当前位置:文档之家› 轮储能系统机电耦合非线性动力学分析

轮储能系统机电耦合非线性动力学分析

轮储能系统机电耦合非线性动力学分析
轮储能系统机电耦合非线性动力学分析

11.-无砟轨道结构动力学理论

11. 无砟轨道结构动力学理论 11.1 列车-无碴轨道耦合动力学模型 将机车车辆视为由车体、构架及轮对组成的多刚体系统,考虑车体、前后构架及轮对的垂向、横向、沉浮、点头、侧滚、摇头自由度以及车辆悬挂系统中的非线性因素。轮轨之间的法向作用力由赫兹非线性弹性接触理论确定,切向蠕滑力先由Kalker线性蠕滑理论确定,再进行非线性修正。将钢轨视为弹性点支承基础上的Bernoulli-Euler梁,分别考虑左、右股钢轨的垂向、横向及转动自由度,钢轨支承点间隔为扣件间距。轨道板(道床板)垂向视为弹性基础上的弹性薄板,轨道板(道床板)的横向视为刚体运动,考虑平动和转动自由度,凸形挡台及CA砂浆对轨道板(道床板)的提供横向弹性约束。混凝土底座同样视为弹性地基上的弹性薄板。图11.1~图11.7为列车-无碴轨道空间耦合动力学模型。 图11.1 列车-双块式轨道耦合动力学模型(侧视图)钢轨道床板

图11.2 列车-板式轨道耦合动力学模型(侧视图) 图11.3 列车-双块式轨道耦合动力学模型端视图 图11.4 列车-板式轨道耦合动力学模型端视图钢轨 轨道板 混凝土底座

图11.5 路基上双块式轨道-有碴轨道过渡段耦合动力学模型 图11.6 路基上板式轨道-有碴轨道过渡段耦合动力学模型 图11.7 路基上板式轨道-有碴轨道过渡段耦合动力学模型(辅助轨)

11.2 无碴轨道动力学方程 将钢轨视为弹性点支承基础上Bernoulli-Euler 梁,在机车车辆荷载作用下,钢轨的垂向、横向振动以及扭转振动可表示为 ()() ()()()()4242 11,,s w N N r r r ry r r rVi Fi Vj Pj i j z x t z x t E J A F t x x P t x x x t ρδδ==??+=--+-??∑∑ (11.1) ()() ()()()()4242 11 ,,s w N N r r r rz r r rHi Fi Hj Pj i j y x t y x t E J A F t x x P t x x x t ρδδ==??+=--+-??∑∑ (11.2) ()()()22022 11 (,)(,) () s w N N r r r r r rt rTi Si Tj Pj i j x t x t J G J F t x x P t x x t x ?φ?φρδδ??==+=--+-∑∑ (11.3) 采用Ritz 法可将上述偏微分方程转换为关于钢轨正则坐标 () t q zk 、 () t q yk 、()t q tk 的二阶常微分方程组 ()4 11()()() (=1~)s w N N r y zk zk rVi k Fi Vj k Pj Z i j r r E I k q t q t F Z x P Z x k N A l πρ==??+=-+ ???∑∑ (11.4) ()4 11()()() (=1~)s w N N r z yk yk rHi k Fi Hj k Pj Y i j r r E I k q t q t F Y x P Y x k N A l πρ==?? +=-+ ???∑∑ (11.5) ()211 0()()() (=1~)s w N N r rt tk tk rTi k Si Tj k Pj T i j r r G J k q t q t F x P x k N J l πρ==?? +=-Φ+Φ ???∑∑ (11.6) 设轨道板长度为1a ,宽度为1b ,阻尼为1C ,弯曲刚度为1D ,单位面积质量为1m ,轨道板上的扣结点数为P N ,对应的扣结点枕上压力为F rv 。根据弹性薄板的振动理论,轨道板的垂向振动方程可写为 ()()()()()()()()()()()1111111111111 CA P 44424224 2N N rVi Pi Pi j Fj Fj i=1j=1 w x,y,t w x,y,t w x,y,t w x,y,t w x,y,t C m +2+++x x y y D t D t = F t x-x y-y F t x-x y-y D D δδδδ???????????-∑∑ (11.7) 采用双向梁函数组合级数逼近方法来求解轨道板振动方程,轨道板的挠度可设为

