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关键词： RMHD问题   单位分解技术   回溯技术   欧拉方法   全离散格式  

摘要： 本文利用局部并行有限元算法研究低电磁雷诺数磁流体力学(RMHD)问题.RMHD问题刻画电磁雷诺数8)较小的MHD问题,即忽略移动的导电流体产生感应磁场对原磁场影响.由于RMHD问题是流体动力学和磁流体力学的耦合方程,所以直接求解会造成计算量大、耗时长等问题.为实现更快的计算效率,我们给出局部并行有限元算法.算法基于双重网格思想,在较粗网格求解耦合问题得到低频分量,在较细网格并行求解局部子问题得到高频分量. 对于定常RMHD问题提出并研究了改进的局部并行算法.首先在全局粗网格求粗解,并在局部并行细网格上修正残差.其次利用单位分解技术,得到全局连续解.再次利用回溯技术,在全局粗网格上校正,得到最优解.最后算法的误差和收敛阶数证明了该算法不仅能够提高计算效率,还能够优化计算结果. 对于非定常RMHD问题提出了全离散局部并行算法.基于双重网格技术,先是利用有限元方法离散空间,得到半离散局部有限元算法.再利用欧拉方法离散时间得到全离散局部方法和全离散局部并行方法,并给出理论分析.最后数值算例的误差与收敛阶数证明了全离散算法的准确性.

关键词： 分布阶Maxwell流体   磁场   纳米颗粒   分布阶Cattaneo-Christov双扩散模型   数值求解  

摘要： 在实际的生产与生活中,水凝胶已被广泛应用于储能装置和柔性电子设备中。非稳态边界层流动、传热和磁扩散的研究为提高水凝胶的性能和质量提供了理论指导。本文主要基于时间分布阶Maxwell流体的本构关系,研究了在感应磁场作用下粘弹性导电水凝胶在拉伸板上的流动与传热问题,非均匀磁场下纳米流体的拉伸流动、传热传质与磁扩散问题,以及在收缩通道内粘弹性流体流动的数值模拟问题。 首先,讨论了线性拉伸板上非稳态粘弹性水凝胶边界层内的流动、传热与磁扩散问题。基于分布阶Maxwell流体的本构方程,考虑边界层中高磁雷诺数的感应磁场分布,以及速度滑移和热辐射的影响,建立了振荡磁场作用下的流动传热模型,并利用有限差分法数值求解该模型。已有的实验数据验证了模型的有效性。结果表明:流体速度随磁参数的增大而减小,而磁参数的增大导致感应磁场增大;速度和温度松弛时间参数的增大使得速度、感应磁场和热边界层的厚度减小,符合应力松弛现象;不同的速度权重分布系数得到了不同的速度、温度和感应磁场,在数值上分数阶本构方程的结果大于分布阶本构方程的结果。 其次,研究了粘弹性磁纳米流体的非稳态拉伸流动、磁扩散与传热传质问题。基于时间分布阶Maxwell流体的本构方程和分布阶Cattaneo-Christov双扩散模型,建立了二维不可压缩磁纳米流体的流动传热传质模型。利用有限差分-谱方法获得数值解,并验证了数值方法的收敛性。研究发现:在熔融聚合物内添加的Fe3O4纳米颗粒体积分数的增加,加快了流体的流动和传热速率,但减弱了磁扩散效应;不同的磁性纳米颗粒具有不同的物性参数,发现加入Fe3O4和Fe2O3纳米颗粒时速度达到最大,磁边界层的厚度在添加CuO和Fe2O3纳米颗粒时最厚,而添加CuO纳米颗粒的流体温度最高;磁参数的增加导致速度边界层厚度减小、磁边界层厚度增大,跳跃参数的增加阻碍了流体的热量和质量扩散。 最后,分析了二维收缩通道内的非稳态粘弹性流体的流动问题。基于分布阶Maxwell本构关系,建立了速度控制方程,结合有限差分-谱方法和Caputo快速算法获得了模型的数值解,计算节省了成本和储存空间。结果表明,高雷诺数下的流体流速加快,而收缩比率的增大会减缓流体的流动。

摘要： ~~

摘要： Using time-resolved volumetric three-dimensional measurements, we study the evolution of turbulent velocity, vorticity r.m.s, and coherent structures in turbulent flow advecting through a set of three 4:1 2-D contractions with different contraction lengths, as well as within a much more rapid 16:1 3-D contraction. Visualization using the vorticity magnitude criterion shows the emergence of long, stretched cylindrical vortices aligned with the mean flow near the exit of the 3- D contraction. This alignment is quantified by the probability density function (PDFs) of the direction cosines. We propose two measures to quantify the alignment, the peak height in the probability and a coefficient from the moment of the PDF, both of which reaffirm the strong streamwise alignment of the coherent structures. We first compare the statistics and the alignment of coherent structures for the three 2-D contractions, which have different streamwise lengths and thereby different mean strain-rates. It is found that, for the 2-D contractions, the alignment of these structures with the mean flow direction is most prominent for the intermediate-length contraction. In the 3-D contraction, having the largest contraction ratio, we identify long, stretched vortical structures with the strongest alignment with the mean flow. The r.m.s. of the streamwise vorticty grows within the contraction to become 4.5 times larger than the transverse component, at the downstream location where the contraction ratio is C = 11. The characteristic vortices become as long as the measurement volume, or more than 4 times the integral scale of the turbulence at the entrance to the contraction. We characterize the vorticity enhancement along individual coherent vortices, measuring 65% strengthening over the streamwise distance along the vortex, where C goes from 4 to 11. The prevalence of these coherent structures is estimated from 700,000 measured volumes, showing that near the outlet it is more likely to have 1

