一、N-S方程在不同坐标中的直接导出(论文文献综述)
张桂芳[1](2021)在《裂隙含水层水位波动的分形特征及应用研究》文中指出本文在随机生成不同裂隙分维值的裂隙网络基础上,采用地下水渗流数值模拟技术,根据含水层随机补排特点,研究分数高斯噪声(fGn)和分形布朗运动(fBm)两种时间分形侧向边界流量随机过程下,岩溶裂隙介质含水层的水位波动分形特点,建立裂隙网络分维值与水位波动分维值之间关系。最后选取淮南煤田潘谢矿区太灰上段水位数据,分析其时间分形特征,并结合断裂分维值验证模拟分析的结论,揭示岩溶裂隙网络介质水位波动时间分形与空间分形之间的联系。全文取得主要成果如下:(1)基于蒙特卡洛原理,利用MATLAB平台开发出了平面二维及三维裂隙网络的随机生成技术程序,同时编制出了裂隙网络切面分维值盒维数求取程序。应用AutoCAD软件将蒙特卡罗生成的裂隙网络导入FLAC3D生成数值模型,为裂隙含水层数值计算提供了模型基础。(2)fGn补排源边界流量下,含水层水位波动在距离补排源较近处的断面才具备分形波动特点;而fBm补排源边界流量下,只有在裂隙较发育的含水层中才能出现分形水位波动特点。两种边界流量下,随着监测断面距边界的越远,由于含水层的过滤阻尼作用,水位波动时间序列的尺度性指数β值变大,表明分形特点减弱,确定性增强,水位波动逐渐变为原始水位背景值。同时,随着裂隙网络复杂程度加大,也就是裂隙网络分维值增大,同一监测断面的水位波动数据的尺度性指数β值减小,监测断面距离随机补排边界越远处也具有分形波动特点。另外,时间序列水位波动分维值随裂隙网络的分维值增大而增大。(3)裂隙网络的复杂性及含水层的渗透性并不改变其阻尼特性,只是改变其作用强度;含水层渗透性越强,水位波动幅度越低,时间序列越平稳,同时水位波动的分形特点也越显着。由于导水陷落柱的水源补给,其水位波动时间序列总体上高于无陷落柱时的水位;同时期水位波动时间序列的时间尺度系数β比无陷落柱大,可能是由于含水层存在陷落柱,系统对低频组分的削减减弱,使水位在低频下相关性增强。(4)潘谢矿区太原组灰岩上段C3I组灰岩水位变化主要受区内A组煤开采疏放灰岩水的影响,导致其水位大幅下降,下降的幅度大小与钻孔所处的断裂构造存在着较大关联。矿区C3I组灰岩长观孔水位波动的功率谱图在高频处为高斯白噪声,在低频处为fBm,是非平稳波动的时间序列,可得出各钻孔水位波动数据分维值D在1.08~1.57之间,其中潘三矿东部、丁集矿北部和谢桥矿北部水位波动分维值较小。(5)采用盒维数法计算出矿区断裂分维值并据此对构造发育程度进行了分区,得出矿区构造发育以中等和复杂为主,构造简单区零星分布,主要在潘三矿东部、顾桥矿东南部、张集矿的西北部以及谢桥矿的北部等。对比钻孔水位波动分维值与其所处的断裂分维值,二者变化趋势基本一致,线性相关关系较好,在构造简单区水位波动的分维值也较小,这与第四章数值模拟成果,即时间序列水位波动分维值随裂隙网络的分维值增大而增大,取得了很好的一致,进一步证实了数值模拟成果的有效性。(6)实例分析表明,潘谢矿区长观孔水位波动时间序列在低频处(主波动幅度)时间尺度性指数β在1~3之间,呈现fBm分形波动特点,进一步可推算钻孔附近存在径流带。同时钻孔分维值越大(β值越小)可反映出构造裂隙越发育,岩体渗透性越强等重要结论,可为煤矿水害防治指明地下水富集靶区。图[66]表[14]参[113]
李书杰[2](2021)在《铁路货车转向架弹簧拆卸系统的设计与分析》文中研究指明我国是交通大国,铁路货运是我国货物交通运输的大动脉。2020年,我国铁路货运量达到35.8亿吨。全国有近40万辆铁路货车装用转K2/K6型转向架,目前大量的转向架需要进入检修段检修,但在检修过程中发现,弹簧断裂故障占全部故障的38%。由于转向架结构相对复杂,弹簧的拆卸仍然是人工操作,存在效率低、危险系数大、工作环境差等问题,亟需提高检修过程的自动化率,提升检修效率和检修质量。本文针对工程中的实际需求,提出一种转向架检修过程中利用六自由度机械臂和弹簧抓手组成的弹簧拆卸系统,并结合工厂实际生产中的机械设备,设计出了完整的弹簧拆卸工作站。并对弹簧拆卸装置的关节结构和方案进行设计和分析,结果表明可以完成转向架弹簧的拆卸任务。首先,对工程中的实际问题给出整体解决方案规划。对工厂中已经运用的机械设备进行三维建模,运用模块化的分析的方法,根据技术路线对各个模块的装置进行分析和设计,选用六自由度机械臂作为本方案的作业主体,将转向架的检修分为转向架运输装置、吊装装置、弹簧拆卸装置、弹簧运送装置几个模块分别进行规划,设计了完整的检修系统方案。基于后置D-H坐标系的理论建立六自由度机械臂的理论模型。通过机械臂的本体机构参数和坐标变换矩阵求出机械臂的运动学正解,并在ADAMS仿真模型中进行运动学正解的验证。采用代数法求出六自由度机械臂的逆运动的解析解,对八组逆解进行验证,得出符合机械臂运动学要求的逆解结果。其次,根据转向架的侧架结构和现场作业情况设计合适的弹簧抓手。依据不同的特性要求分别设计三款弹簧抓手进行模拟测试,通过每次抓手的特性分析逐步改进弹簧抓手的性能。对三款抓手进行比较,选用既能主动抓取、稳定夹持,又能符合转向架侧架结构工作空间要求的弹簧抓手,并进行抓取力的计算,根据计算确定抓手的驱动电机选型。最后,运用机械臂的正反解,根据任务要求对机械臂进行关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划。将机械臂和弹簧抓手进行结合,通过关节空间和工作空间轨迹规划相结合的方法进行本次任务规划,完成抓取弹簧的模拟仿真实验。验证本次抓手设计符合要求,轨迹规划能够完成既定任务。
王都阳[3](2021)在《动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究》文中进行了进一步梳理近年来超临界CO2在聚合物加工中的应用备受关注,如超临界CO2作为物理发泡剂生产微孔泡沫材料。其中微孔塑料连续成型过程的关键在于均相体的形成,因此,对动态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中溶解量和溶解速率的研究显得尤为重要。本文以聚苯乙烯(以下简称PS)为研究对象,从实验和模拟两方面深入研究超临界CO2在聚合物熔体中的溶解过程,即界面吸附的CO2向聚合物熔体内部的扩散过程,以及CO2在动态条件作用下被加速溶进聚合物熔体内部的过程。不仅可以丰富和发展超临界CO2在聚合物熔体中溶解和扩散的相关理论,还可以为微孔塑料成型的混合元件合理设计、工艺参数合理制定提供科学依据。研究主要成果如下:1.溶解实验研究搭建了基于变体积法超临界CO2在聚合物熔体中溶解的实验装置,完成了溶解实验装置的安装与调试。通过改变实验条件,在静态条件下实验,研究高温高压下,超临界CO2在PS熔体中的溶解特性,进行温度、压力以及分子量对超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率影响的分析。结合吸附动力学以及界面传质(扩散)理论,来描述静态条件下,超临界CO2在聚合物熔体中的溶解机理,即为吸附—扩散机理,计算超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率,并且对其溶解度进行了预测,通过实验数据验证了该溶解机理的合理性。2.研究超临界CO2扩散系数静态条件下,在不同条件下进行了实验,研究了压力和温度,以及PS的不同分子量对超临界CO2扩散系数的影响。考虑到超临界CO2在PS熔体中的溶解速率由快变慢,说明扩散系数是不断变化的,分析超临界CO2溶解量对扩散系数的影响趋势,既可以更好地理解超临界CO2在PS中的扩散过程,也可以准确地表达扩散系数的真实值。3.静态条件下模拟研究建立静态条件下的溶解模型,并将之前所测扩散系数值带入到模拟中,得出溶解量和溶解速率随时间的变化;将实验值与模拟值进行对比,验证了模拟方法的可行性,进一步地分析不同条件下溶解量的实时相对误差以及溶解速率,更是说明了模拟方法的准确性,为动态条件下超临界CO2在PS熔体中溶解过程的数值模拟奠定基础。4.剪切条件下模拟研究建立锥形搅拌溶解模型,首先根据模拟结果分析不同温度和压力条件下,剪切对溶解量,溶解度以及溶解速率的变化;其次通过剪切速度流场以及温度场的分布,揭示剪切条件相较于静态条件溶解加快的原因。5.搅拌条件下模拟研究分别建立直线式销钉搅拌和弯曲式销钉式搅拌溶解模型,根据模拟结果分析不同温度和压力条件下,转速和搅拌元件结构与超临界CO2在聚合物熔体中溶解量,溶解度以及溶解速率之间的相互影响;其次通过对压力和速度流场以及温度流场的分析,揭示搅拌条件下超临界CO2溶解行为。
