基于傅里叶级数展开的码垛机器人轨迹规划

1

作者 徐志祥 卢保良 +1 位作者 杨傲 熊浩杰 《轻工机械》 CAS 2024年第3期29-36,共8页

为解决码垛机器人工作中因频繁启停而产生的冲击过大与常规多项式曲线规划效率低下等问题,课题组以SP-120系列码垛机器人为研究对象,采用改进D-H参数法建立机器人的D-H坐标系,进行正、逆运动学求解分析。利用基于傅里叶级数展开的轨迹... 为解决码垛机器人工作中因频繁启停而产生的冲击过大与常规多项式曲线规划效率低下等问题,课题组以SP-120系列码垛机器人为研究对象,采用改进D-H参数法建立机器人的D-H坐标系,进行正、逆运动学求解分析。利用基于傅里叶级数展开的轨迹规划方法进行了起始点至目标点的点对点连续轨迹规划,并利用MATLAB软件进行仿真分析。仿真结果表明:基于傅里叶级数展开所得各关节角位移、角速度和角加速度曲线连续、平稳,且工作空间运行轨迹平滑,解决了码垛工况下冲击过大问题;与五次多项式插值算法相比,得到了更大的峰值角速度和一段恒定的峰值角加速度,解决了常规多项式曲线规划效率低下问题。 展开更多

关键词 码垛机器人 轨迹规划 傅里叶级数展开 改进D-H法 轨迹插值算法

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基于傅里叶级数展开的多跨耦合板功率流研究 被引量：1

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作者 张安付 盛美萍 +1 位作者 赵芝梅 张益萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期103-108,共6页

提出了一种基于傅里叶级数展开求解水平多跨耦合板振动响应的解析方法。建立了多跨耦合板模型,使用傅里叶级数对单点激励力和未知耦合弯矩进行了表达,并利用耦合边的角速度连续性条件,实现了耦合边耦合弯矩的求解以及各子板任意点响应... 提出了一种基于傅里叶级数展开求解水平多跨耦合板振动响应的解析方法。建立了多跨耦合板模型,使用傅里叶级数对单点激励力和未知耦合弯矩进行了表达,并利用耦合边的角速度连续性条件,实现了耦合边耦合弯矩的求解以及各子板任意点响应的计算。根据功率流理论,得到了激励点输入功率流以及各耦合边传递功率流的计算公式。取三跨耦合板模型作为理论仿真对象,使用ANSYS有限元软件验证了理论模型的正确性。利用获得的理论模型,分析了阻尼和激励点位置对结构输入和传递功率流的影响,结果表明对激励板进行阻尼处理以及在板的中心位置激励,能有效抑制结构功率流的输入和传递。 展开更多

关键词 耦合板 功率流 傅里叶级数展开 ANSYS

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用傅里叶级数展开法研究光束的传输特性 被引量：1

3

作者 陶向阳 周南润 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期150-152,共3页

用傅里叶级数展开法研究了平顶高斯光束通过有光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性 ,导出了光阑透射率为T(x) =cos(Ωx)时的近似解析传输公式 ,硬边光阑的情况可作为Ω =0的特例得到。并给出了数值例。研究表明 ,用Collins公式直接数... 用傅里叶级数展开法研究了平顶高斯光束通过有光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性 ,导出了光阑透射率为T(x) =cos(Ωx)时的近似解析传输公式 ,硬边光阑的情况可作为Ω =0的特例得到。并给出了数值例。研究表明 ,用Collins公式直接数值积分与已推出的近似解析公式的结果在误差范围内一致。 展开更多

关键词 平顶高斯光束 傅里叶级数展开 光阑 场分布

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傅里叶级数展开式在水轮发电机组安装中的应用

4

作者 黄飞 《水电站机电技术》 2021年第5期34-36,共3页

采用傅里叶级数展开式,可以准确计算出符合正弦函数特性的测量数据的幅值及方位角,并且可以拟合出一条正弦曲线,使得数据分析更加直观。

关键词 测量值 傅里叶级数展开式 正弦拟合曲线

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基于傅里叶级数分析的各向异性参数估计及裂缝预测 被引量：7

5

作者 宋维琪 徐月森 +4 位作者 张云银 张营革 高秋菊 魏欣伟 张明秀 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期108-113,共6页

