围的缓冲层由高压实的膨润土砌块堆砌组成,在施工过... 详细信息

随着核能技术的不断发展与利用,大量高放固体废物随之而生。对高放废物进行深地质处置是目前全世界公认的最具潜力、最有希望投入应用的处置方案。在高放废物处置库的设计中,废物罐周围的缓冲层由高压实的膨润土砌块堆砌组成,在施工过程中必然会形成施工接缝,而施工接缝成为了缓冲/回填材料潜在的水力缺陷与强度薄弱部位。处置库运行期间,缓冲/回填材料会受到热、水、力等多场耦合作用的影响,因此含接缝的缓冲/回填材料在热-水-力耦合(THM耦合)条件下的性能已成为高放废物处置库工程屏障设计与施工中关注的关键问题。本文以含施工接缝的高庙子(GMZ)膨润土缓冲材料为研究对象,从非饱和土的水热输运机制、力学模型及边界条件等问题出发,建立了能够考虑接缝愈合效应的膨润土热-水-力耦合模型。结合室内试验以及数值模拟对含施工接缝的GMZ膨润土缓冲材料的多物理场耦合过程及孔隙尺度下的溶质运移过程进行了模拟研究。主要研究内容包括:(1)将液态水流动传热和水汽迁移传热嵌入到所采用的能量守恒方程之中,基于Barcelona Basic模型(BBM),通过分析膨润土砌块的吸水膨胀过程及接缝材料的压缩过程,建立了非饱和膨润土的热-水-力耦合模型。采用有限元软件Comsol Multiphysics对China-Mock-up模型试验进行了模拟计算,通过试验结果验证了所建模型的合理性。在此基础上,进一步分析了接缝愈合效应对于缓冲/回填材料的干密度、导热系数和渗透系数的影响。(2)研制了一种适用于非饱和膨润土组合试样的室内试验装置,利用该试验装置测定了进水前与进水后两种情况下GMZ膨润土组合试样不同位置处的温度和体积含水率随时间的演化规律。根据试验结果得到了膨润土组合试样接缝位置处愈合后的热传导系数和水力传导系数。采用所建的非饱和膨润土的热-水-力耦合模型对两种情形下膨润土组合试样不同位置处的温度和水分随时间的演化规律进行模拟计算,并将模拟计算结果与试验结果进行了对比验证。(3)综合考虑了非饱和土内部可能经历的冰-水相变和水-汽相变过程,并考虑了液态水流动传热和蒸汽运移传热及温度势对液态水流动和蒸汽迁移的影响,建立了非饱和土的水-热-汽耦合模型。采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对所建模型进行了求解。为了验证所建理论模型的合理性,对第一类热边界条件下半无限空间介质内非稳态温度场、体积含水率及水汽通量的分布情况进行了模拟计算,并将计算结果与未考虑耦合的解析解进行了对比验证和分析。最后,重点对高放废物处置库中缓冲材料膨润土的热-水-汽三场耦合问题进行了模拟研究,并进一步分析了地下水压力和热源温度的变化对其内部水热演化规律的影响。(4)采用SPH方法对描述多孔介质中孔隙水流动的Navier-Stokes方程和描述溶质扩散过程的线性齐次二阶微分方程进行了求解,建立了能够模拟多孔介质孔隙中流体流动和溶质扩散的二维模型。通过求解低Peclet数下对流扩散方程的一维定解问题,验证了模拟方法的准确性。在此基础上,进一步在孔隙尺度下对低Peclet数条件下的膨润土砌块内部和含不同宽度接缝的组合膨润土砌块内部的孔隙水流动和溶质扩散问题进行了模拟计算。通过模拟试验得到了流体粒子在膨润土砌块孔隙通道内以及砌块之间接缝内的流动速度的分布云图、溶质穿透膨润土砌块和含不同宽度接缝的组合膨润土砌块的穿透曲线,以及流体粒子在膨润土砌块内部的实际运动路径。在此基础上,进一步给出了迂曲度的计算方法。