刚柔耦合动力学的建模方法

第42卷第11期 2008年11月 上海交通大学学报 JOU RN AL O F SH AN G HA I JIA OT O N G U N IV ERSIT Y Vol.42No.11 Nov.2008 收稿日期:2007 10 08 基金项目:国家自然科学基金资助项目(10772113);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20040248013) 作者简介:洪嘉振(1944 ),男,浙江宁波市人,教授,博士生导师,研究方向:多体系统动力学与控制.电话(T el.):021 ********; E mail:jzhong@s https://www.doczj.com/doc/453945476.html,. 文章编号:1006 2467(2008)11 1922 05 刚柔耦合动力学的建模方法 洪嘉振, 刘铸永 (上海交通大学工程力学系,上海200240) 摘 要:对柔性多体系统动力学研究的若干阶段和研究现状进行回顾,对已有的刚柔耦合动力学建模方法进行总结.为了对已有的建模方法进行评价,提出了5项指标:科学性、通用性、识别性、兼容性和高效性,指出现有的建模方法尚无法满足工程实际应用的需要,应研究满足全部评价指标的刚柔耦合动力学建模方法.文中对今后柔性多体系统刚柔耦合动力学的几个研究方向进行展望,包括理论建模、计算方法和试验研究等方面. 关键词:刚柔耦合系统;动力学;建模方法;评价指标中图分类号:O 313 文献标识码:A Modeling Methods of Rigid Flexible Coupling Dynamics H ON G J ia z hen, L I U Zhu y ong (Department of Engineering M echanics,Shanghai Jiaotong Univ er sity,Shanghai 200240,China)Abstract:A brief review about several phases and present status o f flexible multi bo dy dynamics w as given and the ex isting m odeling m ethods o f r ig id flex ible coupling dynam ics w ere sum marized.Five indexes,in cluding scientific index,g eneral index,identifiable index,compatible index and efficient index ,w ere pro posed to evaluate the ex isted mo deling methods.It show s that the ex isted m odeling metho ds can no t satis fy the actual needs of eng ineer ing application and new modeling m ethod w hich satisfies all the evaluating index es should be inv estig ated.T he r esearch tar gets including modeling theor y,com putational methods and exper im ents w er e sugg ested for the rigid flexible co upling dynamics o f the flex ible multi body sys tems. Key words:rigid flex ible coupling sy stem s;dy nam ics;mo deling methods;evaluating index 柔性多体系统是指由多个刚体或柔性体通过一定方式相互连接构成的复杂系统,是多刚体系统动力学的自然延伸.考虑刚柔耦合效应的柔性多体系统动力学称之为刚柔耦合系统动力学,主要研究柔性体的变形与其大范围空间运动之间的相互作用或相互耦合,以及这种耦合所导致的动力学效应.这种耦合的相互作用是柔性多体系统动力学的本质特 征,使其动力学模型不仅区别于多刚体系统动力学,也区别于结构动力学.因此,柔性多体系统动力学是 与经典动力学、连续介质力学、现代控制理论及计算机技术紧密相联的一门新兴交叉学科[1 3],它对高技术、工业现代化和国防技术的发展具有重要的应用价值. 根据力学的基本原理,基于不同的建模方法,得

KW储能系统初步设计方案及配置

K W储能系统初步设计 方案及配置 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

中山铨镁能源科技有限公司 储能系统项目 初 步 设 计 方 案 2017年06月

目录

一、项目概述 分布式能源具有间歇性、波动性、孤岛保护等特点,分布式能源电能质量差,分布式能源设备利用率没有被充分发掘。微电网是为整合分布式发电的优势、削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构,能有效改善分布式能源电能质量差、分布式能源设备利用率不能被充分发掘等分布式能源的不足。 微电网通过整合分布式发电单元与配电网之间关系,在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起,可以方便地进行结构和配置以及电力调度的优化,优化和提高能源利用效率,减轻能源动力系统对环境的影响,推动分布式电源上网,降低大电网的负担,改善可靠安全性,并促进社会向绿色、环保、节能方向发展。微电网是当前国际国内能源和电力专家普遍认可的解决方案。 本项目拟建设一套锂电池储能系统,通过低压配电柜给部分办公楼宇负荷供电,可实现对各个设备接口采集相关信息,并通过智能配电柜对各个环节进行投切,在并网及孤岛情况下实现发电、储能及负荷的控制,保持微电网系统的平衡运行。 二、项目方案 2.1智能光伏储能并网电站 本电站系统目的在于拟建设中山铨镁能源科技有限公司储能并离网系统示范工程,通过接入办公楼宇的日常照明等真实负载,可演示离网状态下正常供

电系统示范;分布式光伏多余电量进行储能示范;以及后台监控及能量调度等示范。 本项目拟建设的储能系统,系统由锂电池储能系统、控制系统、监控系统以及能量管理系统构成。其中控制系统可实现对分布式电源、负载装置和储能装置的远程控制,监控系统对分布式电源实时运行信息、报警信息进行全面的监视并进行多方面的统计和分析实现对分布式电源的全方面掌控,能量管理系统可控制分布式电源平滑出力与能量经济调度。系统一次拓扑结构如下图所示: 能量管理及系统监控网络结构图如下图所示: 能量管理系统可以根据储能情况及负载情况实现并离网切换控制,以及微电网系统几种不同运行模式的切换,可以实现分布式电源离网运行控制,并网点电气参数监控,实现系统负载远程投切控制。配置一套电池管理系统实现对储能电池的充放电状态及电池电量估计,实现分布式电源能量均衡控制及系统的经济运行。根据微电网交流母线电压频率情况,实现负荷分类切除,保证重要负荷的优先供电保障。 2.2储能系统 2.2.1磷酸铁锂电池 配置容量300kWh。 2.2.2电池管理系统(BMS) BMS是用于监测、评估及保护电池运行状态的电子设备集合。主要功能:1)监测并传递锂离子电池、电池组及电池系统单元的运行状态信息,如电池电压、电流、温度以及保护量等;

非线性动力学之一瞥_Lorenz系统

非线性动力学 非线性系统之一瞥——Lorenz系统 2013-01-30

0 前言 0.1非线性系统动力学 线性系统是状态变量和输出变量对于所有可能的输入变量和初始状态都满足叠加原理的系统;非线性系统就是这些量不满足叠加原理的系统。非线性系统在日常生活和自然界中不胜枚举,也远远多于线性系统。 非线性动力学是研究非线性系统的各种运动状态的定性和定量变化规律,尤其是系统的长时期行为。研究的对象主要有分叉、混沌和孤立子等。 0.2洛伦兹方程 洛伦兹方程是美国气象学家洛伦兹在模拟天气这一非周期性现象时确定,这个方程的三个变量分别模拟温度、湿度和压力。可以得出结论,初期微小的差别随着时间推移差别会越来越大,洛伦兹基于此提出长期的天气预报是不可能的。这也被视为研究非线性混沌理论的开始,所以洛伦兹系统在研究非线性系统中具有举足轻重的地位。本文借助洛伦兹系统对非线性进行简单的介绍。洛伦兹方程如下。 方程中,、和都为实参数。实参不同,系统的奇点及数目也是不同的。