利用Ruger反射系数近似公式进行地震方位各向异性椭圆拟合,研究裂缝密度与走向,在实际应用时因为待拟合点中存在奇异点,且椭圆拟合存在90°旋转问题,因而计算的方位角无法准确指示椭圆的长短轴方向。为此,将HTI模型纵波反射系数近... 利用Ruger反射系数近似公式进行地震方位各向异性椭圆拟合,研究裂缝密度与走向,在实际应用时因为待拟合点中存在奇异点,且椭圆拟合存在90°旋转问题,因而计算的方位角无法准确指示椭圆的长短轴方向。为此,将HTI模型纵波反射系数近似公式展开成傅里叶级数形式,利用最小二乘拟合提取傅里叶级数系数,从而提高各向异性参数估计和裂缝预测的准确性。针对不同方位角范围的数据,利用二倍角公式将纵波反射系数傅里叶级数展开式进一步展开,避免拟合提取傅里叶级数系数时因为同一个cos nφ项对应两个各向异性反射系数而导致拟合结果出错。将该方法应用于HTI介质模型和实际地震资料,结果表明:对于HTI介质模型,展开后提取的拟合傅里叶级数系数与理论公式计算结果一致;对于实际地震资料,展开后提取傅里叶级数系数与工区裂缝发育及井资料指示的结果吻合,效果优于椭圆拟合结果和未展开时的傅里叶级数系数拟合结果。 展开更多

关键词 裂缝预测 各向异性参数 傅里叶级数展开 最小二乘拟合 方位各向异性 椭圆拟合 HTI模型

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基于傅里叶展开图像处理算法的激光打印机具识别 被引量：2

6

作者 包清 王世全 吕晨 《刑事技术》 2018年第4期277-281,共5页

目的对激光打印文件的墨迹变化进行研究,找出其中在同台机具上能够反映自身稳定性而在不同台机具上能够体现出个体差异性的特征,以该特征为基础构建出一个机具识别的方法。方法以激光打印文件为研究对象,使用Matlab软件编程进行图像的... 目的对激光打印文件的墨迹变化进行研究,找出其中在同台机具上能够反映自身稳定性而在不同台机具上能够体现出个体差异性的特征,以该特征为基础构建出一个机具识别的方法。方法以激光打印文件为研究对象,使用Matlab软件编程进行图像的预处理及灰度信息的提取,利用傅里叶级数展开的算法提取出了频谱中15个主要的"峰",计算并提取峰高、峰宽、峰位置作为特征建立了一个欧式空间,输出欧式空间的距离值表示两者之间的差异,该值越大则表明检材与样本之间的差异越大,反之则表明检材与样本越相似。结果同台机具前后两次比对结果与不同型号不同台机具的比对结果中,后者距离值大于前者的比例为95.8%,后者距离值为前者两倍以上的达79.2%,对于大部分样本来说后者与前者之间存在着数量级上显著的差异。同台机具前后两次比对结果与同种型号的不同机具的比对结果中,后者距离值也普遍明显大于前者但不存在数量级上的差异。结论利用该算法进行激光打印机具的识别切实、有效,尤其是对于不同型号的机具来说识别效果尤为明显,相同型号的不同机具在本次实验中也呈现出了较大差异。在控制条件下2×105可以作为阈值有力地排除来源于同台机具的可能性。 展开更多

关键词 傅里叶级数展开 MATLAB编程 智能匹配算法 机具识别 激光打印

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方位弹性阻抗傅里叶级数裂缝预测方法 被引量：8

7

作者 刘晓晶 陈祖庆 +1 位作者 陈超 肖秋红 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期423-433,I0007,I0008,共13页