关键词：缓存/回填材料施工接缝热-水-力耦合模型试验愈合效应光滑粒子流体动力学相变溶质运移

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随机交互金融价格模型及其波动特性分析

随机交互金融价格模型及其波动特性分析

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作者：贾琳璐北京交通大学

学位级别：博士

长期以来,金融市场中资产定价理论和价格波动特性等问题一直是经济和金融领域研究者关注的重点。特别是近年来,伴随着世界经济环境的自由化和多样化,信息技术急速发展,金融市场的复杂性、随机性和动态性日益凸显,从多角度对于金融市场... 详细信息

长期以来,金融市场中资产定价理论和价格波动特性等问题一直是经济和金融领域研究者关注的重点。特别是近年来,伴随着世界经济环境的自由化和多样化,信息技术急速发展,金融市场的复杂性、随机性和动态性日益凸显,从多角度对于金融市场价格的行为特征进行创新研究变得愈发重要。金融市场所表现出的诸多异常的波动现象很难通过传统金融学理论进行充分解释,寻求更能抓住金融市场本质属性的模型变得十分必要,人们对于真实市场的考虑逐渐向非线性或者说是动力学进行转变,因此促成了一些重要交叉学科的产生和发展。本文融合了统计物理、非线性科学、复杂系统科学、应用数学、金融工程、计算经济学等学科的概念、方法和理论,对金融市场资产价格变化规律进行建模,伴以计算机模拟仿真及丰富的实证研究,旨在重现金融市场价格波动的典型特征,发现价格波动行为呈现的共性规律,解释价格过程演化的微观机理,为防范市场过度波动以及化解金融风险提供理论支持。本文的主要研究内容如下:为从投资者的微观互动、相互影响层面探究金融资产价格形成的动力学演化机制,本文借鉴统计物理系统中粒子间的复杂作用机制模拟投资者间的交互作用过程,建立了两个能反映金融市场本质属性的新的随机交互金融价格Agent-Based模型。主要思想是考虑到金融市场和物理系统同为复杂适应性系统,均由大量微观Agent(主体)组成,这些主体彼此之间相互作用,最终呈现出集体的涌现行为,生成宏观的复杂现象。这种主体,在金融市场中泛指能够进行信息交换以及参与资产交易决策的投资决策者,包括个人投资者和机构投资者等;在物理系统中,则表现为可以相互作用的粒子或者交互元。而金融市场中的大部分的投资者是易受羊群效应影响的,强弱投资态度、利好消息和利空消息信息、买入决策和卖出决策等在市场参与者之间传播,进而会影响到市场需求和供给的力量配比,最终导致资产价格变化。这种演化可以通过统计物理系统中的粒子随机交互过程来描述。具体来说,用粒子之间的交互行为模拟投资者之间的信息传播和相互影响行为,用粒子状态的变化模拟投资者投资决策的改变。基于Agent建立随机交互金融价格模型,是一种自下而上的研究方法,通过对真实市场参与人进行抽象描述,同时借助计算机模拟投资者之间的相互作用,使得研究不再停留在宏观市场层面,能够解释有关价格波动的一些宏观现象构成的微观原因及其具体的演化历程。首先,本文引入统计物理系统中的多状态粒子接触过程和定向渗流过程,构建了一种新的带跳跃因子的随机交互金融价格模型I。研究过程中新加入了对于投资者投资态度强弱的异质性区分,相较于以往仅应用单粒子接触过程模拟股票价格过程更加贴合实际市场。金融市场价格日常波动时,投资者之间的互动及其投资态度和投资策略的动态变化是通过多状态粒子接触系统中不同状态粒子之间的复杂互动机制来模拟的。多状态粒子接触过程可以用传染率轻重不同的病毒在个体间的传播过程来描述,这类似于金融市场中具有强弱不同的投资态度的投资者之间态度和意见的交换。第二,为更全面地刻画市场价格动态,本文构造的新模型不仅模拟了金融市场频繁的日常波动,同时将市场突发剧烈价格波动的情形也纳入了考虑。金融市场突发剧烈波动时,首次采用定向渗流系统结合泊松过程来模拟这部分价格跳跃过程。定向渗流系统在被注入液体后的流动和过滤过程,类似于投资者面对重大信息时彼此相互影响的羊群行为,因此可以应用渗流过程构造需求形成机制,进而模拟价格跳跃的幅度。价格跳跃的频次用齐次泊松过程来描述。在建模过程中引入跳跃因子,使得对于资产价格变化的刻画更合理。第三,为探究信息网络交换通道结构对价格变化规律的影响,本文将价格过程的建立机制与社会网络相结合,创造性地将市场参与者之间的连接范围从规则格点拓展到了更符合现实市场特征的Watts-Strogatz小世界网络上,建立了随机交互金融价格模型II。该项工作是考虑到市场主体之间的信息交换和信念共享方式愈加复杂,投资者对信息的获取方式更加多元,小世界网络中丰富而复杂的联结性会对投资者之间的交互过程产生影响,因而也会影响金融市场的价格动力学。本文将网络结构与投资者之间的信息交互等机制相结合,这一过程使得金融价格波动行为与市场参与者之间信息交换通道的拓扑结构联系起来。本工作对于市场主体的联结结构和沟通范围的考虑,是相关领域理论研究的全新补充。第四,在价格过程理论建立之后,为从实证的角度验证模型的合理性,并且尽可能深入地探究金融市场的波动特征,本文引入了大量能够深入挖掘金融时间序列内在特性的方法,分别对两个模型产生的模拟数据与真实市场数据进行全面的比较分析。例如,本文对于价格收益率相关序列进行基本统计特性、幂律标度特性、长记忆性、波动集聚性、多重分形性、Zipf定律、复杂及混沌动力学特征等进行探究。实证过程中,通过对模型中几个重要参数进行讨论发现,改变具有强投资态