关键词： 卫星控制  

ISBN: (纸本)9787515924564

摘要： 本书系统讨论了该方向所涉及的动力学、姿态确定、姿态与轨道控制、故障诊断与系统容错等内容。重点阐述了全天时的高精度需求与控制难点、多体柔性卫星的动力学及其特性、姿态多基准统一与长期稳定维持方法、多体柔性卫星的姿态/角动量/轨道的自主协同控制方法、静止轨道卫星高精度自主位置保持的预测模型与控制方法、多层级异常检测与系统容错的方法、挠性卫星自旋稳定性与应用等。

关键词： 高超声速飞行器   改进型自抗扰   滑模控制   海鸥优化   迭代学习  

摘要： 高超声速飞行器因其响应速度快、机动性高和作业海拔高等特点被广泛应用于军事和民用领域,具有广阔的前景和研究意义。与传统飞行器相比,高超声速飞行器的运行环境更复杂、系统耦合性更强、不确定性更大。因此设计动态性能良好、抗干扰能力强的控制系统具有重要的研究意义和实际价值。 自抗扰控制是一种对受扰系统的干扰进行估计,然后利用估计信息进行补偿的主动控制方法,因其结构简单、抗干扰能力强被广泛应用于高超声速飞行器系统的跟踪控制研究。本文分析讨论了高超声速飞行器模型和控制方法的国内外研究现状,指出了目前研究存在的问题,引出本研究的主要工作: (1)针对存在参数摄动和外部干扰下的高超声速飞行器跟踪控制问题,提出一种改进型自抗扰控制方法。由于传统的自抗扰控制器不能完全消除扰动的情况,对传统的扩张状态观测器的结构进行改进,设计了两级级联的观测器结构,不仅提高了对扰动估计的速度和精度,而且提升了系统的抗干扰能力。 (2)针对改进型自抗扰控制器会使系统控制量出现振荡的问题,以及多源干扰对飞行器控制系统的影响,提出了基于滤波滑模的自抗扰控制方法。将基于趋近律的滑模控制律来替代非线性状态误差反馈控制律。然后,引入低通滤波器来消除由滑模控制带来的抖振。最后,基于李雅普诺夫进行了稳定性分析并证明了系统的稳定性。所提出的滤波滑模自抗扰控制方法,不仅解决了控制系统的抖振问题,同时也进一步提高了系统的鲁棒性。 (3)针对传统的自抗扰控制增益调参方法工作量大、效率低,以及固定的控制器参数一定程度限制了系统适应能力的问题,提出了基于海鸥优化算法和迭代学习算法的自抗扰控制双重优化策略。所提出的算法不仅提高了控制器参数对实际飞行器动态系统的适应能力,而且增强了系统的控制精度。

关键词： 非英语专业大学生   理想二语自我   学业浮力   学习投入   中介效应  

摘要： 学习投入是近年来教育研究领域的热点问题,目前已成为评估教育与教学改革的重要指标。理想二语自我在二语动机研究领域饱受关注,同时学业浮力作为二语习得个体差异研究的新议题,值得广泛挖掘。从国内外相关文献来看,有关以上三者的大部分研究仅停留在二元关系层面,相关议题存在进一步探讨的空间。因此,本研究旨在将理想二语自我、学业浮力和学习投入三者同时纳入考察范围之内,研究问题如下:(1)非英语专业大学生的理想二语自我、学业浮力和学习投入现状如何?(2)理想二语自我、学业浮力和学习投入之间是如何相互关联的?(3)学业浮力在理想二语自我和学习投入之间产生何种中介效应? 共有335名非英语专业大二学生参与了此次研究,他们来自中国东部的三所高校。数据来源于调查问卷与半结构化访谈。由问卷所收集到的量化数据通过SPSS(28.0)进行描述性统计分析、皮尔逊相关分析、回归分析以及Bootstrap检验。由半结构化访谈收集到的定性数据则转录成书面文本以进行深度剖析。研究结果表明:首先,非英语专业大二学生的理想二语自我、学业浮力和学习投入水平处于中等偏上程度。第二,理想二语自我、学业浮力和学习投入之间两两显著且正向相关。第三,理想二语自我和学业浮力可以显著且正向地预测学习者的学习投入,同时理想二语自我还能够充当学业浮力的预测因子,另外,学业浮力在理想二语自我和学习投入之间起部分中介作用。 研究表明,非英语专业学生的理想二语自我、学业浮力和学习者投入呈“三角”关系,其中学业浮力起部分中介作用。明确理想二语自我、学业浮力和学习投入三者之间的内在机制有助于启发教师引导学生充分发挥二语自我的作用,提升学生的抗挫折能力,为学生培养积极的心理品质,从根本上提高学生的学习投入。