1 奇点和稳定性 1.1 奇点 洛伦兹系统含有三个实参数,当参数变化,奇点的数目可能不同。首先,一定是系统的奇点。时,当时,系统仅有一个奇点;当时,系统还有另外两个奇点。 下面仅解时的两个非原点奇点。令 方程第一式得,第三式可得,将两式代入第二式得 即,。 1.2 奇点稳定性判别 下面根据Liapunov稳定性判别方法,找出系统在原点处大围渐进稳定的条件,取Liapunov函数。考虑,的情况。则有 将洛伦兹方程 代入上式,可得 变换为二次型,系数矩阵为

已知,,则系数矩阵负定的条件是。所以该系统是大围渐进稳定的条件是,前提是,。 Liapunov函数V总是存在的,只要构造出合适的Liapunov函数,就可以通过Liapunov稳定性定理直接判断奇点的稳定性,而不需要求解非线性方程组。有的Liapunov函数不易构造,则可以通过奇点处导算子的特征值来判断:若所有的特征值实部都小于0,则方程组在该奇点是局部渐进稳定的;若特征值实部至少有一个为正,该奇点是不稳定的。仍以洛伦兹系统为例,求出导算子的特征值。 特征矩阵的行列式(特征方程)为 特征值 显然,当,时,,,要使方程在原点处渐进稳定,必须小于0,因此 两边同时平方可得 因此

车辆-轨道耦合系统垂横模型及其验证

振动与冲击 第!"卷第#期$%&’()*%+,-.’)/-%()(012%34,567!"(57#!"" ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8车辆9轨道耦合系统垂横模型及其验证" 陈果8翟婉明!左洪福8 (8南京航空航天大学民航学院,南京!8""8:)(!西南交通大学列车与线路研究所,成都:8"";8)摘要本文根据车辆9轨道耦合动力学原理,建立车辆9轨道垂横耦合模型,并进行全面的验证:首先与国际著名软件(&3)’1进行对比;其次与车辆9轨道垂向耦合模型得到的车辆和轨道系统垂向随机响应对比;然后与鹰厦线小半径曲线试验结果对比;最后与货物列车的线路试验结果对比。对比结果有力地验证了车辆9轨道耦合系统垂横模型及其求解方法的正确性和合理性,为车辆9轨道耦合系统垂横模型的广泛应用奠定了基础。 关键词:车辆,轨道,垂向,横向,耦合模型,验证 中图分类号:&!8;7!8;,&!887<,&!:"7888 "引言 根据车辆9轨道耦合动力学理论[8],车辆运行在铁路轨道上,来自轨道的激扰使车辆产生振动,反过来又使轨道产生振动,二者处于相互耦合的振动状态,传统的车辆和轨道动力学仅考虑各自的振动,存在一定的局限性。文献[8]建立了车辆9轨道耦合垂向模型,在垂向较完整地解决了车辆和轨道的耦合振动问题。本文在此基础上建立车辆9轨道垂横耦合模型,同时考虑车辆和轨道的垂向与横向振动。车辆9轨道横向耦合模型远比垂向复杂,系统自由度增加许多,而且轮轨间的相互作用模型,即轮轨空间接触几何模型、轮轨法向力求解模型和轮轨蠕滑求解模型等,比传统模型有很大突破,其正确性和可靠性必须加以验证。本文将对此进行多方面的验证,首先与国际著名软件(&3)’1的仿真结果比较,其次与单一的车辆9轨道垂向耦合模型得到的垂向随机响应比较,然后与鹰厦线小半径曲线线路试验进行比较,最后与货物列车线路试验进行比较。旨在通过这四方面的比较,对车辆9轨道垂横耦合模型及其求解方法的正确合理性进行验证,从而为车辆9轨道垂横耦合模型的推广使用奠定基础。 8车辆9轨道垂横耦合模型[!] 878车辆9轨道垂横耦合模型 车辆9轨道垂横耦合模型同时考虑车辆和轨道部件的横向和垂向振动,在耦合模型中,将车辆系统视为多刚体系统;将钢轨视为连续弹性点支承基础上无限长欧拉梁,并考虑其垂向、横向和扭转振动;将轨 枕视为刚体,考虑其垂向、横向及转动;道床被简化为刚性质量块,考虑其垂向振动和相互之间的剪切作用。限于篇幅,模型及车辆、轨道运动微分方程推导详见文献[!]。 87!轮轨耦合关系模型 轮轨关系是车辆和轨道相互耦合的纽带。在轮轨空间动态接触几何关系研究中,车辆9轨道耦合系统垂横模型采用了比传统轮轨模型更为完善合理的新型轮轨空间动态耦合模型。新型轮轨耦合关系模型的显著特点充分表现在轮轨接触几何关系、轮轨法向力以及轮轨蠕滑力的求解上。 (8)在轮轨接触几何关系上,彻底摆脱了传统求解轮轨接触关系的轮轨刚性接触和始终接触的假设,避免了轮对侧滚角的迭代,同时考虑钢轨横向、垂向和扭转运动以及轨道不平顺对接触几何的影响;因而较传统车辆动力学的求解方法更为完善; (!)在轮轨法向力求解中,运用轮轨非线性赫兹接触理论,通过与轮轨接触几何计算结合,简洁快速求得轮轨法向力,实现了轮轨法向力和蠕滑力的计算分开,同时还考虑轮轨瞬时脱离情形。轮轨法向力由著名的赫兹非线性弹性接触理论确定[8] !(")# 8 $! %!(" []);&!(8)式中:$:轮轨接触正常(=>(!>;); !%!("):轮轨接触处的法向弹性压缩量(=)。 对于锥形(/.)踏面车轮,$##’(!>;); 对于磨耗型(*B)型踏面车轮,$#;’A:()"’88<* 8")A(=>(!>;)。这里,(为车轮半径(=)。 "国家杰出青年科学基金(<@