目前裂缝预测方法主要分为两类:第一类方法基于方位地震数据的振幅或振幅导出属性(频率、衰减等)预测裂缝,仅能得到界面两侧地层的综合响应,无法确定上覆、下伏地层的裂缝信息;第二类方法基于方位AVO叠前地震反演获得不同方位的弹性参数... 目前裂缝预测方法主要分为两类:第一类方法基于方位地震数据的振幅或振幅导出属性(频率、衰减等)预测裂缝,仅能得到界面两侧地层的综合响应,无法确定上覆、下伏地层的裂缝信息;第二类方法基于方位AVO叠前地震反演获得不同方位的弹性参数,可直接求取目的层内的裂缝信息,但待反演参数维度高,且各向异性参数值较弹性参数值小得多,反演稳定性有待提升。为此,提出了基于方位弹性阻抗傅里叶级数的裂缝预测方法。基于Rüger的方位AVO反射系数近似方程,首先推导了方位弹性阻抗方程,将裂缝介质的界面信息转化为地层内部的弹性信息,方位弹性阻抗差异体现了地层的各向异性;其次,利用傅里叶级数展开方位弹性阻抗方程求取二阶傅里叶系数,通过方位弹性阻抗与余弦函数的互相关求取裂缝法向。模型测试表明,基于方位弹性阻抗傅里叶级数展开的裂缝预测方法能较好地预测裂缝发育情况以及裂缝法向,精度较高且抗噪性较强。实际数据预测结果表明,裂缝预测结果与成像测井结果一致,具有较高精度。 展开更多

关键词 方位弹性阻抗 傅里叶级数展开 裂缝预测 裂缝法向 各向异性

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基于傅里叶级数的PWM波形分析

8

作者 王庆宇 吕晨晨 《科学与信息化》 2023年第4期132-135,共4页

基于高等数学相关知识来研究电机PWM调速中PWM波形的模拟和仿真计算问题,以及进行对于一般情况下PWM波形傅里叶级数展开的计算能够为我们研究PWM技术奠定基础,从而能够得出一般性质下任意PWM波形分析的方法和结论.傅里叶级数展开对于PW... 基于高等数学相关知识来研究电机PWM调速中PWM波形的模拟和仿真计算问题,以及进行对于一般情况下PWM波形傅里叶级数展开的计算能够为我们研究PWM技术奠定基础,从而能够得出一般性质下任意PWM波形分析的方法和结论.傅里叶级数展开对于PWM波形研究的重要性也将在实践中被不断证明. 展开更多

关键词 PWM技术 信号波形分析 傅里叶级数展开

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正交介质方位傅里叶反射系数及裂缝密度预测 被引量：5

9

作者 张繁昌 路亚威 +2 位作者 桑凯恒 慎国强 王振涛 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期37-44,共8页

利用傅里叶级数展开法,对正交介质裂缝参数进行预测。当地层中发育着两组相互垂直的高角度裂缝时,可以近似地将其等效为正交各向异性介质。从线性滑移理论出发,将裂缝视为旋转对称的平行柔性面,引入无量纲参数法向弱度和切向弱度,通过... 利用傅里叶级数展开法,对正交介质裂缝参数进行预测。当地层中发育着两组相互垂直的高角度裂缝时,可以近似地将其等效为正交各向异性介质。从线性滑移理论出发,将裂缝视为旋转对称的平行柔性面,引入无量纲参数法向弱度和切向弱度,通过忽略高阶项,可以推导得到纵波方位反射系数的傅里叶级数表示形式;进一步结合有缝隙介质的Hudson模型,推导得到反射系数傅里叶级数项与两个正交方向裂缝密度之间的关系,并由此计算得到不同方向的裂缝密度。模型试算结果表明,正交介质的傅里叶级数反射系数公式能够准确地描述正交裂缝的方位各向异性特征,由该方法进行裂缝密度预测,其结果是可靠的。 展开更多

关键词 正交裂缝 傅里叶级数展开 裂缝密度

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阀控叶片气马达建模及恒转速控制研究 被引量：4

10

作者 王存堂 鲁东 +3 位作者 钱鹏飞 夏鹏 谢方伟 张兵 《液压与气动》 北大核心 2018年第10期29-34,共6页

为提高叶片气马达的恒转速控制精度,考虑采用高速开关阀调节叶片气马达进气腔的压力和流量。通过分析阀控叶片气马达系统基本结构和工作原理,搭建了叶片气马达周期性、离散的腔室体积模型,对其进行傅里叶级数展开,得到叶片气马达周期性... 为提高叶片气马达的恒转速控制精度,考虑采用高速开关阀调节叶片气马达进气腔的压力和流量。通过分析阀控叶片气马达系统基本结构和工作原理,搭建了叶片气马达周期性、离散的腔室体积模型,对其进行傅里叶级数展开,得到叶片气马达周期性、连续的腔室体积模型。结合叶片气马达运动学模型、腔室流量数学模型以及高速开关阀阀口流量数学模型建立了阀控叶片气马达系统的数学模型。采用PID控制算法对该阀控叶片气马达系统进行恒转速控制研究,仿真与试验结果对比表明:该算法具有良好的转速控制精度,同时也表明了所建立模型的有效性和可行性。 展开更多