关键词：随机交互金融价格模型多状态粒子接触系统价格波动特性渗流跳过程小世界网络复杂金融系统统计及复杂特性

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三维并行程序JSNT对HBR-2装置的屏蔽计算与分析

三维并行程序JSNT对HBR-2装置的屏蔽计算与分析

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中国原子能科学研究院第32 届“五四”青年学术报告会

作者：杨超程汤培邓力付元光温丽丽北京应用物理与计算数学研究所北京 100094 中物院高性能数值模拟软件中心北京 100088 北京应用物理与计算数学研究所北京 100094

屏蔽计算是反应堆设计的重要环节之一,其计算结果直接影响核系统的寿命以及周边环境的辐射安全.JSNT是由中物院高性能数值模拟软件中心自主研发的三维离散纵标(SN)中子/光子输运程序,采用区域分解实现大规模并行,具有较高的计算精度和... 详细信息

屏蔽计算是反应堆设计的重要环节之一,其计算结果直接影响核系统的寿命以及周边环境的辐射安全.JSNT是由中物院高性能数值模拟软件中心自主研发的三维离散纵标(SN)中子/光子输运程序,采用区域分解实现大规模并行,具有较高的计算精度和计算效率.本文利用JSNT对HBR-2装置进行屏蔽计算,分析了辐照监督管处和中子剂量测量仪处的中子通量密度分布以及6个核素的放射性比活度,并与实验测量值进行了比较,发现网格划分对计算结果有较大影响,随着网格的加密,计算结果趋于实验值;除在中子剂量测量仪处的237Np(n,f)137Cs和238U(n,f)137Cs外,计算结果与测量值的相对偏差均小于20％,满足工程要求.