300KW储能系统初步设计方案及配置

中山铨镁能源科技有限公司 储能系统项目 初 步 设 计 方 案 2017年06月

目录 1 项目概述 (3) 2项目方案 (3) 2.1智能光伏储能并网电站 (3) 3.2储能系统 (5) 3.2.1磷酸铁锂电池 (5) 3.2.2电池管理系统(BMS) (5) 3.2.3储能变流器(PCS) (6) 3.2.4 隔离变压器 (8) 3.3能量管理监控系统 (9) 3.3.1微电网能量管理 (9) 3.3.2系统硬件结构 (9) 3.3.3系统软件结构 (10) 3.3.4系统应用功能 (11)

一、项目概述 分布式能源具有间歇性、波动性、孤岛保护等特点,分布式能源电能质量差,分布式能源设备利用率没有被充分发掘。微电网是为整合分布式发电的优势、削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构,能有效改善分布式能源电能质量差、分布式能源设备利用率不能被充分发掘等分布式能源的不足。 微电网通过整合分布式发电单元与配电网之间关系,在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起,可以方便地进行结构和配置以及电力调度的优化,优化和提高能源利用效率,减轻能源动力系统对环境的影响,推动分布式电源上网,降低大电网的负担,改善可靠安全性,并促进社会向绿色、环保、节能方向发展。微电网是当前国际国内能源和电力专家普遍认可的解决方案。 本项目拟建设一套锂电池储能系统,通过低压配电柜给部分办公楼宇负荷供电,可实现对各个设备接口采集相关信息,并通过智能配电柜对各个环节进行投切,在并网及孤岛情况下实现发电、储能及负荷的控制,保持微电网系统的平衡运行。 二、项目方案 2.1智能光伏储能并网电站 本电站系统目的在于拟建设中山铨镁能源科技有限公司储能并离网系统示范工程,通过接入办公楼宇的日常照明等真实负载,可演示离网状态下正常供电系统示范;分布式光伏多余电量进行储能示范;以及后台监控及能量调度等示范。 本项目拟建设的储能系统,系统由锂电池储能系统、控制系统、监控系统以及能量管理系统构成。其中控制系统可实现对分布式电源、负载装置和储能装置的远程控制,监控系统对分布式电源实时运行信息、报警信息进行全面的监视并进行多方面的统计和分析实现对分布式电源的全方面掌控,能量管理系统可控制分布式电源平滑出力与能量经济调度。系统一次拓扑结构如下图所示:

电池储能系统能量管理技术浅析(经典)

电池储能系统BMS发展概况 由于BMS在电池储能系统中发挥的巨大作用,吸引了国内外一大批优秀的电池企业或保护板企业,甚至新兴高科技企业,如A123、ATL、比亚迪、惠州亿能、东莞钜威等对电池储能系统BMS的研发投入。早期的电池管理系统一般只有电池过充电/过放电控制、电压/电流/温度监测及简单的通讯等功能,初步满足了电池储能系统的需求。 但是由于电池制造工艺的限制,特别是国内大多数生产电池的厂商,仍旧在采用半自动化甚至手工方式生产电池,导致电 池内阻、电压、容量的一致性问题,在大型储能系统中遇到了严峻的考验,严重影响着储能系统容量及性能的发挥,电池组使 用寿命可能缩短数倍甚至十几倍。 为了解决电池的一致性问题,电池均衡技术应运而生。新的带无源均衡(Passive Balancing)功能的电池管理技术,增强了电池的采集监测功能,采用一定的均衡控制策略,并且加入了高速的通信功能,可以在一定程度上减轻电池一致性带来的容量 下降及寿命缩短问题。目前许多企业都是采用这种方式进行电池管理系统的设计。然而这一传统的均衡技术却带来了新的问题,无源均衡方案,采用功率型电阻作为均衡器件,例如美国的专利《Systemand Method for Balancing Cells in a Battery Packwith Selective Bypass Paths》(US7,466,104 B2),《Method for Balancing Lithium Secondary Cells andModules》(US7,609,031 B2)中都有说明,这一均衡方式在大型电池系统中带来了均衡电流做不大、热耗散困难、均衡电路散热设计成本高昂等问题,并且均衡效率较低、可靠性差。在这种形势下,新一代更优功能均衡技术的研发迫在眉睫。 近几年来随着大型电池组的出现,电池管理系统中的有源均衡(Active Balancing)技术迅速进入人们的视野。该技术拥有 均衡电流大,均衡时间长,热耗散低,充电效率高等优点。有源均衡已经被业界认可成为最有希望能够实现的大电流均衡方式。最新的带有源均衡技术的电池管理系统,拥有更高级别的数据采集速率与精度,高精度SOC估算,高速稳定的通讯架构,增强了电池组的监控与安全保护功能,全面满足当前储能系统的性能需求。 电池储能系统BMS的技术要点 电池均衡技术 由于电池在生产过程中,设备控制精度会使原材料的配比、正负极上原材料的分布密度产生差异,操作过程会对电池的半 成品产生不同的细微损伤,电池属于化学品,这些变化都会使电池的性能产生变化,直接反应在电池的容量、内阻、电压上。 在成组过程中,电池的搬运、轻微碰撞、焊接、固定等,也会使电池的性能发生变化。在长期的使用过程中,自放电率、环境 温度、湿度、充放电深度等的不同,会使电池的衰减速度不一致,导致电池间更大的一致性差异。 电池的一致性差异会在电池储能系统中造成能量的水桶效应,导致充电时,容量最小的电池容易过充,放电时,容量最小 的电池又容易过放,由于容量最小的电池受损,容量变得更小,进入恶性循环,影响电池循环寿命。 另外,单体电池性能的优劣也直接影响到整组电池的充放电特性,电池组容量降低。 BMS厂家为了解决电池的一致性问题,通过各种各样的均衡技术改善电池的一致性。一般为分损耗型电阻分流法、非损耗型开关电容法和DC-DC变换器法。 (1)电阻分流法电阻分流法是目前应用最多均衡技术,其原理简单,易于实现,成本低廉,基本的原理图如图1所示:

一种流体-结构耦合计算问题的

一种流体-结构耦合计算问题的 网格数据交换方法 徐敏,史忠军,陈士橹 (西北工业大学航天工程学院,陕西西安710072) 摘要:气动/结构耦合数值模拟是研究非线性气动弹性的基础。数据交换和插值是非线性气动弹性仿真问题的关键。目前的插值方法不能满足非线性气动弹性问题。本文提出了一种有限元四节点(FEFN)插值方法。该方法是一种局部插值方法,并不依赖于结构模型带来的整体信息。以圆柱体为具体算例,插值结果与有限平板插值方法(IPS)进行了算例对比,表明FEFN方法更能代表计算物体的表面,且计算简单、计算量小、误差小,是一种适合计算流体力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)耦合仿真的界面数据交换工具。 关键词:流固耦合,非线性气动弹性,耦合CFD/CSD界面算法 伺服气动弹性分析是多学科之间的耦合问题。其第一步最基础的问题是气动/结构耦合响应的计算。在实际计算中,气动数值计算要求计算网格从物体表面伸展到空间相对计算模型特征长度足够大处,而结构有限元计算要求计算网格从物体表面延伸到物体内部。另一方面,气动数值计算一般在物体表面斜率变化大处,网格的密度需要增大,而结构动力学计算则要求物体表面网格尽量划分均匀,以便能方便地求出刚度矩阵。由此可知,要实现气动/结构耦合计算,重要的是如何设计两网格系统的数据交换界面,即寻求一种方便的、质量高的插值方法,将计算结构动力学得到的变形网格的位移插值到气动网格上,并将气动网格上的气动载荷插值到结构网格节点上。给出一种适合解决这种数据交换界面设计问题 的插值方法是一件艰难的工作。 早在1970年,Harder和Desmarais[1]发展了无限平板样条(IPS)内插值方法,该方法是基于无限平板的偏微分平衡方程的叠加结果。Appa[2]将IPS插值方法改进为有限表面插值(FSS)。Duchon[3]通过最小能量函数法对IPS方法进行了改进,在薄板插值的基础工作方面做了大量的工作,完成了平板三维无规则表面插值。IPS方法和其它插值方法发展到如今已成为处理机翼气动弹性计算数据交换较为流行的方法[4]。然而这些样条插值仅适合于薄板处于最小弯曲能(平衡位置)所确定的位置,并且应在满足流体表面和结构表面一致的条件下才能得到理想的结果。严格地说,在气动弹性耦合仿真中,流体表面和结构表面一致的条件不可能存在。为了处理表面不匹配问题,本文提出了一种有限元四节点(FEFN)插值方法。以圆柱体为具体算例,采用无限平板样条(IPS)方法和有限元四节点(FEFN)方法直接从较稀疏的结构变形网格插值到气动网格,并进行了两种插值结果比较和误差分析。最后,文中对一机翼进行了CFD和CSD耦合计 算网格的插值计算。 1 有限元四节点(FEFN)方法

非线性动力学练习题

2013 “非线性振动” 练习题 1、简述绘制相轨线的原理及其作用。 2、用小参数摄动法求 )1(220<<=+εεωx x x x 的一阶近似解。 3、 用多尺度法或均值法求 (第三章16) )1(320<<=+εεωx x x 的一阶近似解。 4、 用多尺度法求周期激励范德波尔方程 0)0(,)0(,cos )1(220220=-+=+-=+x F A x t F x x x x ω ωωεω 的非共振解。 5、 设运动微分方程为 )1(cos 220<<+-=+εωεωt F x x x 试求0ωω≈的主共振解。 6、 简述非线性单自由度保守系统自由振动的主要特点及与线性系 统的区别。 7、 简述非线性单自由度系统在简谐激励下的强迫振动特点。 8、 简述自激振动产生的主要原因及其特点。 9、 以两自由度非线性系统为例,简述非线性多自由度系统振动的 主要特点。 10、 简述分岔和混沌的概念。(考试从中选取5题)