关键词 叶片气马达 恒转速控制 数学建模 傅里叶级数展开 PID控制

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无穷级数

11

《大学数学》 2000年第5期82-88,共7页

一、填空题 1.(1992.Ⅰ,Ⅱ)设。

关键词 无穷级数 收敛半径 正项级数 绝对收敛 幂级数 条件收敛 傅里叶级数展开 收敛区间 比较审敛法 收敛性

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基于傅里叶级数参数化描述的形状扩散光学层析成像方法研究 被引量：2

12

作者 阮平巧 杨芳 +1 位作者 高峰 赵会娟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1427-1433,共7页

提出了一种形状扩散光学层析成像技术的数值方法,它能同时重建组织器官的边界和器官内的光学参数。假设不同类型的组织器官内具有各异的均匀光学参数,光子传输模型便可由一些耦合的Helmholtz方程描述,并使用边界元法作为正向模型的数值... 提出了一种形状扩散光学层析成像技术的数值方法,它能同时重建组织器官的边界和器官内的光学参数。假设不同类型的组织器官内具有各异的均匀光学参数,光子传输模型便可由一些耦合的Helmholtz方程描述,并使用边界元法作为正向模型的数值求解方法。区域的复杂光滑边界用傅里叶级数展开参数化方法表示。反演问题采用Levenberg-Marquardt优化算法,并用加入不同噪声水平的模拟数据对算法进行验证。数值模拟结果表明,提出的图像重建算法具有较快的收敛速度和全局收敛性,并能从噪声数据中准确恢复相应区域的形状参数和光学参数。 展开更多

关键词 形状扩散光学层析成像 边界元法 傅里叶级数展开 逆问题

原文传递

非均匀变温环境中简支层合拱热弹性力学解

13

作者 钱海 王页澎 陆春华 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1-13,共13页

具有轻质高强、可设计强、耐高温等优良特性的复合材料层合结构在我国被广泛应用于航空航天、建筑结构、公路桥梁等工程领域。该文基于热传导方程和热弹性理论,建立变温环境中层合拱结构理论计算模型,研究了变温环境中二维层合拱的热力... 具有轻质高强、可设计强、耐高温等优良特性的复合材料层合结构在我国被广泛应用于航空航天、建筑结构、公路桥梁等工程领域。该文基于热传导方程和热弹性理论,建立变温环境中层合拱结构理论计算模型,研究了变温环境中二维层合拱的热力学行为,得到结构温度、热应力和位移解析解。利用线性叠加原理,将层合拱非齐次温度边界转化为齐次温度边界,基于结构内层间温度和径向热流密度的连续性,建立内、外侧温度和热流密度关系,联合内、外侧温度边界条件,得到层合圆柱拱内温度场解析解。以位移和应力作为状态变量,建立状态空间方程。基于层间位移和径向应力的连续性,借助传递矩阵法,推导出两端简支层合圆柱拱内外侧位移和应力关系,并同时对层合拱内外侧应力边界条件进行傅里叶级数展开,最终得到位移和热应力解析解。收敛性分析和数值结果比对表明了该方法的有效性和准确性。利用该文方法,探讨了外部温度环境、结构尺寸、结构层数及材料组分,对结构内温度、热应力及位移分布的影响,为变温环境下层合拱的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 层合拱 非均匀温度场 傅里叶级数展开 传递矩阵法 热弹性力学理论

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插值法优化基于微磁学模拟的斯格明子半径计算方法

14

作者 谭振宇 史宇科 陈继培 《磁性材料及器件》 CAS 2024年第5期1-5,共5页

通过三次样条插值结合傅里叶级数展开的计算方法,对微磁学离散计算模型的模拟结果进行优化处理,提出了一种计算磁性斯格明子和类斯格明子结构半径的方法。分别对圆形、椭圆形斯格明子进行分析,研究结果表明,该方法能够有效减少离散模型... 通过三次样条插值结合傅里叶级数展开的计算方法,对微磁学离散计算模型的模拟结果进行优化处理,提出了一种计算磁性斯格明子和类斯格明子结构半径的方法。分别对圆形、椭圆形斯格明子进行分析,研究结果表明,该方法能够有效减少离散模型对数据取样所带来的影响,提高斯格明子及类斯格明子结构半径计算的精确度。该方法可进一步用于定量表征这类磁结构在动力学过程中出现的形变,以及研究由其形变所衍生的新物理现象和机制。 展开更多