王亚朋[4](2021)在《多中段溜井卸矿粉尘产运规律与控制技术研究》文中认为多中段溜井卸矿粉尘是金属矿山开采过程中主要粉尘来源之一,其任一中段卸矿对其他中段均可能造成粉尘污染,现有对多中段溜井卸矿粉尘产运规律的研究较少,更缺乏对多中段溜井联动降尘技术的研究。本文采用理论分析、相似实验和数值模拟等研究方法,建立了冲击气流计算模型和粉尘产运模型,以及控制卸矿粉尘的气水喷雾和泡沫降尘模型,确定了溜井卸矿粉尘产运规律,提出了不同中段联动降尘技术。并根据卸矿粉尘产运规律进行气水喷雾及泡沫降尘参数优化实验,开发出包含卸矿口气水喷雾及矿仓喷射泡沫的不同中段联动降尘系统,进行了降尘效果分析。以能量守恒定理为基础对矿石在溜井内下落过程中的功能转换进行研究,建立了溜井内冲击风速及气流量计算模型;根据气固两相流理论和菲克定律研究了卸矿粉尘产运机理,推导出卸矿粉尘在联络巷中任意时刻及位置的浓度计算模型,确定了影响卸矿产尘的主要因素。同时,研究了气水喷雾和泡沫降尘原理,得出雾滴粒径和润湿能力是影响气水喷雾降尘以及发泡量和泡沫稳定性是影响泡沫降尘效果的关键因素。为研究多中段溜井卸矿参数对粉尘产运规律的影响,运用相似理论推导出卸矿粉尘产生和运动相似准则数,建立了多中段溜井卸矿粉尘产运规律相似实验平台,进行了卸矿参数影响冲击风速及粉尘浓度变化规律的相似实验。通过对0.4kg/s、0.6kg/s、0.8kg/s、1.0 kg/s、1.2 kg/s五个卸矿流量下的卸矿产尘实验研究,得出卸矿流量为1.0 kg/s时,卸矿产尘量最大,多中段溜井第三、四中段为主要产尘中段;通过对卸矿总量、矿石粒径、卸矿高度、含水率影响卸矿产尘实验得出,卸矿总量和卸矿高度与卸矿产尘呈正相关,矿石粒径及含水率与卸矿产尘呈负相关。采用高速摄影机研究了冲击气流与卸矿粉尘间的动态变化关系,得出粉尘的运动滞后于冲击气流,第四中段冲击气流运动速度是粉尘运动速度的2.64倍,矿石下落过程中产尘量占总卸矿产尘量的78%,落入矿仓后的产尘量占总产尘量的22%。同时,采用数值模拟对不同卸矿参数下的产尘情况进行验证,得出了溜井中段数量与产尘位置间的关系,确定了粉尘在联络巷内随时间及空间变化的扩散规律,建立了卸矿口冲击风速及粉尘浓度预测模型,为气水喷雾降尘装置的安装位置选择及气水喷雾和泡沫降尘装置的开启关闭时间设置提供依据。针对多中段溜井卸矿口粉尘扩散特点,通过气水喷雾降尘实验优化了气水喷雾参数,确定出最佳气水流量比为110~145,并优选出浓度0.005%的表面活性剂提高气水喷雾降尘能力;根据对发泡量和泡沫稳定性等发泡参数的研究,确定出泡沫降尘最佳发泡剂配方,最优发泡气液比为31,发泡倍数为21。按照相似实验及数值模拟得出的卸矿粉尘产运规律,确定了多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统的硬件组成,开发了卸矿粉尘联动控制系统软件;通过多中段溜井卸矿粉尘产运规律相似实验模型的降尘实验得出,该系统对第三、四中段全尘的降尘率分别为79.2%和84.1%,呼尘的降尘率分别为71.2%和78.6%;将联动控制系统的气水喷雾降尘装置应用于现场第四中段卸矿口,全尘的降尘率达到82.5%,呼尘的降尘率为76.8%,取得了良好的降尘效果,为其他矿井卸矿粉尘治理提供了一种新方法。
佘端[5](2021)在《相对论磁流体力学的理论研究》文中认为在温度大于1012K的早期宇宙中,由质子和中子组成的普通物质被溶解成夸克和胶子组成的等离子体。这种原始物质状态被称为夸克-胶子等离子体(QGP),可以通过相对论重离子对撞机(RHIC)和大型强子对撞机(LHC)的相对论重离子对撞对其特性进行研究。研究QGP的理论基础是强相互作用的色SU(3)规范理论,即量子色动力学(QCD)。为了使QCD预言和实验数据之间建立联系,必须开发一套描述相对论重离子碰撞中产生的热致密物质时空演化的一般框架。相对论流体力学辅以合适的初始条件是已知的这样一个框架。近年来,理论上和实验上都认识到了在假设完美QGP流体之外考虑耗散效应的重要性。我们首先介绍热力学基本定律和推导将在本论文后面用到的热力学关系。接着,简要回顾了相对论理想流体力学并推导理想流体守恒流的一般形式和其运动方程。利用流体力学四维速度的定义,给出了协变热力学关系。利用热力学第二定律推导出Navier-Stokes理论的协变版本。本文讨论了相对论Navier-Stokes理论存在的一些问题,即理论的因果性和不稳定性。我们也回顾了 Israel-Stewart理论,并展示如何从热力学第二定律推导因果流体力学方程。非对心重离子碰撞会产生极强的磁场和巨大的轨道角动量。在相对论重离子碰撞实验RHIC能量下,对撞产生的磁场预计高达1018高斯,在大型强子对撞机LHC能量下,磁场将高达1019高斯。这种瞬变电磁场在夸克胶子等离子体的流体力学描述中可能产生各种新的效应。在强磁场背景下,需要引入流体和磁场的耦合方程以及磁场的演化方程,于是流体力学模型将会扩展成相对论磁流体力学(MHD)。首先介绍了相对论磁流体和相对论理想磁流体力学的基本知识。然后,介绍了1+1维相对论理想磁流体力学中Bjorken流解析解的工作,该工作也是我们第一个工作的理论基础。中间快度区域束流方向膨胀的夸克胶子等离子体可以用1+1维Bjorken流较好的描述。这导致末态粒子谱平坦的快度分布,但与RHIC和LHC的观测结果不一致。而且,实际情况下,中间快度的能量密度比Bjorken流下降得更快。虽然Bjorken解被广泛使用,但流体力学的纵向膨胀动力学似乎能够为初始能量密度的估计和末态的描述提供更真实地估计。因此,我们研究了均匀横向磁场下1+1维相对论磁流体力学的纵向加速度效应,并且给出了特殊状态方程下能量密度的解析解和一般状态方程下能量密度的数值解。结果表明纵向加速度参数、磁场衰减参数、初始磁化参数和状态方程参数对系统能量密度演化有不寻常的效应。最后,也介绍了含磁化效应的均匀横向磁场背景下1+1维相对论磁流体力学中Bjorken流解析解的工作,该工作也是我们第一个工作的理论基础。此外也介绍了相对论耗散磁流体力学的工作,这个工作对我们第三个工作有一定启发意义。接着介绍了反常流体最早期的工作,通过热力学关系可以确定一些输运系数,而且这块内容是目前的新动向。接着我们详细介绍了我们的第二个工作,由含纵向加速度的1+1维相对论电阻磁流体力学模型给出了电磁场解析解和能量密度分布的数值解。该研究表明,由于电磁场的存在,流体能量密度比Bjorken流下降得更快,即能量流到大快度区域。受到自旋流体力学有关工作的启发,基于粘滞流体的理论基础,我们将其推广到角动量粘滞流体的初期理论领域,基于理想流体引入一阶耗散量来描述粘滞流体,其中用到匹配条件、耗散量张量分解、速度场的定义等标准粘滞流体推导技巧,并通过热力学第二定律推导出角动量粘滞一阶流体理论,希望提供一种能解释Λ超子极化效应的流体力学模型。