1、简述绘制相轨线的原理及其作用。 答:绘制相轨迹线的原理如下: 将系统的动力学方程... +(x,)=0x f x 转化为以状态变量表示的状态方程组 ..==-(x,y) y x y f (1) 在利用上式消去微分dt,得到y x 和的关系式 ,=-dy f dx y (x y ) (2) 这个式子所确定的平面(x,y )上的各点的向量场,就构成了相轨迹族。 绘制相轨迹线的方法有两种,第一是等倾线法。等倾线法的原理如下,令方程(2)右边等于常数C ,得到(x,y)相平面内以C 为参数的曲线族 (x,y)+Cy=0f (3) (3)称作相轨迹的等倾线族,族内每一曲线上的所有点所对应的由方程(2)确定的向量场都指向同一方向。 第二种方法是李纳法。其原理如下: 适当选择单位使弹簧的系数为1,设单位质量的阻尼力为-(y)?,则有f(x,y)=x+(y)?。相轨迹微分方程为 +(y)=-dy x dx y ? (4) 在平面上做辅助曲线=-(y)x ? 。此辅助曲线即上述零斜率等倾线,过某个相点 P (x,y )作x 轴的平行线与辅助曲线交与R 点,再过R 点作y 轴的平行线与x 轴交于S 点,连接PS ,将向量PS → 逆时针旋转90度后的方向就是方程(4)确定的相轨迹切线方向。 相轨迹线可以帮助我们定性地了解系统在不同初始条件下的运动全貌。当系统是强非线性振动的时候,近似解析法(如小参数摄动法,多尺度法)不再适用,此时可以采用相轨迹法来研究。(相轨迹线的作用) 非线性动力学主要研究非线性振动系统周期振动规律(振幅,频率,相位的变化规律)和周期解的稳定条件。其研究内容主要有:保守系统中的稳定性及轨道扩散问题;振动的定性理论;非线性振动的近似解析方法;非线性振动中混沌的控制和同步问题;随机振动系统和参数振动系统问题等。

储能行业发展分析报告

特变电工新疆新能源股份有限公司 储能行业发展分析报告 市场管理部 二零一五年八月十八日 目录 一、储能产业发展状况 (3) (一)国外储能产业发展情况 (3) (二)中国储能产业发展情况 (5) 二、储能市场分析 (8) (一)全球市场 (8) (二)国内市场 (9) 三、政策支持 (10) (一)国内现有政策分析 (10) (二)国外政策经验借鉴 (12) 四、存在的问题和挑战 (13) (一)产业政策和行业标准缺失问题亟待解决 (13) (二)自主技术有待工程应用验证和进一步完善 (14) (三)产品成本过高,推广力度不足 (14) (四)商业模式模糊 (15) 五、国内主要储能变流器生产企业分析 (15)

(一)北京能高 (15) (二)四方继保 (16) (三)索英电气 (17) (四)中船鹏力 (18) 储能是指通过介质或者设备,利用化学或者物理的方法把能量存储起来,根据应用的需求以特定能量形式释放的过程,通常说的储能是指针对电能的储能。储能技术应用广泛,随着电力系统、新能源发电(风能、太阳能等)、清洁能源动力汽车等行业的飞速发展,对储能技术尤其大规模储能技术提出了更高的要求,储能技术已成为该类产业发展不可或缺的关键环节。特别是储能技术在电力系统中的应用将成为智能电网发展的一个必然趋势,是储能产业未来发展的重中之重。当前,储能领域正处于由技术积累向产业化迈进的关键时期。 随着我国社会和经济的发展对能源的消耗越来越多,煤炭的大量消耗的结果造成了我国严重的大气污染,严重影响人民的身体健康。因此,普及应用可再生能源、提高其在能源消耗中的比重是实现社会可持续发展的必然选择。由于风能、太阳能等可再生能源发电具有不连续、不稳定、不可控的特性,可再生能源大规模并入电网会给电网的安全稳定运行带来严重的冲击,而大规模储能系统可有效实现可再生能源发电的调幅调频、平滑输出、跟踪计划发电,从而减小可再生能源发电并网对电网的冲击,提高电网对可再生能源发电的消纳能力,解决弃风、弃光问题。因此,大规模储能技术是解决可再生能源发电不连续、不稳定特性,推进可再生能源的普及应用,实现节能减排重大国策的关键核心技术,是国家实现能源安全、经济可持续发展