关键词：反应堆屏蔽计算离散纵标区域分解并行程序

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钢管混凝土拱桥动力稳定性能研究

钢管混凝土拱桥动力稳定性能研究

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作者：韩旭北京交通大学

学位级别：博士

钢管混凝土(CFST)拱桥由于其线型优美、跨越能力出色、刚度质量比大、施工方便等优点被广泛用于工程实践之中。随着CFST拱桥关键设计技术及架设工艺的突破,拱桥建造跨径呈现逐步增加的趋势,拱肋结构逐渐趋于细长化、柔性化,其稳定性问... 详细信息

钢管混凝土(CFST)拱桥由于其线型优美、跨越能力出色、刚度质量比大、施工方便等优点被广泛用于工程实践之中。随着CFST拱桥关键设计技术及架设工艺的突破,拱桥建造跨径呈现逐步增加的趋势,拱肋结构逐渐趋于细长化、柔性化,其稳定性问题已成为制约拱桥跨度发展的主要因素。实际工程中CFST桥梁的结构荷载形式以动力荷载为主,相比于研究广泛的静力稳定问题,关于拱桥动力荷载下的结构稳定问题鲜有涉及,行业标准和现行规范也未见相关条文。因此,针对CFST拱桥的动力稳定性开展系统的理论研究具有明确的工程背景和实际意义。论文以大跨度钢管混凝土拱桥为分析对象,结合解析模型推导、数值仿真及开发模拟等研究手段,对拱桥在时变荷载作用下的动力稳定行为开展了一系列理论研究,旨在提出适用于大跨度CFST拱桥的有效的动力稳定分析方法。重点探讨了核心混凝土长期效应对桥梁动力稳定性能的影响机制,并分析了吊杆时变非保向力对长期动力稳定性能的影响规律。本文的主要工作和研究成果如下:(1)针对主动约束混凝土峰值模型对于高强混凝土下的应用局限性,本文建立了新的主动约束混凝土强度预测模型,并在Open Sees开源软件平台上完成了单轴本构模型的开发工作;根据非线性稳定分析理论,针对CFST结构特点,建立了用于结构稳定性分析的精细化数值方法,揭示了CFST拱结构不同荷载工况下的失稳机理,为后续动力稳定分析提供理论依据。(2)结合结构静力和动力失稳特征的联系,根据CFST拱结构在不同工况下的失稳模式差异,提出了适用于任意动力荷载形式作用的动力稳定判别方法和分析流程。以某地震台缩尺试验拱为例进行了地震稳定分析,分析结果验证了提出的动力稳定判别准则的适用性。根据提出的动力稳定分析方法,采用递归算法的数值分析策略,对地震荷载下拱肋的材料参数、几何参数及结构参数进行了敏感性分析。(3)以Mathieu-Hill方程为基础,使用Galerkin法和Bolotin激振理论确定了双重非线性条件下CFST拱在轴压和压弯耦合两种应力状态下的参数振动主要及次要不稳定区域,建立了CFST拱肋在周期荷载作用下参数稳定问题的理论模型和分析方法,并考虑了阻尼和面内对称振动的影响。对实际工程中的某钢管混凝土拱桥进行了参数振动分析,给出了可能的参激振动工况。将推导的失稳区间与能量判别准则确定的主要失稳区域进行了对比,验证了提出的解析模型的适用性。(4)基于逐步积分徐变算法,依托ABAQUS计算平台完成了混凝土的收缩、徐变算法的二次开发工作,与对应的CFST短柱以及CFST拱的徐变后效试验进行了对比分析,验证了提出算法的有效性。以丫髻沙大桥为例进行了地震时程分析,研究了核心混凝土长期效应对CFST组合截面性能演化的影响机制及对动力稳定性的影响规律,并对震后的全桥状态进行了评估。讨论了地震波输入方式、行波效应和混凝土浇筑顺序对CFST拱桥动力长期稳定性的影响。(5)针对吊杆非保向力在静力和动力工况中作用机制的差异,提出了界定CFST拱桥非保向力效应对空间稳定影响程度的物理指标和量化分析方法,重点分析了不同的结构频率、荷载激励频率及连接刚度条件下,吊杆时变非保向力效应对CFST拱桥的横向变形及长期动力稳定性能的影响规律,为今后的拱桥的动力稳定设计提供参考。