严浩[6](2021)在《具有广义肩关节的上肢康复机器人机构设计分析及人机协同控制研究》文中认为目前针对上肢康复机器人的研究已经较为深入,考虑人体肩关节复合结构的康复机器人是目前研究的趋势。同时上肢康复机器人的研究中还存在人机相容性差、人机舒适度差、患者运动意图识别不精准等问题。本文针对以上研究问题,从构型设计与人机分析、机构优化与结构设计、变安全区域下轨迹规划、人机协调控制策略、实验平台搭建与实验验证五个方面对具有广义肩关节的上肢康复机器人进行研究,具体研究内容如下:基于人体上肢生理解剖结构和关节运动机理,建立人体上肢等效机构模型。并引入ISB(International Society of Biomechanics)肢体运动描述方法,以及肩胛带各关节与盂肱关节之间运动角度函数关系。在此基础上搭建外骨骼-人体封闭运动链,进行外骨骼康复机器人人机运动相容型构型设计。基于Hunt公式求解恰约束或欠约束条件下需引入被动驱动自由度数。针对广义肩关节结构,依据运动学约束方程,提出多种主被动驱动组合方案。优选出两种方案分别进行运动学性能分析比较,确定最优人机相容型康复机械臂构型方案。针对所优选构型肩关节处电机个数多、工作空间受限的问题,提出一种在给定工作空间条件下对机械臂肩关节转动轴线夹角进行优化的方法。首先利用指数积公式和Paden-Kahan子问题,分别求解了机械臂盂肱关节的三个转动副运动学正反解,然后提出一种角度评价指标对转动轴线夹角进行优化。利用MATLAB软件分析机械臂盂肱关节与人体的干涉情况,给出机械臂盂肱关节相对于人体的最优安装位姿,求解优化后的上肢康复机器人结构的运动学正反解。最后基于上肢康复机器人的临床设计要求、人体肢体尺寸和关节运动空间,对具有广义肩关节的上肢康复机器人进行结构设计。基于不同患者的病情差异性,提出上肢康复机器人变安全运动区域概念。基于传统的上肢康复训练方案,提出在不同平面内进行轨迹运动的康复方案,并利用图解法分别对几个代表性的训练平面内安全运动区域边界进行求解。应用五次多项式插值法分别对矢状面、桌面高度水平面内的直线和圆周轨迹进行规划。针对上肢康复机器人与人体碰撞的安全隐患,提出一种康复过程中不同体姿下的人机安全距离数学模型。分别在患者肢体运动意图识别和康复机器人人机协调控制策略两个方面进行研究,首先建立基于力学传感器的患者主动运动意图识别模型,确定关节角度、传感器检测力/力矩和人机交互力之间的映射关系。其次提出基于末端人机交互力的导纳控制策略,利用MATLAB软件搭建了上肢康复机器人Simulink仿真模型,验证在末端人机交互力的影响下机械臂的柔顺性;定义康复辅助力计算方法,形成康复机器人助力训练控制策略;基于量子粒子群和支持向量机混合算法,建立患者的主动参与程度评价模型。搭建上肢康复机器人实验平台并进行相应的验证实验,首先对肩关节机构优化前后可达工作空间进行对比,实验验证优化后的肩关节机构工作空间变大。随后对人机交互力映射模型进行实验验证。然后分别在矢状面和桌面高度水平面内进行直线、圆周轨迹跟踪实验,跟踪误差均在康复训练允许范围之内。最后在10名健康志愿者的参与下,对患者主动参与训练程度的评价模型进行实验验证。
钟海超[7](2021)在《带电非球形沙粒电磁散射特性及其应用研究》文中研究说明在沙尘系统中,如风沙流、沙尘暴、沙尘气溶胶等,沙粒一般为非球形颗粒。这些非球形沙粒在大气湍流中输运和沉降时,沙粒间以及沙粒与其它物质间频繁地碰撞、接触,导致沙粒间产生电荷转移,使沙粒表面携带一定量的净电荷。不仅如此,在风的湍动作用下,非球形沙粒的姿态也会随机改变。目前为止,沙粒系统中带电沙粒的形状和姿态对电磁波散射特性的影响仍尚不明确。精确预测沙尘系统的散射特性不仅是评估雷达和卫星等技术对沙尘系统监测结果的关键,还是高速无线通信质量的保证,也对理解沙尘气溶胶的微观物理/光学现象、大气辐射收支平衡等具有重要意义。因此,本文围绕非球形带电沙尘系统中沙粒形状、姿态和表面带电等因素对电磁波散射特性的影响,首次建立了带电非球形沙粒散射模型,研究了带电非球形沙尘系统对电磁波的消光增强、退偏振和多次散射效应等。主要内容如下:首先,针对带电非球形沙粒对电磁波的散射问题,基于T矩阵理论,建立了带电非球形沙粒的散射模型,导出了带电非球形沙粒散射场的求解公式。并以旋转椭球沙粒为例,数值计算了不同形状、取向角和电荷密度下带电椭球沙粒的消光截面,预测了电磁波穿过带电非球形沙尘系统后的衰减系数。结果表明沙粒的形状和取向角不同时,沙尘颗粒对电磁波的消光存在显着差异。当电磁波沿沙粒对称轴入射时,等体积球的消光能力大于长椭球的消光能力,而小于扁椭球的消光能力;若取向角等于90°时,长椭球的消光截面达到最大值,而扁椭球达到最小值;当尺度参数(颗粒半径与波数的乘积)x≈2e-4,和长椭球沙粒表面电荷密度为-200μC/m2时,消光可增强高达3~4倍。其次,针对带电非球形沙尘系统对电磁波的退偏振问题,基于传输矩阵模型和带电非球形沙粒散射模型,导出了带电沙粒形状和取向角随机分布时,带电非球形沙尘系统对电磁波的差分衰减、差分相移和交叉极化鉴别率(XPD)。并研究了不同参数下电磁波穿过带电非球形沙尘系统后的差分衰减、差分相移以及退偏振,结果表明沙尘系统中3~37GHz圆偏振波比相应频率线偏振波的退偏振严重,且频率越高入射波的退偏振效应越严重,如37 GHz圆偏振波的XPD要比同频率线偏振波的XPD小16d B/km,比3GHz圆偏振波的XPD小30d B/km。首次研究了3-37GHz微波穿过沙尘系统时共偏振衰减(CPA)与XPD的统计关系,并给出了沙粒表面带电时CPA-XPD的经验关系。结果表明当频率小于15GHz时沙粒表面电荷可显着增强微波在沙尘系统中的退偏振效应;且CPA=1dB,操作频率?=10GHz时,沙粒引起的XPD比雨滴引起的XPD约低2.5倍。最后,针对电磁信号在长距离和低能见度的沙尘系统中传输时的多次散射问题,利用蒙特卡洛方法模拟了电磁波在沙尘系统中的辐射传输,并根据Beer-Lambert定律导出了电磁波通过沙尘系统后的透射率和衰减系数,给出了需要考虑电磁波多次散射效应时沙尘系统的能见度阈值。结果表明沙尘天气的能见度和电磁波的传播距离是导致电磁波多次散射的主要因素,且沙粒表面电荷和沙粒形状都能显着增强多次散射效应。同时,测量了近红外(NIR)和可见光(VIS)波段电磁波通过沙尘系统的透射率和衰减系数,并与理论预测结果进行了比较,研究表明考虑沙粒形状、表面带电和多次散射效应时,带电沙尘系统对电磁波衰减系数的计算结果与实验结果更吻合,特别是低能见度沙尘系统,如能见度低于100m,必须考虑NIR和VIS波段电磁波的多次散射。
杨皓翔[8](2021)在《骨盆快速复位系统的设计与实现》文中指出随着机器人技术的不断发展,手术机器人已经成为了热门的研究领域,大多用于外科领域,但涉及骨盆骨折的手术机器人以导航定位功能为主,在进行使用机器人进行骨盆复位方面尚处于研究阶段。不稳定骨盆骨折是世界上最为危险的骨折之一,骨盆骨折通常还伴随着其他更为危险的身体损伤,为了挽救生命通常不能在第一时间对骨盆予以校正,错过对骨盆的最佳救治时间。并且为了达到满意的效果,医生在进行骨盆复位时在术中不断使用X射线进行检查以对复位进行修正,医生受到大量的辐射伤害,克服患者肌肉阻力的手术动作也十分耗费体力,这样骨盆的机器人复位装置的研究就显得尤为必要。本课题来源于电子科大与四川大学华西医院的合作项目,着重研究涉及针对Tile分型中C1型骨盆骨折的复位装置,本文的主要工作有:(1)阐述了骨盆骨折治疗方式的发展历程,以及国内外手术机器人的研究现状。再对骨盆的解剖结构进行阐述,并介绍了骨盆骨折的分型,明确了C1型骨盆骨折的特征。并阐述了临床医生的手术大体方式与影像学知识,利用已经通过mimics软件对临床患者的CT图像建立的骨盆三维实体,对骨盆骨折的典型运动旋转移位进行估算。(2)对骨盆复位系统进行了方案设计,对采用并联机构或是串联机构方案进行分析,对已经有用于研究的一款使用并联机构进行骨盆骨折复位的样机进行了运动学建模和针对骨盆特定旋转方式的逆解,阐述了本文使用串联机械臂的理由。在移位角度估算的需求分析参数要求下对串联机器人进行了调研分析,选取了合适的一款串联机械臂并对其进行了运动学建模。(3)对比了自设计三平动三旋转关节的六自由度复位装置与全旋转关节六自由度机械臂这两种方案各自的优劣,针对所选串联机械臂提出了两种连接骨盆复位螺钉与机械臂末端的思路,对其进行了机械结构设计,证明了其可行性。并提出了控制系统的设计方案。