高速铁路路基结构时变系统耦合动力分析

第28卷第5期铁 道 学 报Vol.28 No.5 2006年10月J OU RNAL OF T H E CHINA RA IL WA Y SOCIET Y October2006 文章编号:100128360(2006)0520065206 高速铁路路基结构时变系统耦合动力分析 马学宁1, 梁 波2 (1.兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州 730070;2.重庆交通大学土木建筑学院,重庆 400074) 摘 要:在车辆的走行过程中,上部与下部是相互作用和影响的,因此,轨道交通问题实际上就是线路上下部结 构和车辆系统的体系匹配问题。本文针对列车走行的实际情况,将轨道2路基作为参振子结构纳入车辆计算模 型,建立了包含车辆、钢轨、轨枕、道床和路基作为一体的二系垂向耦合动力分析模型。作为模型的验证,结合京 秦线提速改造工程进行了列车2路基动力仿真计算,得出在不同行车速度条件下,机车车辆通过路基段加固前后 状态下的车体加速度、动轮载、轮重减载率及道床和路基主要动力性能指标,并与实车试验进行对比。试验测试 结果验证了理论模型和分析方法的有效性,为高速铁路路基的动力特性分析和设计提供一些参考。 关键词:车辆;路基;时变;耦合;动力响应 中图分类号:U211.5 文献标识码:A A Time2varying Coupling Model for Dynamic Analysis of High Speed R ail w ay Subgrade MA Xue2ning1, L IAN G Bo2 (1.School of Civil Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou730070,China; 2.School of Civil Engineering and Architect ure,Chongqing Jiaotong University,Chongqing400074,China) Abstract:Track t ransportation can be divided into t he t rack system above and t he t rack system below.While t he t rain is moving,t he part s above and below are interacted and mut ually influenced.Therefore,t he p roblem of t rack t ransportation is act ually t he matching between t he vehicle and t he railway line system.In t his paper, keeping to t he conditions of t rain running and taking t he t rack2subgrade as a part of t he vibration st ruct ure of t he vehicle mode1,a vehicle2subgrade model of t he secondary suspension vertically coupled system including t he vehicle,rail,sleeper,ballast and subgrade is established.Dynamic comp uter simulation of t he vehicle2subgrade system is performed in combination wit h speed raising reconst ruction project of t he Jingqin Railway Line as t he verification of t he model.Regarding t he t rain t ravelling at different speeds and t hrough subgrade sections ahead of and subsequent to strengt hening,dynamic responses such as t he acceleration of t he vehicle,dynamic wheel load and rate of wheel load reduction and t he main dynamic characters of ballast and subgrade are calculated and compared wit h t he experimental result s.The effectiveness of t he t heoretical model and simulation analysis are verified by t he test result s.Reference is made to analysis of t he dynamic characters and design of t he subgrade of high2speed railways. K ey w ords:vehicle;subgrade;time varying;coupling;dynamic response 高速、重载已成为当今铁路发展的趋势,列车速度的提高导致机车车辆对路基结构动力作用明显增大,收稿日期:2006204205;修回日期:2006206227 基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(ZS0312B2520052G); 重庆市教委科学技术研究项目(K J060404); 重庆市自然基金资助项目; 兰州交通大学“青蓝工程”基金资助项目 作者简介:马学宁(1974—),男,宁夏中卫人,讲师,博士研究生。 E2m ail:mxn1974@https://www.doczj.com/doc/453945476.html, 因而对其提出了更高的要求。近年来对路基结构动力特性的研究,出现了各种计算模型[1~6],分别从不同角度进行了研究,在模型描述方面对机车车辆较为详细,而对轨道、路基部分较为简单,没有将车辆、轨道、路基作为一个系统来加以考虑,大多是在模拟动荷载的基础上分析轨下基础的应力、变形等问题,不能充分反映车2路体系在行进中的动力特性。文献[7,8]对于一系

唐西胜:储能运营模式分析学习资料

储能运营模式分析 双登集团股份有限公司副总工唐西胜 今天我讲的储能应用与价值分析,三个方面:一、探讨一下大家都认为储能时代已经到了,我们正在进入储能这个时代。二、在这个储能这个时代,我们怎么构建储能的价值体系。三、想大家汇报一下双登集团这些年在储能方面的工作。我本人是搞科研的,从科研到产业不是特别长,我讲这个话题不是很专业,我讲着就讲到技术方面的,很可能从技术看储能的问题,希望从另外一个方面给大家带来一些参考。 我们国家需要做这个能源结构的转型,更加低碳化,更加清洁化,这个是毫无疑问这是大趋势。 第二个方面,现在都在提互联网+,互联网+智慧能源,也就是能源互联网,这也是国家一个战略方向。 第三个方面,在具体的操作层面上,实际上随着电改9号文的下发,很多地方开始实施了售电市场的放开,尤其一些增量配电网的进入。实际上给储能的应用提供了一些可以展示的平台,大概是这样一个思路。 我想讲储能,储能是能源互联网基石,我觉得话不过分,应该还是说的比较中肯,实际上建能源互联网,它要解决的问题,我觉得是需要让这个电网,因为我们未来的电网它会接纳更多的负荷,用电的上升还是持续的方向,在这样一个条件下,怎么样让电网更加的灵活,这个灵活性是电力系统追求

的目标,调控的灵活性,运行的灵活性,然后经济上的一些灵活性,这是从灵活性角度来讲。 储能,应该说它具有灵活的充放电的控制能力,所以储能在电网当中的作用,解决了发电和用电实施平衡的问题,在局部地区,让发电和用电通过储能做一个解偶,当然时间长短有一个说法的。 所以说从这个方面来讲,能源互联网它要想让这个系统运行的更加灵活和高效,储能在这里面的作用是有所体现的。但是从另外一个方面来讲,我们追求的是电网的发电和用电的平衡,或者产能和用能的平衡,实际上除了储电之外,我还可以储能,这个能像张总讲的,比如说我可以蓄热,我可以蓄冷,这也是一种储能的方式,我可以做负荷的调控,我们可以做需求侧的管理,我们国家有4个城市进行了需求侧响应的试点,在我需要减少负荷的时候,一些签约的负荷主动把负荷用电降下来,对系统用电的平衡产生很好的作用。通过这个能源互联网多能互补的方式的实现,用能和产能之间的匹配关系,可以做多个维度上,多个方式上得到一个解偶。 一般我们现在做了很多的分析,储能在整个电力系统各个环节当中,从发电到输配电到用电都是需要的,但是实际上现在很多的机制,或者市场并不支持这方面的运行。要完全实现各个环节的都能把储能很好的调控进去,其实也是一个很难做的工作,问题就在于实际上电力系统它自身具有很强的调控能力,我们常规的火电机组、水电机组还有燃气机组,它自己的调控能力做的很强,尤其在我们国家,目前这种情况下,应该说电网是非常强大的,再一个火电机组应该说这几年建设存在一个过剩的阶段。