关键词：钢管混凝土拱桥动力稳定性稳定分析参数振动混凝土徐变地震响应非保向力效应

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美国博士生教育的学科结构变化与调节分析

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研究生教育研究 2023年第1期 82-90页

作者：王文礼马陆亭江南大学教育学院江苏无锡214122 中国教育科学研究院北京100088

1990—2020年,美国按主要研究领域划分的博士学位获得者的数量和占所有博士学位获得者的比例都发生了很大的变化。其中,生命科学、数学和计算机科学、工程学3个研究领域的博士学位获得者的数量增长最快,物理科学和地球科学的增长速度和... 详细信息

1990—2020年,美国按主要研究领域划分的博士学位获得者的数量和占所有博士学位获得者的比例都发生了很大的变化。其中,生命科学、数学和计算机科学、工程学3个研究领域的博士学位获得者的数量增长最快,物理科学和地球科学的增长速度和比例基本稳定,心理学和社会科学、人文和艺术学、其他研究领域的博士学位获得者的数量虽然小幅度增长,但是所占比例略有下降,教育学降幅较大。美国博士生教育的研究领域结构变化背后的调节机制主要包括政府宏观引导,高校自主招生,市场自发调节。当前我国也存在博士生的学科结构与社会需求不匹配的现象,为此我国应构建一个政府、高校和市场的协同调节机制,高校应根据社会需求、科技进步和产业升级及时优化博士生教育学科结构。

关键词：美国博士生教育研究领域结构

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群表示理论在三维电磁体积分方程高效求解中的应用

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地球物理学进展 2020年第5期35卷 1837-1844页

作者：马一行胡俊华刘祖鉴中国地质调查局发展研究中心北京100037 自然资源部矿产勘查技术指导中心北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083

电磁法是矿产资源勘探和地壳结构研究的重要手段.传统电磁法理论局限于一维情况,无法处理复杂地质条件.积分方程法只需对异常体进行剖分,极大减小了内存需求,在三维数值模拟中存在较大优势.但对于大型异常体,积分方程离散涉及大型稠密... 详细信息

电磁法是矿产资源勘探和地壳结构研究的重要手段.传统电磁法理论局限于一维情况,无法处理复杂地质条件.积分方程法只需对异常体进行剖分,极大减小了内存需求,在三维数值模拟中存在较大优势.但对于大型异常体,积分方程离散涉及大型稠密电磁阻抗矩阵求逆和异常体散射电流线性方程组求解.阻抗矩阵需要计算大量的张量格林函数体积分,显著制约了积分方程法的模拟效率.群表示是对称性的一种有效数学表达.本文的目的是利用异常体对称性对散射电流的影响,减少阻抗矩阵元素的计算量,从而提高三维数值模拟效率.本文首先简要介绍了体积分方程和群表示的基本原理.然后,以C2v群为例给出了基函数和检验函数的对称群表示.在此基础上,推导了电磁阻抗矩阵引入C2v群的简化方程.最后,我们采用改进的积分方程法模拟了均匀半空间中具有两个垂直对称面的三维异常体的电磁响应.结果表明,C2v的群表示可将复阻抗矩阵转化为块对角阵,使矩阵计算时间减少至1/4,总存储量和内存量分别减少至1/4和1/16,线性方程组求解时间缩短至1/12.改进算法适用于非均匀地单元离散和电导率分布.此外,本方法与观测系统的几何参数及矩量法的基函数和权函数集无关,极具灵活性,方便程序的编制和植入.总之,群表示对提高三维体积分方程法的模拟效率具有巨大的应用前景.

关键词：群表示 C2v群体积分方程法电磁阻抗矩阵

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