李潇旋[9](2020)在《静态与循环荷载下非饱和土的弹塑性双面模型研究》文中进行了进一步梳理非饱和土在地表浅层分布广泛,是一种由固相、液相和气相组成的多孔介质,通常具有非线性、各向异性、结构性、循环塑性等特性。由于固、液、气三相的耦合作用,非饱和土在静态、尤其是动态荷载作用下的本构特性非常复杂。目前,虽然静态荷载下非饱和土本构模型的研究已取得不少成就,但动态荷载下非饱和土的本构特性及本构模型的研究仍处于起步阶段。本论文以非饱和土地区的岩土工程为背景,依托国家自然科学基金面上项目(编号:50579002),在塑性增量流动理论的框架内,将Li和Meissner提出的一种描述材料循环塑性的硬化准则(简称Li-Meissner硬化法则)拓展用于非饱和土,在非饱和土水-力耦合特性的基础上,重点对循环荷载作用下非饱和土的弹塑性双面模型进行研究,其中考虑了非饱和土的结构性、各向异性及超固结特性的影响。本文的主要工作和研究成果如下:(1)将Li-Meissner硬化准则与非饱和土的BBM模型相结合,基于非饱和土的受力变形与屈服特性,首先建立了边界面和加载面的几何方程;其次,推导了边界面和加载面在应力空间中的演化规律,即先确定每一个加载事件中边界面和加载面的大小和位置,然后通过一致性条件导出土的塑性硬化模量;最后,建立了一个非饱和黏性土的弹塑性双面模型。在此基础上,考虑非饱和土在常吸力和常含水率三轴试验中应力路径在(p,q)平面上的演化及特性,将所建模型用于描述这两种试验中非饱和土的本构关系。(2)以Wheeler等提出的水-力耦合理论为基础,结合在非饱和土中拓展的Li-Meissner硬化准则,首先假设(p¢,q,s*)应力空间中初始SI/SD屈服面为边界面,且边界面内任何吸力增加/减小将立即引起非饱和土塑性饱和度的变化;其次,对LC和SI/SD面均建立双面模型,两套模型都可独立进行模拟计算,模型中采用水-力耦合的塑性硬化法则考虑水对力和力对水的影响;最后,通过一致性条件和插值法则推导出塑性硬化模量的计算公式,建立非饱和土水-力耦合的组合双面模型。(3)在Sun等提出的含孔隙比的SWCC模型基础上,结合弹塑性双面模型建模方法,首先假设边界面内任意应力增量都会引起弹塑性变形,采用插值法则计算当前应力点的塑性硬化模量;其次,利用含孔隙比的SWCC模型推导变形作用下的非饱和土水力特性的变化;最后,建立了一个非饱和土水-力特性耦合的弹塑性双面模型。(4)在研究工作(1)的基础上,通过:(a)引入体积破损率作为表征土体结构破损的参数,采用能反映土体结构性的边界面和加载面在应力空间中的演化来表征循环加载过程中非饱和结构性黏土的循环塑性特征和结构损伤过程;(b)引入反映各向异性的硬化参量,通过各向异性参量的初始值来反映土体的初始各向异性,利用旋转硬化法则描述循环加载过程中土体各向异性的变化规律,边界面和加载面在应力空间中的演化由塑性硬化与旋转硬化准则双重控制;(c)针对等压卸载形成的超固结非饱和土,提出了相应的边界面和加载面塑性硬化法则以描述超固结非饱和土的动态力学特性。通过以上三种不同的建模途径,分别建立了描述结构性、各向异性与超固结非饱和黏性土的弹塑性双面模型。本文所建的不同类型非饱和土弹塑性双面模型的合理性和适用性都得到了项目组动态三轴试验结果和相关研究者已发布试验结果的验证,这些本构模型将有助于分析交通荷载、风载、地震等循环动荷载作用下非饱和土地(路)基的动力响应问题,具有重要的理论意义和实际工程应用价值。
刘洪博[10](2020)在《基于传输线理论的HEMP耦合特性分析》文中进行了进一步梳理大到国防事业,小到个人出行,电子设备被广泛用于各个领域中。倘若某些关键设备失效,可能会导致系统瘫痪,造成难以估量的损失,甚至威胁国家安全。高空核爆电磁脉冲(HEMP)具备强大的电磁干扰能力,在100 km高空爆炸辐射的宽频谱、高强度电磁脉冲可以损毁半径1100 km范围内未设防的电子系统,为了传递信号而无法做到完全屏蔽的传输线、天线等设备更是容易受其影响。因此,研究HEMP耦合特性具有较大的研究意义和工程价值。本文主要针对HEMP辐射敏感度测试中的EMP模拟器以及前门耦合中的天线、传输线耦合响应作了分析,且将传输线作为重点,研究了传导和辐照两种情形下的负载响应。具体工作如下:一、根据传输线理论,分析传输线在时域和频域下的集总激励源响应。其中时域使用FDTD方法求解,频域运用BLT方程以及链参数方程求解。用FDTD方法模拟了非平行传输线的时域串扰响应,有耗地面架设传输线的串扰响应则是用了频域方法求解。二、分别研究了HEMP对天线和传输线两种耦合路径的影响。在处理天线耦合问题时,运用FDTD方法建立离散网格化的鞭状天线模型,模拟了在不同入射角度下天线同轴连接器中采样点的感应电场值。针对HEMP作为平面波入射时的场-线耦合问题,建立传输线的分布式激励源模型,仿真分析了不同入射角度、极化方向以及传输线长度对负载端响应的影响。三、研究了用于电磁辐射敏感度测试的EMP模拟器,建立了有界波模拟器模型,该模型由两根架空的传输线以及理想地平面组成,为两导线注入脉冲源后,导线等效为偶极子天线向外辐射电磁场,运用时域算法在计算机中模拟出半空间中的辐射场,记录不同测试位置电场波形的上升沿以及半波宽度两个参数,与HEMP标准时域波形对比验证该模型的可行性。
二、N-S方程在不同坐标中的直接导出(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、N-S方程在不同坐标中的直接导出(论文提纲范文)
(1)裂隙含水层水位波动的分形特征及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 煤层底板突水研究现状 |
1.2.2 裂隙网络随机生成及分形研究 |
1.2.3 水位波动分形理论 |
1.3 研究内容与技术路线 |
2 分形理论基础 |
2.1 分形概念与性质 |
2.2 分形维数 |
2.2.1 盒维数法 |
2.2.2 功率谱法 |
2.3 时间序列的赫斯特指数及功率谱 |
2.3.1 赫斯特指数 |
2.3.2 功率谱计算原理 |
2.4 本章小结 |
3 岩体裂隙网络的随机生成及分形维数求取 |
3.1 蒙特卡罗法基本原理 |
3.2 二维裂隙网络的随机生成 |
3.2.1 裂隙产状及其概率分布模型 |
3.2.2 二维裂隙模拟的基本假定 |
3.2.3 二维裂隙网络模型的实现 |
3.2.4 算例 |
3.3 三维裂隙网络随机生成 |
3.3.1 Baecher裂隙圆盘模型 |
3.3.2 裂隙迹长及大小分布确定 |
3.3.3 裂隙密度及模拟 |
3.4 三维裂隙网络分维值 |
3.4.1 裂隙网络生成 |
3.4.2 裂隙网络分维值 |
3.5 本章小结 |
4 裂隙水流水位波动分形特征数值模拟 |
4.1 软件简介及裂隙网络数值网格化 |
4.1.1 FLAC~(3D)渗流分析原理 |
4.1.2 裂隙网络数值网格技术 |
4.2 高斯白噪声流量边界下水位动态响应 |
4.2.1 渗流模型建立 |
4.2.2 水位波动时间序列 |
4.2.3 功率谱图特征 |
4.3 分形流量边界下水位动态响应 |
4.3.1 分形布朗运动 |
4.3.2 分形高斯噪声 |
4.3.3 时间序列生成 |
4.3.4 水位波动时间序列 |
4.3.5 功率谱图特征 |
4.4 含水层性质对水位波动影响 |
4.4.1 渗透系数的影响 |
4.4.2 导水陷落柱的影响 |
4.5 本章小结 |
5 潘谢矿区太灰上段钻孔水位波动分形特征 |
5.1 潘谢矿区太灰上段水位时间序列 |
5.1.1 矿区水文地质条件 |
5.1.2 水位波动时间序列 |
5.2 水位波动的功率谱图 |
5.3 潘谢矿区断裂网络分形特征 |
5.3.1 断层分维值计算 |
5.3.2 灰岩水位时间序列分维值和断层分维值的对比 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)铁路货车转向架弹簧拆卸系统的设计与分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 转向架检修研究现状 |
1.3.2 检修装备的应用现状 |
1.3.3 机械抓手的研究现状 |
1.4 研究的主要内容 |
2 弹簧拆卸系统整体方案设计 |
2.1 方案设计与规划 |
2.1.1 任务需求分析 |
2.1.2 目标与要求 |
2.1.3 整体规划 |
2.2 转向架传送和吊装模块 |
2.2.1 运送装置 |
2.2.2 吊装装置 |
2.3 弹簧拆卸和运输模块 |
2.3.1 机器人的选型 |
2.3.2 弹簧运送装置 |
2.4 本章小结 |
3 基于任务的机械臂运动学分析 |
3.1 机器人结构参数的建立 |
3.1.1 刚体的位姿描述 |