(00412703)车辆系统动力学

研究生课程教学大纲 课程编号:00412703 课程名称:车辆系统动力学 英文名称:Vehicle System Dynamics 学时:32 学分:2 适用学科:机械、交通等 课程性质:专业基础课 先修课程:车辆工程 一、课程的性质及教学目标 本课程是车辆工程和载运工具运用工程硕士研究生的专业基础课。通过本课程的学习使学生掌握车辆动力学基本原理,了解车辆动力学发展现状,掌握车辆系统动力学激励原因、建模与试验研究方法、动力学性能评定方法。 二、课程的教学内容及基本要求 本课程的目的主要介绍引起车辆振动原因及铁道车辆安全、平稳性等动力学评定标准,车辆零部件建模方法,轮轨接触理论,蛇行运动稳定性,车辆的曲线通过,列车纵向动力学。 三、课内学时分配

四、推荐教材与主要参考书目 1.王福天车辆系统动力学中国铁道出版社1994 2.张定贤机车车辆轨道系统动力学中国铁道出版社1996 3.任尊松,车辆系统动力学,中国铁道出版社,2007 4.Simon Iwnicki, Handbook of railway vehicle dynamics, Taylor and Francis Group, 2006

5.沈利人译铁道车辆系统动力学西南交通大学出版社1998 6.陈泽深,王成国铁道车辆动力学与控制中国铁道出版社2004 7.现代轨道车辆动力学胡用生中国铁道出版社2009 8.车辆-轨道耦合动力学翟婉明科学出版社2007 9.车辆与结构相互作用夏禾科学出版社2002 五、教学与考核方式 理论教学方式、考试+平时成绩评定成绩 编写人(签字):魏伟编写时间:2012.9.4

分数阶非线性系统动力学特性及其图像处理应用研究

分数阶非线性系统动力学特性及其图像处理应用研究 非线性动力学在自然学科、社会学科、工程技术等诸多领域有着广泛的应用。而将非线性动力学理论引入图像处理领域,是非线性动力学理论应用的新思路,也是图像处理的新手段。 本文以分数阶非线性动力学和同步控制为理论基础,研究分析了新的非线性动力学特性,探索其与图像处理领域的契合点,在此基础上构建基于非线性动力学特性的图像处理模型。新模型的构建拓宽了非线性理论的应用领域,可为人脑感知系统的内部机制提供新的解释和预测,在图像处理领域和神经动力学方面都具有较好的理论意义和应用前景。 本文的主要工作及创新点包括以下几个方面:(1)基于分数阶蔡氏系统和变形蔡氏系统,构建了复分数阶(时滞)蔡氏系统和分数阶复变形蔡氏系统,利用相图、分岔图、最大Lyapunov指数等定性和定量的手段对两类复系统的动力学行为进行了分析讨论。首先将分数阶微积分定义扩展到复数阶,得到复数阶微积分定义的计算方法,并将其用于复分数阶(时滞)蔡氏系统的仿真。 对于分数阶复变形蔡氏电路系统的研究是将复系统转化为6变量的实系统实现的。在对两类系统的动力学行为分析中,通过改变系统阶次,观察到不同周期窗口、分岔、单涡卷等丰富的动力学行为。 最后讨论了两类复系统动力学行为的异同点及分数阶系统的动力学行为与构建图像处理模型之间的关系。(2)基于分数阶系统稳定性分析理论,研究了分数阶Relaxation振子对于不同外部刺激的稳定域和振荡域,结合相图、分岔图分析得到其产生的振荡为节律振荡;利用节律振荡特性构建图像增强模型,并用实验验证了新模型在图像增强方面的有效性。

首先利用分数阶稳定性理论分析分数阶Relaxation振子在不同外部刺激时其平衡点的稳定性,进而分析其对应的相图、分岔图,确定使分数阶Relaxation 振子产生节律振荡的外部刺激的范围。根据不同外部刺激使系统产生节律振荡的特性,构建了类Gamma曲线(QGC)。 将QGC和其相近模型进行比较,量化指标和直观效果均验证了我们所提模型在图像增强方面有较好的性能。另外,此模型模拟的增强机制也可能是人类视觉系统实现自动适应外界光线条件的机制。 (3)基于分数阶混沌系统的主动控制方法和分时同步策略,实现了单个分数 阶系统与多个分数阶复杂子网络的分时相同步。利用该方案构建了含中枢单元的两层图像目标选择模型,并用实验验证了该模型的可行性。 引入分数阶主动控制策略和分时同步思想,通过线性关系将子网络转化为混合系统,实现了单个混沌系统与子网络(混合系统)间的分时相同步。然后利用该方案构建包括中枢单元和分割单元两层的目标选择模型。 分割层是由相互耦合的分数阶神经元组成,通过相同步实现不同目标物的分割。中枢单元由一个振子构成,通过分时主动控制策略在不同时段与代表不同目标物的混合系统达到相同步,实现目标的选择与转移。 另外,此模型也是对人类视觉系统中目标物选择和转移机制一个很好的解释。 (4)基于分数阶系统的稳定性理论,实现了1+N分数阶复变量节点的复杂网络不 同系数的函数投影同步方案。 将此函数投影同步方案用于构建图像分形特征的识别模型,仿真结果验证了该模型的可行性。首先,构建了1+N节点(复混沌系统)驱动响应复杂网络模型。 根据分数阶系统稳定性理论,设计合理的控制器,实现了分数阶1+N节点复

相关主题
相关文档 最新文档