关键词 磁性斯格明子 斯格明子半径 微磁学模拟 离散模型 样条插值 傅里叶级数展开

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平面曲线端铣加工过程铣削力的建模与预测 被引量：3

15

作者 罗智文 赵文祥 +4 位作者 焦黎 王西彬 谭方浩 刘志兵 梁志强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1727-1735,共9页

针对平面曲线端铣加工过程,提出一种考虑瞬时进给方向的铣削力预测方法。铣削加工时每齿进给量、切入/切出角以及瞬时切屑厚度等铣削参量随着曲线曲率的改变而变化,将单个频齿周期内的曲线加工过程看做是一系列铣削条件恒定的微小稳态... 针对平面曲线端铣加工过程,提出一种考虑瞬时进给方向的铣削力预测方法。铣削加工时每齿进给量、切入/切出角以及瞬时切屑厚度等铣削参量随着曲线曲率的改变而变化,将单个频齿周期内的曲线加工过程看做是一系列铣削条件恒定的微小稳态加工过程,建立了等效进给量、切入/切出角的矢量计算模型,通过计算每一微小阶段的铣削参量,推导了平面曲线端铣中基于傅里叶级数展开的铣削力模型。以PCr Ni3Mo VA钢为工件材料,分别进行圆弧和Bezier曲线端铣加工试验,试验结果表明,预测的铣削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该铣削力预测方法的有效性。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 铣削力 矢量模型 平面曲线端铣 傅里叶级数展开

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移动荷载下饱和半空间的动力响应 被引量：5

16

作者 左迎辉 蔡袁强 徐长节 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第23期4352-4357,共6页

利用半解析法分析了饱和半空间在移动荷载作用下的动力响应。土体被简化为均匀、完全饱和的多孔弹性体,基于Biot动力固结方程,通过傅里叶级数展开将偏微分方程转化成常微分方程求解,得出了饱和半空间土体在移动荷载作用下各点的响应,并... 利用半解析法分析了饱和半空间在移动荷载作用下的动力响应。土体被简化为均匀、完全饱和的多孔弹性体,基于Biot动力固结方程,通过傅里叶级数展开将偏微分方程转化成常微分方程求解,得出了饱和半空间土体在移动荷载作用下各点的响应,并讨论了在参数发生改变时土体各点响应的变化。 展开更多

关键词 土力学 饱和 半空间 移动荷载 傅里叶级数展开 动力响应

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阶梯方形基础板挠度和内力场的求解 被引量：1

17

作者 黄模佳 程华虎 +2 位作者 李爱民 兰志文 周斌喜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期909-915,共7页

四边自由阶梯方形基础板挠度和内力场的求解极为复杂,它不仅涉及基础板四自由边界条件的难愈满足,更涉及阶梯过渡处位移连续性和光滑性的难愈处理。到目前为止,人们还未给出四边自由阶梯方形基础板在中心垂直荷载作用下挠度和内力场的... 四边自由阶梯方形基础板挠度和内力场的求解极为复杂,它不仅涉及基础板四自由边界条件的难愈满足,更涉及阶梯过渡处位移连续性和光滑性的难愈处理。到目前为止,人们还未给出四边自由阶梯方形基础板在中心垂直荷载作用下挠度和内力场的表达式。本文将载荷与弯曲刚度相除,提出了载刚比的概念,巧妙地解决了基础板阶梯过渡处连续性和光滑性难愈处理的问题,然后将基础板的载刚比展开成双重余弦傅里叶级数,将挠度函数展开成带补充项的双重余弦傅里叶级数,在满足板控制方程和四自由边界的条件下,确定双重余弦傅里叶级数中的待定系数,获得阶梯方形基础板挠度和内力场的级数表达式,所得表达式得到有限元数值仿真结果的验证。文中提出的载刚比概念将为非等厚度基础板挠度和内力场的解析求解提供新思路。 展开更多

关键词 阶梯方形基础板 挠度 内力场 载刚比的傅里叶级数展开 阶梯过渡处的处理

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一种磁链重构的双三相PMSM分布参数建模方法 被引量：3