3.1.2 齐次坐标变换 |
3.1.3 建立D-H坐标系 |
3.2 机械臂正运动学求解 |
3.2.1 正运动学的求解 |
3.2.2 正运动学的验证 |
3.3 机械臂逆运动学求解 |
3.3.1 逆运动学的求解 |
3.3.2 逆运动学的验证 |
3.4 机械臂速度雅克比矩阵 |
3.4.1 雅克比矩阵的求解 |
3.4.2 机械臂的奇异性分析 |
3.5 本章小结 |
4 弹簧抓手的设计和分析 |
4.1 弹簧抓手的需求分析 |
4.1.1 抓手设计需求 |
4.1.2 抓手功能要求 |
4.2 功能型抓手的设计 |
4.2.1 包裹型抓手 |
4.2.2 主动型抓手 |
4.3 特种抓手的设计与分析 |
4.3.1 抓手结构设计 |
4.3.2 抓手受力分析 |
4.4 抓手的电机选型 |
4.4.1 抓手性能对比 |
4.4.2 驱动电机选型 |
4.5 本章小结 |
5 轨迹规划的仿真实验和结果 |
5.1 机械臂工作空间 |
5.2 机械臂轨迹规划 |
5.2.1 关节空间轨迹规划 |
5.2.2 笛卡尔空间轨迹规划 |
5.3 本方案的轨迹规划仿真 |
5.3.1 抓取任务轨迹规划 |
5.3.2 弹簧拆卸任务仿真 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 超临界CO_2在聚合物成型中的应用 |
1.4 超临界CO_2的溶解对聚合物成型的影响 |
1.5 国内外研究现状 |
1.5.1 超临界CO_2在聚合物中溶解实验研究 |
1.5.2 超临界CO_2在聚合物中溶解计算模型研究 |
1.5.3 超临界CO_2在聚合物中溶解模拟研究 |
1.6 研究现状分析 |
1.7 研究内容与技术路线图 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 研究技术路线图 |
1.8 论文组织结构 |
1.9 本章小结 |
第2章 超临界CO2 在聚合物中溶解的理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 流体力学基本控制方程 |
2.2.1 质量守恒方程 |
2.2.2 动量守恒方程 |
2.2.3 能量守恒方程 |
2.3 吸附动力学方程 |
2.3.1 吸附的原因 |
2.3.2 吸附的分类 |
2.3.3 吸附等温方程 |
2.3.4 常见的吸附曲线 |
2.4 溶解计算模型 |
2.5 扩散速率 |
2.6 聚合物的溶胀 |
2.7 粘度模型 |
2.7.1 Power Law模型 |
2.7.2 Carreau模型 |
2.7.3 Cross-WLF模型 |
2.7.4 Bingham模型 |
2.7.5 Herschel-Bulkley模型 |
2.8 状态方程 |
2.8.1 单域Spencer-Gilmore状态方程 |
2.8.2 双域Tait状态方程 |
2.9 本章小结 |
第3章 静态条件下超临界CO_2在PS中的溶解机理及实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 吸附—扩散溶解理论分析 |
3.2.1 界面吸附机理 |
3.2.2 界面传质(扩散)机理 |
3.3 实验原理 |
3.4 实验装置 |
3.4.1 实验装置主体 |
3.4.2 加热系统 |
3.4.3 增压系统 |
3.4.4 混合搅拌系统 |
3.4.5 测量系统 |
3.4.6 数据采集系统 |
3.5 实验材料及实验流程 |
3.5.1 实验材料 |
3.5.2 实验流程 |
3.6 结果分析 |
3.6.1 溶解量 |
3.6.2 溶解度 |
3.6.3 溶解速率 |
3.7 本章小结 |
第4章 超临界CO_2在PS中扩散系数的实验与溶解模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验装置和方法 |
4.2.3 扩散系数的测定 |
4.3 扩散系数的影响因素 |
4.3.1 分子量对扩散系数的影响 |
4.3.2 温度和压力对扩散系数的影响 |
4.3.3 溶解量对扩散系数的影响 |
4.4 模拟算例 |
4.4.1 模型建立 |
4.4.2 扩散模型 |
4.4.3 设置材料属性 |
4.4.4 初始条件与边界条件 |
4.4.5 创建网格 |
4.4.6 后处理 |
4.5 验证与讨论 |
4.5.1 溶解量 |
4.5.2 溶解速率 |
4.6 本章小结 |
第5章 剪切对超临界CO_2在聚合物中溶解影响的数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 有限元模拟 |
5.2.1 基本假设 |
5.2.2 几何模型 |
5.2.3 控制方程 |
5.2.4 初始条件与边界条件 |
5.2.5 材料模型与参数 |
5.2.6 创建网格 |
5.2.7 后处理 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 溶解量 |
5.3.2 溶解速率 |
5.4 本章小结 |
第6章 搅拌对超临界CO_2在聚合物中溶解影响的数值模拟 |
6.1 引言 |
6.2 直线式销钉搅拌条件下的溶解模拟 |
6.2.1 几何模型 |
6.2.2 创建网格 |
6.2.3 结果与讨论 |
6.3 弯曲式销钉搅拌条件下的溶解模拟 |
6.3.1 几何模型 |
6.3.2 创建网格 |
6.3.3 结果与讨论 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 引言 |
7.2 主要结论 |
7.3 主要创新点 |
7.4 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(4)多中段溜井卸矿粉尘产运规律与控制技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
符号清单 |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 选题意义与课题来源 |
2.1.1 选题的意义 |
2.1.2 课题来源及目的 |
2.2 多中段溜井卸矿粉尘产运规律研究现状 |
2.2.1 冲击气流产生规律研究现状 |
2.2.2 卸矿粉尘的产生规律研究现状 |
2.2.3 卸矿粉尘运移规律研究现状 |
2.3 多中段溜井卸矿粉尘控制技术研究现状 |
2.4 主要存在及有待解决的问题 |
2.5 研究内容与方法 |
2.5.1 研究内容 |
2.5.2 研究方法 |
2.5.3 技术路线 |
3 多中段溜井卸矿粉尘产运理论和控制原理研究 |
3.1 冲击气流产生机理及影响因素研究 |
3.1.1 冲击气流的形成及特征分析 |
3.1.2 冲击气流产生机理及影响因素 |
3.2 卸矿粉尘产生机理及影响因素研究 |
3.2.1 卸矿粉尘产生机理 |
3.2.2 卸矿粉尘产生影响因素 |
3.3 卸矿粉尘运移理论模型建立 |
3.3.1 冲击气流运动模型 |
3.3.2 卸矿粉尘扩散模型 |
3.4 卸矿粉尘气水喷雾及泡沫降尘原理 |
3.4.1 气水喷雾降尘原理 |
3.4.2 泡沫降尘原理 |
3.5 本章小结 |
4 多中段溜井卸矿粉尘产运规律相似实验研究 |
4.1 金属矿山多中段溜井卸矿粉尘产运规律实测 |
4.1.1 金属矿山多中段溜井基本概况 |
4.1.2 现场测点布置及实测结果分析 |
4.2 多中段溜井相似实验平台的建立 |
4.2.1 相似理论及相似准则数的推导 |
4.2.2 多中段溜井相似实验模型的建立 |
4.2.3 相似实验监测设备及测定方法 |
4.3 单一卸矿流量下粉尘产运规律实验研究 |
4.3.1 冲击风速及粉尘浓度变化规律实验分析 |
4.3.2 实验结果与现场实测结果对比分析 |
4.4 不同卸矿参数变化对粉尘产运规律影响的实验研究 |
4.4.1 卸矿量变化对粉尘产运规律的影响 |
4.4.2 矿石粒径及卸矿高度变化对粉尘产运规律的影响 |
4.4.3 矿石含水率变化对粉尘产运规律的影响 |
