新疆维吾尔自治区重大科技专项(200833121)
- 作品数：7 被引量：23H指数：3
- 相关作者：王元张洋杨斌王大伟孟庆龙更多>>
- 相关机构：西安交通大学西安建筑科技大学韩国浦项工科大学更多>>
- 发文基金：新疆维吾尔自治区重大科技专项国家科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学环境科学与工程自动化与计算机技术更多>>
- 采用计算流体力学数值模拟的比例积分控制器
- 2009年
- 为解决流体力学试验中控制器设计耗时与成本高等问题,提出一种基于计算流体力学(CFD)的控制器设计新方法.该方法利用CFD软件FLUENT模拟被控对象,以用户自定义函数(UDF)完成控制算法,实现了基于CFD的闭环控制,并以冷热水混合器内部温度场的非线性控制系统为例,设计了基于CFD的比例积分(PI)控制器.结果表明,该方法无需进行物理试验即可获得被控系统的控制特性,且利用CFD技术进行控制器设计并不局限于系统某一控制点的研究,可以同时获得系统整场内各点特性,进行分布式的控制器设计.为涉及流体流动、热传导等过程的控制系统提供一种控制器设计的参考思路.
- 孟庆龙王元闫秀英
- 关键词：计算流体力学控制器FLUENT用户自定义函数
- DT-PTV离散相伪矢量的概率择优式剔除算法被引量：7
- 2009年
- 提出一种基于三角嵌铺的粒子追踪测速(DT-PTV)算法的剔除离散相伪矢量新方法——概率择优式剔除法,引入了剔除冗余匹配的计算模块和扩大匹配信息量的"反算"概念,基于DT-PTV的"DT三角-粒子双层匹配"特性以及上述模块的多种组合,总结出适用于离散相流场的去伪多途径运算.通过对若干自定义流场进行多途径去伪并比较匹配准确率后得出,DT三角层面的信息最大化积累至粒子层面的最优选择是适用于DT-PTV离散流场测速的最有效去伪途径,在随机粒子场较低空间率(187.215)时用"三角层面有反算但无模块运算+粒子层面择优"途径计算,仍然能保持92%左右的匹配准确率,故将此途径命名为概率择优式剔除法.利用DT-PTV结合概率择优式剔除进行大气边界层风洞中的跃移层测速以及单颗跃移轨迹的提取,结果良好.
- 张洋王元王大伟
- 利用静态小波变换的非定常阵风分析与模拟被引量：4
- 2009年
- 在塔克拉玛干沙漠风沙环境中进行野外风场定位观测,得到了具有典型非定常特征的输沙阵风.引入静态小波变换分析了阵风小波系数的非高斯分布特征和时间演化规律,针对其时频特征,推导出各尺度小波系数与目标风速谱的能量关系,采用反映湍流间歇性的Log-Poisson级串模型辅助生成小波系数,建立了基于静态小波逆变换的非定常阵风人工生成方法,并可通过调节低频段系数生成任意非定常波动规律.结果表明:自然阵风与Karman风速谱吻合良好,在惯性子区符合湍流-5/3定律,且具有明显的间歇性和局部自相似性;基于静态小波逆变换法实例模拟人工风速序列,具有与自然阵风类似的湍流统计特征,证实了该方法的有效性.
- 刘江王元
- 关键词：非定常湍流
- 沙粒跃移击溅函数的高速数字摄像研究被引量：2
- 2009年
- 采用高速CMOS数字相机拍摄的方法记录沙粒与床面的碰撞过程,通过分段图像叠加的算法对获得的实验图像进行处理,提取出沙粒运动时序位置,并计算其入射以及反射的速度和角度.通过统计分析得出跃移沙粒与沙床碰撞过程中的控制参数——碰撞平面角、速度和能量恢复系数的分布,都近似满足正态分布.实验结果表明,沙粒与沙床碰撞过程中损失的动能超过总能量的一半,且由于碰撞平面角大于0°的比例达到70%,即使沙粒在碰撞过程中能量有所损失,沙粒与沙床碰撞后垂直分速度增加的现象仍比较普遍,使得沙粒在与气流相互作用的过程中获取更多的能量,从而为沙粒的持续跃移提供了保证.
- 王大伟王元杨斌张玮
- 风沙流中气固两相速度场的PIV-PLIF测量被引量：8
- 2009年
- 结合粒子图像测速技术与平面激光诱导荧光法,对风沙流中气固两相的速度场同时进行了测量.实验采用罗丹明B溶液作荧光剂,通过超声雾化方式产生平均直径为2μm的气相荧光示踪粒子.使用两组滤镜分别过滤荧光(橙色)与激光(绿色),通过两个CCD相机分别获得气固两相示踪粒子图像对.采用互相关算法及相应的图像处理方法进行后处理,从而获得两相的速度场.结果显示:风沙流两相的速度廓线在上部均满足对数分布;随着高度的降低,在床面附近风速梯度单调递减,风速廓线下凹,而沙粒与风场不断交换动量,相应地沙粒相速度廓线也会出现向下的偏离;6组沙样的速度廓线发生偏离的高度基本一致;沙粒粒径不仅影响沙粒本身的运动速度,同时对气相风场也有一定的影响.
- 杨斌王元张洋
- 关键词：风沙流激光诱导荧光法风速廓线
- 冷热水混合器出水温度控制系统参数估计方法被引量：2
- 2008年
- 采用基于计算流体力学(CFD)的系统辨识方法,对冷热水混合器出水温度控制系统进行了建模.结合CFD技术与系统辨识理论,将递推参数估计算法嵌入CFD数值模拟软件FLUENT中,实现了基于CFD的"虚拟"控制系统的在线参数估计.结果表明:该方法利用CFD模拟被控对象,不受物理实验限制,可以有效地估计控制系统参数;用计算模拟时间步长决定采样时间,而数值模拟实际计算时间对参数估计的实时性没有影响,即参数估计相对于被模拟的控制对象永远是实时的;特别是针对流体流动过程的系统建模,该方法是一种可行的选择.
- 孟庆龙王元闫秀英
- 关键词：计算流体力学温度控制系统辨识参数估计
- 沙粒蠕移运动轨迹的光学测量及分析
- 2010年
- 采用高速数字摄影记录了大气边界层风洞中的沙粒蠕移运动.通过非负减法、自动阈值法以及双向粒子追踪法的组合,从图像序列中提取了蠕移运动数字轨迹,并由此计算得到用于蠕移轨迹类型划分的蠕移运动初速分布.对两种蠕移轨迹的速度增长率及历时进行了统计分析,结果表明:风曳力起动蠕移颗粒运动速度保持性较好,随着摩阻风速增大,其运动骤停性及骤停之前的加速性增强;而碰撞起动蠕移轨迹的速度增长率的分布稳定,基本不受摩阻风速变化的影响,且其主要范围为[0,1],表明碰撞起动蠕移颗粒更易于在运动过程产生速度衰减.两种轨迹的历时均为高斯分布,随着摩阻风速增大,床面运动随机性增强,轨迹历时趋于减小.
- 张洋王元何文博