18

作者 钟再敏 任举 尹星 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期37-45,共9页

基于传统集中参数建立数学模型的双三相永磁同步电机(PMSM),实际运行受气隙磁场非正弦、磁饱和等非线性因素影响的空间谐波特性难以进行准确描述,提出一种基于磁链重构的双三相PMSM分布参数建模方法。首先利用有限元数值分析(FEA)获得... 基于传统集中参数建立数学模型的双三相永磁同步电机(PMSM),实际运行受气隙磁场非正弦、磁饱和等非线性因素影响的空间谐波特性难以进行准确描述,提出一种基于磁链重构的双三相PMSM分布参数建模方法。首先利用有限元数值分析(FEA)获得电机的磁链数值解。根据磁链的周期性特性,利用傅里叶级数展开及多项式拟合获得磁链的解析模型并得到基于分布参数的电压方程和电磁转矩模型。在不同工况下对比了分布参数电机模型与FEA模型的仿真结果,证明分布参数模型对电机转矩、磁链谐波特性描述的有效性。在此基础上,建立了基于分布参数模型的双三相PMSM的离线仿真系统并进行了台架实验,实验结果表明,分布参数模型能有效地对双三相PMSM空间谐波特性进行表征。 展开更多

关键词 双三相永磁同步电机 分布参数建模 磁链重构 傅里叶级数展开 空间谐波特性 有限元分析

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三维稳态晶体生长的物理本质 被引量：6

19

作者 王凤英 陈明文 +1 位作者 孙仁济 王自东 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期230-233,共4页

考虑在均匀流场的作用下,分析了金属熔液凝固过程中晶体生长的三维稳态数学模型.应用傅里叶级数展开法,在周期性条件下得到了相应的八阶常微分方程的精确解析解,并确定了解中各系数之间的关系.该解揭示了在均匀流场的作用下,晶体生长呈... 考虑在均匀流场的作用下,分析了金属熔液凝固过程中晶体生长的三维稳态数学模型.应用傅里叶级数展开法,在周期性条件下得到了相应的八阶常微分方程的精确解析解,并确定了解中各系数之间的关系.该解揭示了在均匀流场的作用下,晶体生长呈现了一种周期性振荡式的模式,从理论上证实了固液界面前沿浓度呈现指数振荡衰减性是晶体生长的一个本质特性. 展开更多

关键词 金属凝固过程 晶体生长 三维稳态数学模型 傅里叶级数展开法 常微分方程 解析解 生长机制

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地埋管换热器动态热负荷下地层温度场的解析解 被引量：4

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作者 李嘉舒 戴传山 +1 位作者 雷海燕 马非 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期198-206,共9页

垂直地埋管换热器(borehole heat exchanger,BHE)是利用浅层地热能的主要换热装置,如何确定合理的地埋管间距对地源热泵系统(ground source heat pump system,GSHPs)的传热性能与经济性影响很大。以往工程应用中未考虑地埋管热负荷的动... 垂直地埋管换热器(borehole heat exchanger,BHE)是利用浅层地热能的主要换热装置,如何确定合理的地埋管间距对地源热泵系统(ground source heat pump system,GSHPs)的传热性能与经济性影响很大。以往工程应用中未考虑地埋管热负荷的动态变化,常采用最大延米热/冷负荷(即最不利情况下)的影响半径作为设计依据,使设计参数趋于保守,很难实现地源热泵系统的技术和经济优化,而考虑负荷变化的数值模拟方法耗时复杂,不便于工程应用。文章提出了一种在地埋管实际热冷负荷动态变化条件下,计算地埋管换热器影响半径的简单数学方法。该法首先推导了地埋管换热器在周期性热流边界条件下,井筒周围地层温度场的解析解,在此基础上将地面建筑物全年周期下的实际波动热冷负荷进行傅里叶级数近似展开,最后通过线性叠加每个周期函数对应的解析解,得到建筑物实际动态热冷负荷下的地层温度动态分布。提出的解析解实时耦合了地面建筑动态热冷负荷,计算结果接近实际应用,具有计算精度高、简单方便快捷的优点,便于在工程实际中推广应用。 展开更多

关键词 地源热泵系统 埋管换热器 解析解 周期动态负荷 傅里叶级数展开

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