4.5 基于高速摄影的卸矿粉尘运动规律及产生量研究 |
4.5.1 高速摄影系统建立及参数设置 |
4.5.2 高速摄影机拍摄结果分析 |
4.6 本章小结 |
5 多中段溜井卸矿粉尘产运规律数值模拟研究 |
5.1 多中段溜井卸矿粉尘产运模拟控制模型 |
5.2 多中段溜井模型建立及模拟参数设置 |
5.2.1 模型的建立及网格划分 |
5.2.2 模型网格质量分析 |
5.2.3 模拟参数的设置 |
5.3 不同中段数量溜井卸矿粉尘产运特征模拟 |
5.3.1 不同时刻下冲击气流及粉尘运动规律 |
5.3.2 多中段溜井断面流场及粉尘粒径变化 |
5.3.3 模拟结果与实验结果对比分析 |
5.4 卸矿参数变化对粉尘产运规律影响的模拟研究 |
5.4.1 卸矿参数变化对联络巷内冲击气流影响 |
5.4.2 卸矿参数变化对联络巷内粉尘浓度影响 |
5.5 卸矿参数变化对粉尘产运规律影响的正交模拟研究 |
5.5.1 卸矿参数正交模拟 |
5.5.2 冲击风速及粉尘浓度预测模型研究 |
5.5.3 冲击风速及粉尘浓度预测模型的含水率修正 |
5.6 本章小结 |
6 多中段溜井卸矿粉尘控制技术研究 |
6.1 卸矿口气水喷雾降尘技术研究 |
6.1.1 气水喷雾实验系统 |
6.1.2 气水喷雾雾化及降尘效果分析 |
6.2 矿仓喷射泡沫降尘技术研究 |
6.2.1 发泡性实验研究 |
6.2.2 矿仓喷射泡沫降尘实验 |
6.3 多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统的开发 |
6.3.1 卸矿粉尘联动控制要求及方法 |
6.3.2 卸矿粉尘联动控制系统硬件组成及实现 |
6.3.3 卸矿粉尘联动控制系统软件的开发 |
6.4 多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统降尘效果分析 |
6.4.1 多中段溜井卸矿联动降尘实验效果分析 |
6.4.2 多中段溜井卸矿口气水喷雾现场降尘效果 |
6.5 本章小结 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议与展望 |
参考文献 |
附录A 粉尘云灰度图映射转换粉尘浓度云图程序片段 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)相对论磁流体力学的理论研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 相对论重离子碰撞与夸克胶子等离子体简介 |
1.2 相对论流体力学 |
1.3 相对论耗散流体力学的问题 |
1.4 约定和符号 |
1.5 本文提纲 |
第二章 热力学和相对论流体力学 |
2.1 热力学 |
2.2 相对论理想流体力学 |
2.3 协变热力学 |
2.4 相对论耗散流体力学 |
2.4.1 匹配条件 |
2.4.2 耗散量的张量分解 |
2.4.3 速度场的定义 |
2.4.4 相对论Navier-Stokes理论 |
2.4.5 Israel-Stewart理论 |
2.5 本章小结 |
第三章 相对论理想磁流体力学 |
3.1 洛伦兹变换 |
3.2 相对论气体动力学和能动量张量 |
3.3 电磁场张量和麦克斯韦方程 |
3.4 相对论理想磁流体力学 |
3.5 1+1维相对论磁流体力学中的解析Bjorken流 |
3.6 含纵向加速度的1+1维相对论磁流体力学 |
3.7 含磁化效应的1+1维相对论磁流体力学 |
3.8 本章小结 |
第四章 相对论电阻磁流体力学 |
4.1 相对论耗散磁流体力学 |
4.2 反常磁流体力学 |
4.3 含纵向加速度的1+1维相对论电阻磁流体力学 |
4.4 本章小结 |
第五章 角动量粘滞流体力学 |
5.1 角动量理想流体力学 |
5.1.1 热力学 |
5.1.2 角动量理想流体力学 |
5.1.3 协变热力学 |
5.2 角动量粘滞流体 |
5.2.1 匹配条件 |
5.2.2 耗散量的张量分解 |
5.2.3 速度场的定义 |
5.2.4 一阶角动量粘滞流体力学 |
5.3 本章小结 |
第六章 工作总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
附录A 附录 |
A.1 坐标变换 |
A.1.1 Minkowski时空 |
A.1.2 光锥坐标 |
A.1.3 Milne坐标 |
A.2 电磁场变换规则 |
参考文献 |
在校期间发表的论文、科研成果等 |
致谢 |
(6)具有广义肩关节的上肢康复机器人机构设计分析及人机协同控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 上肢康复机器人机械系统国内外研究现状 |
1.2.1 末端牵引式上肢康复机器人 |
1.2.2 外骨骼式上肢康复机器人 |
1.2.3 具有广义肩关节外骨骼式上肢康复机器人 |
1.3 上肢康复机器人运动意图识别国内外研究现状 |
1.4 上肢康复机器人控制策略国内外研究现状 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 基于人体解剖结构的上肢康复机器人构型设计 |
2.1 引言 |
2.2 人体上肢运动学 |
2.2.1 人体上肢解剖结构 |
2.2.2 人体上肢等效机构模型 |
2.3 人机相容型机构构型设计 |
2.4 肩关节相容型机构构型设计 |
2.4.1 2P_a1P3R_a肩关节机构构型 |
2.4.2 5R_a1P肩关节机构构型 |
2.5 肩关节构型综合运动学性能分析 |
2.5.1 两种构型运动学反解及灵活性分析 |
2.5.2 两种构型可操作度椭球分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 上肢康复机器人机构设计与分析 |
3.1 引言 |
3.2 广义肩关节机构优化设计 |
3.2.1 盂肱关节机构优化设计 |
3.2.2 广义肩关节机构运动学分析 |
3.3 上肢康复机器人运动学分析 |
3.3.1 上肢康复机器人机械臂运动学正解 |
3.3.2 上肢康复机器人机械臂运动学反解 |
3.4 上肢康复机器人临床应用要求 |
3.5 上肢康复机器人机械系统模块化设计 |
3.5.1 关节模块设计 |
3.5.2 上肢康复机器人机械臂设计 |
3.5.3 上肢康复机器人机架设计 |
3.6 本章小结 |
第4章 上肢康复机器人训练轨迹规划 |
4.1 引言 |
4.2 安全运动区域及训练轨迹设计 |
4.2.1 水平面内训练轨迹设计 |
4.2.2 矢状面内示教轨迹设计 |
4.3 矢状面直线轨迹规划 |
4.3.1 直线轨迹速度与加速度分析 |
4.3.2 直线轨迹下关节速度连续方案 |
4.4 水平面圆周轨迹规划 |
4.5 安全距离数学模型 |
4.5.1 站姿下安全距离数学模型 |
4.5.2 坐姿下安全距离数学模型 |
4.6 本章小结 |
第5章 上肢康复机器人人机协调控制策略 |
5.1 引言 |
5.2 人机交互主动运动意图识别 |
5.2.1 人机交互力学模型 |
5.2.2 主动交互力解算 |
5.3 上肢康复机器人导纳控制策略 |
5.3.1 康复机械臂导纳控制模型 |
5.3.2 康复机械臂导纳控制仿真 |
5.4 上肢康复机器人助力训练控制策略 |
5.4.1 基于轨迹约束下的辅助力设计 |
5.4.2 助力训练控制策略及仿真 |
5.5 主动参与程度评价模型 |
5.6 本章小结 |
第6章 上肢康复机器人实验平台搭建与实验验证 |
6.1 引言 |
6.2 上肢康复机器人实验平台搭建 |
6.2.1 实验样机研制及控制系统安全性要求 |
6.2.2 电气硬件系统设计 |
6.3 上肢康复机器人样机基本性能实验 |
6.3.1 肩关节机构优化前后工作空间对比实验 |
6.3.2 机器人关节人机交互力验证实验 |
6.4 上肢康复机器人轨迹跟踪 |
6.4.1 矢状面内直线轨迹 |
6.4.2 水平面内圆周轨迹 |
6.5 患者主动参与度实验 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(7)带电非球形沙粒电磁散射特性及其应用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 沙尘系统中沙粒的基本属性 |
1.2.1 沙尘颗粒的粒径分布 |
1.2.2 沙尘颗粒的化学成分 |
1.2.3 沙尘颗粒的介电常数 |
1.2.4 沙尘颗粒的形状 |
1.2.5 沙尘颗粒的带电量 |
1.3 非球形颗粒的散射模型 |
1.3.1 旋转椭球的分离变量法(SVM) |
1.3.2 有限时域差分方法(FDTD) |
1.3.3 离散偶极近似法(DDA) |
1.3.4 T矩阵方法(TMM) |
1.3.5 几何光学近似法(GOA) |
1.4 电磁波在沙尘系统中传播的研究现状 |
1.4.1 沙尘系统对电磁波的衰减 |
1.4.2 颗粒表面带电对电磁波的消光增强 |
1.4.3 沙尘系统对电磁波的退偏振 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第二章 带电非球形沙粒散射模型及其求解 |
2.1 扩展边界条件法 |
2.1.1 任意非球形带电颗粒的散射T矩阵 |
2.1.2 旋转对称带电颗粒的散射T矩阵 |
2.1.3 带电球形颗粒的散射T矩阵 |
2.2 带电非球形沙粒的散射T矩阵验证 |
2.2.1 收敛性验证 |
2.2.2 与Lorenz-Mie理论的比较 |
2.2.3 与实验测量结果的比较 |
2.3 带电椭球沙粒的消光特性 |
2.4 带电椭球与等体积球消光截面的比较 |
2.5 不同入射角下带电椭球形沙粒的消光截面 |
2.6 带电椭球形沙粒的散射强度 |
2.7 本章小结 |
第三章 带电椭球形沙粒系统对电磁波的差分衰减和相移 |
3.1 电磁波在沙尘系统中的差分衰减和差分相移模型 |
3.1.1 沙粒取向角分布函数 |
3.1.2 沙粒h的分布函数 |
3.2 散射振幅矩阵 |
3.2.1 Rayleigh近似求解椭球振幅函数 |
3.2.2 带电T矩阵求解带电椭球颗粒的散射振幅函数 |
3.3 振幅函数Rayleigh解与T矩阵解的对比 |
3.4 电磁波差分衰减和相移的计算结果 |
3.4.1 电磁波偏振方向对差分衰减和相移的影响 |
3.4.2 沙粒取向对电磁波的差分相移和衰减的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 带电椭球形沙粒系统对电磁波的退偏振 |
4.1 传输矩阵模型(Transformation Matrix Model) |
4.2 考虑沙尘颗粒取向影响的XPD模型 |
4.2.1 沙尘颗粒随机取向的XPD模型 |
4.2.2 沙尘颗粒固定取向的XPD模型 |
4.3 沙尘系统中偏振微波的退偏振效应 |
4.3.1 模型验证 |
4.3.2 湍流强度对XPD的影响 |
4.3.3 偏振状态对XPD的影响 |
4.4 XPD与 CPA间的统计关系 |
4.4.1 沙尘系统中XPD与CPA关系的理论计算 |
4.4.2 沙尘系统的XPD-CPA与雨的XPD-CPA比较 |
4.4.3 沙粒表面带电对XPD-CPA统计关系的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 带电非球形沙尘系统对电磁波透射率和衰减的影响 |
5.1 电磁波在沙尘系统中的蒙特卡洛模拟 |
5.1.1 蒙特卡洛方法模拟透射率 |
5.1.2 蒙特卡洛光子包在沙尘颗粒系统中的运动 |
5.1.3 散射步长和散射角的随机抽样 |
5.1.4 蒙特卡洛模拟过程 |
5.2 沙尘系统中电磁波的多次散射 |
5.2.1 多次散射对微波透射率的影响 |
5.2.2 多次散射对衰减系数的影响 |
5.3 VIS和NIR波通过沙尘系统透射率的实验测量 |
5.3.1 测量原理及其过程 |
5.3.2 激光束的实验结果 |
5.4 沙尘系统对电磁波衰减系数的模拟值和实验值的对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 结束语 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究不足与展望 |
附录 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(8)骨盆快速复位系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 骨科手术的研究现状 |
1.2.2 国外手术机器人的研究现状 |
1.2.3 国内手术机器人的研究现状 |
1.3 课题的研究内容 |
第二章 骨盆复位系统的相关理论与技术 |
2.1 骨盆骨折的概述 |
2.1.1 骨盆的解剖结构分析 |
2.1.2 骨盆骨折的分型 |
2.2 骨盆的临床影像检查技术 |
2.2.1 CT成像的基本原理与DICOM标准医学图像 |
2.2.2 CT图像与CT值 |
2.2.3 X射线成像的基本原理 |
2.3 骨盆复位系统需求的参数估算 |
2.3.1 骨盆模型的获取 |
2.3.2 骨盆复位的手术方式 |
2.3.3 骨盆骨折移位量的估计 |
2.4 本章小结 |
第三章 骨盆快速复位系统技术方案设计 |
3.1 机器人空间位姿的矩阵表示 |
3.1.1 点与向量的矩阵表示 |
3.1.2 坐标系与刚体的表示 |
3.1.3 坐标系的变换 |
3.2 并联机构控制骨盆运动的反解 |
3.3 基于需求分析下串联机械臂的选型 |
3.3.1 DH参数法 |
3.3.2 UR10 机械臂的运动学正解 |
3.3.3 UR10 机械臂的运动学逆解 |
3.4 本章小结 |
第四章 骨盆快速复位装置的机构设计 |
4.1 Creo设计软件介绍 |
4.2 骨盆复位装置的两种方案对比 |
4.3 复位螺钉连接件的结构设计 |
4.3.1 螺钉把持方式 |
4.3.2 复位螺钉夹紧方案设计 |
4.3.3 复位螺钉夹紧装置结构设计 |
4.3.4 复位螺钉与机械臂末端连接机构设计 |
4.4 复位夹紧机构自由度的计算 |
4.5 本章小结 |
第五章 骨盆快速复位系统的控制系统设计 |
5.1 骨盆快速复位系统的任务 |
5.2 骨盆复位装置控制系统的体系结构 |
5.3 骨盆复位中机械臂应达空间位姿的计算 |
5.4 骨盆复位系统的控制软件 |
5.5 本章小节 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
硕士期间取得的成果 |
(9)静态与循环荷载下非饱和土的弹塑性双面模型研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.2 非饱和土本构特性的研究现状 |
1.2.1 吸力的概念和量测 |
1.2.2 非饱和土的应力状态变量 |
1.2.3 非饱和土的力学行为 |
1.2.4 非饱和土的持水行为 |
1.2.5 非饱和土的水-力耦合特性 |
1.2.6 非饱和土的本构模型 |
1.2.7 循环荷载下非饱和土的本构模型 |
1.2.8 非饱和土本构特性研究中存在的问题 |
1.3 研究内容和方法 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.4 研究技术路线 |
1.5 论文结构图 |
1.6 创新点 |
2 非饱和土弹塑性双面模型的理论框架 |
2.1 经典塑性增量理论 |
2.1.1 屈服准则 |
2.1.2 加载准则 |
2.1.3 强化法则 |
2.1.4 流动法则 |
2.1.5 一致性条件 |
2.1.6 增量形式的应力-应变关系 |
2.2 非饱和土的BBM模型 |
2.2.1 非饱和土的力学特性 |
2.2.2 屈服面方程 |
2.2.3 硬化法则和流动法则 |
2.2.4 增量应力应变关系 |
2.3 循环塑性及模拟方法 |
2.3.1 循环塑性与Masing方法 |
2.3.2 循环荷载下土的本构模型 |
2.4 LI-MEISSNER双面模型 |
2.4.1 Li-Meissner硬化准则 |
2.4.2 饱和土中的本构建模 |
2.4.3 在非饱和土中的应用 |
2.5 WHEELER水-力耦合模型 |
2.5.1 耦合机理分析 |
2.5.2 应力应变关系的推导 |
2.5.3 三轴试验应力路径及屈服面变化 |
2.5.4 水-力耦合矩阵及本构关系 |
2.6 SUN水-力耦合模型 |
2.6.1 SWCC的描述 |
2.6.2 水-力耦合关系 |
2.7 本章小结 |
3 循环荷载下非饱和土水-力耦合组合双面模型 |
3.1 非饱和土状态变量的选取 |
3.2 等向压缩试验模拟 |
3.2.1 加载面和边界面方程 |
3.2.2 流动法则和硬化法则 |
3.2.3 一致性条件和塑性硬化模量 |
3.2.4 增量弹塑性应力应变关系 |
3.3 常规三轴试验模拟 |
3.3.1 三轴剪切试验应力路径 |
3.3.2 应力路径沿着p′增大的方向 |
3.3.3 应力路径沿着p′减小的方向 |
3.4 循环加载模拟 |
3.4.1 加载面和边界面方程 |
3.4.2 流动法则 |
3.4.3 塑性硬化法则 |
3.4.4 一致性条件 |
3.4.5 塑性硬化模量 |
3.4.6 增量应力应变关系 |
3.5 加载点在LC上的本构模型 |
3.5.1 等向压缩试验 |
3.5.2 静态三轴剪切试验 |
3.5.3 循环加载试验 |
3.6 模型参数确定方法 |
3.6.1 非饱和状态相关的参数 |
3.6.2 水-力耦合系数 |
3.6.3 与循环加载相关的参数 |
3.7 模型的试验模拟和预测能力验证 |
3.7.1 控制吸力三轴试验静态加载的模拟 |
3.7.2 常含水率三轴试验静态加载的模拟 |
3.7.3 控制吸力循环加载试验的模拟和预测 |
3.8 本章小结 |
4 循环荷载下非饱和土水-力耦合双面模型 |
4.1 状态变量的选取 |
4.2 非饱和土的土水特征 |
4.3 等向压缩试验 |
4.3.1 加载面和边界面方程 |
4.3.2 硬化法则和流动法则 |
4.3.3 一致性条件和硬化模量 |
4.3.4 水-力耦合特性的演化 |
4.3.5 增量应力应变关系 |
4.4 常规三轴试验的本构关系 |
4.4.1 应力路径沿着p′增大的方向 |
4.4.2 应力路径沿着p′减小的方向 |
4.5 循环加载过程的本构模型 |
4.6 模型参数确定方法 |
4.7 水-力耦合模型的验证 |
4.7.1 控制吸力静态加载试验的模拟 |
4.7.2 常含水率静态加载试验的模拟 |
4.7.3 循环加载试验的模拟和预测 |
4.8 本章小结 |
5 考虑结构性、各向异性和超固结特性的非饱和土双面模型 |
5.1 考虑结构性的本构模型 |
5.1.1 土体结构性的描述 |
5.1.2 弹塑性双面模型的建立 |
5.1.3 模型参数的确定 |
5.1.4 考虑结构性影响模型的验证 |
5.1.5 小结 |
5.2 考虑各向异性的本构模型 |
5.2.1 土体各向异性的描述 |
5.2.2 考虑各向异性的本构模型 |
5.2.3 模型参数的确定 |
5.2.4 考虑各向异性影响本构模型的验证 |
5.2.5 小结 |
5.3 考虑超固结特性的本构模型 |
5.3.1 非饱和土的超固结特性 |
5.3.2 模型的硬化法则 |
5.3.3 增量应力应变关系 |
5.3.4 超固结非饱和土本构模型的验证 |
5.3.5 小结 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
变量注释表 |
附录 |
附录A 应力空间中共轭点坐标的推导 |
附录B 控制吸力静态三轴剪切试验的FORTRAN代码 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)基于传输线理论的HEMP耦合特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究的工作背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 传输线理论发展 |
1.2.2 HEMP研究发展 |
1.3 本文主要工作 |
第二章 传输线理论 |
2.1 传输线类型 |
2.1.1 集总参数与分布参数 |
2.1.2 传输线均匀与非均匀 |
2.1.3 介质的均匀与非均匀 |
2.1.4 导体有耗与无耗 |
2.1.5 集总与分布激励源 |
2.2 传输线方程 |
2.2.1 第一电报方程 |
2.2.2 第二电报方程 |
2.2.3 多导体传输线方程 |
2.3 线缆单位长度电参数 |
2.4 本章小结 |
第三章 传输线方程的时域求解 |
3.1 时域有限差分(FDTD)方法 |
3.1.1 三维FDTD方程 |
3.1.2 稳定条件 |
3.1.3 边界条件和入射波设置 |
3.2 双导体传输线的FDTD方法求解 |
3.2.1 传输线方程及FDTD离散 |
3.2.2 传输线边界条件设置 |
3.2.3 算例 |
3.3 多导体传输线的时域求解 |
3.3.1 FDTD应用于多导体传输线 |
3.3.2 算例 |
3.4 非平行传输线的时域求解 |
3.4.1 非平行传输线方法实现 |
3.4.2 算例 |
3.5 本章小结 |
第四章 传输线方程的频域求解 |
4.1 频域BLT方程 |
4.1.1 双导体BLT方程 |
4.1.2 算例 |
4.2 多导体传输线 |
4.2.1 多导体传输线频域方程 |
4.2.2 算例 |
4.3 链参数方程 |
4.3.1 二端口网络 |
4.3.2 级联链参数方程 |
4.3.3 算例 |
4.4 损耗大地架设线揽分析 |
4.4.1 加入损耗后的传输线方程 |
4.4.2 频变阻抗 |
4.4.3 算例 |
4.5 本章小结 |
第五章 HEMP辐射特性以及对传导设备的耦合影响 |
5.1 HEMP简介 |
5.1.1 HEMP产生机理 |
5.1.2 HEMP波形函数 |
5.1.3 HEMP的耦合方式 |
5.2 核爆脉冲模拟器 |
5.2.1 电磁敏感度测试 |
5.2.2 电磁敏感度测试方法 |
5.2.3 核爆电磁脉冲模拟器特性 |
5.2.4 近区场的空间场的分布特性 |
5.2.5 远区电场分布特性分析 |
5.3 HEMP辐射引起的天线耦合特性分析 |
5.3.1 电磁耦合下的天线等效模型 |
5.3.2 天线模型建立 |
5.3.3 仿真结果分析 |
5.4 HEMP对传输线的影响 |
5.4.1 电磁场激励下的传输线方程 |
5.4.2 场线耦合模型频域解 |
5.4.3 场线耦合模型时域解 |
5.4.4 算例 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、N-S方程在不同坐标中的直接导出(论文参考文献)
- [1]裂隙含水层水位波动的分形特征及应用研究[D]. 张桂芳. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]铁路货车转向架弹簧拆卸系统的设计与分析[D]. 李书杰. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]动态条件下超临界CO2在聚合物熔体中溶解实验与模拟研究[D]. 王都阳. 南昌大学, 2021(02)
- [4]多中段溜井卸矿粉尘产运规律与控制技术研究[D]. 王亚朋. 北京科技大学, 2021(08)
- [5]相对论磁流体力学的理论研究[D]. 佘端. 华中师范大学, 2021(02)
- [6]具有广义肩关节的上肢康复机器人机构设计分析及人机协同控制研究[D]. 严浩. 燕山大学, 2021
- [7]带电非球形沙粒电磁散射特性及其应用研究[D]. 钟海超. 兰州大学, 2021
- [8]骨盆快速复位系统的设计与实现[D]. 杨皓翔. 电子科技大学, 2021(01)
- [9]静态与循环荷载下非饱和土的弹塑性双面模型研究[D]. 李潇旋. 北京交通大学, 2020
- [10]基于传输线理论的HEMP耦合特性分析[D]. 刘洪博. 西安电子科技大学, 2020(05)