过刊目录

2022年, 第39卷, 第4期
刊出日期：2022-07-25 上一期    下一期
---
    

全全选选:

导出引用 EndNote Ris BibTeX

隐藏/显示图片

 

Select

一种基于磁通和电磁能流的磁扩散问题求解格式 严春晖, 肖波, 王刚华, 陆禹, 李平 2022, 39(4): 379-385.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8430 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1768KB) ( )   针对一维磁场扩散问题设计一种显式的有限体积离散格式。格式的第一个特征是不仅将磁场的扩散表达为单元边界上的磁通流, 同时将能量方程中的欧姆加热也表达为单元边界上的电磁能量流, 该特征能够更好地保证磁场能与内能的总量守恒。格式的第二个特征是将单元边界上的磁通量和电磁能通量进行截断, 在极端电阻率存在的磁扩散问题求解过程中, 该特征能够一定程度上放宽稳定性条件对显式格式时间步长的限制。

Select

基于鲁棒损失函数的标签有噪信号调制方式识别 王晓波, 尹俊平, 徐岩 2022, 39(4): 386-394.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8437 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3675KB) ( )   针对现实信号调制方式标注易发生错误, 即训练数据集中信号调制方式标签存在噪声情形, 我们选取l1模损失函数及其推广形式作为对标签噪声具有鲁棒性的损失函数, 结合深度卷积神经网络优良的自动特征提取能力, 提出一种针对信号调制方式存在误判噪声的深度学习算法。该算法在训练数据集合标签噪声率达50%情形下, 对信号调制方式的识别准确率依然保持较高水平。相反, 对于采用通常的交叉熵作为损失函数的深度卷积神经网络, 其已无法对信号调制方式进行分类识别。在公开的数据集上的数值实验表明, 所提算法对于标签有噪信号调制方式识别具有较强的鲁棒性。

Select

面向杆系结构的离散元异步长计算方法 李佟, 王倩, 金先龙 2022, 39(4): 395-402.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8427 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4780KB) ( )   为了提升离散元法处理连续介质问题的计算效率, 提出一种基于重叠颗粒的离散元分区异步长计算方法来处理连续介质问题。该方法采用颗粒分割将连续介质划分为若干子分区, 各分区采用velocity-Verlet积分格式求解运动方程。相邻分区通过重叠颗粒构成局部耦合区域, 边界数据传递过程中不涉及插值和截断过程。数值算例表明, 该方法在保证高精度的同时有效地降低了计算时间。在实际应用中可以有针对性地将连续介质划分为不同尺度颗粒的分区, 根据问题规模及分区颗粒尺度特性采用不同时间步长, 节省存储空间且大幅提升计算效率。

Select

非晶一次晶化过程微观组织演化和生长动力学的相场法研究 王进, 马文婧, 刘玉周, 吕美妮, 张开靖 2022, 39(4): 403-410.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8461 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(8695KB) ( )   在晶化物理模型中添加扩散系数对晶化过程的影响, 采用相场方法研究初始形核率和初始形核半径对一次晶化过程中微观组织和生长动力学的影响。结果表明: 随着初始形核率的增加, 相同时间内非晶一次晶化的晶粒数量逐渐增加, 晶粒尺寸逐渐减小。晶化分数随着演化时间和初始形核率的增加逐渐增大, 初始形核率越大, 相同演化时间内的晶化分数越高。不同初始形核半径情况下, 非晶一次晶化过程中的晶粒数量和尺寸随着演化时间的增加基本保持不变。晶化分数随着演化时间的增加而增大。不同初始形核率和初始形核半径情况下所对应的生长指数均小于1, 表明初始形核率和初始形核半径对晶化方式无影响, 均为一次晶化。改变初始形核率和初始形核半径可调控一次晶化微观组织结构, 而晶粒尺寸及晶化分数直接关系到合金性能。

Select

基于三频点声速测量的气体压强合成算法 张向群, 杜根远, 刘婷婷 2022, 39(4): 411-417.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8459 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1745KB) ( )   利用声速测量精度高, 测量方法简单的特点, 提出一种基于三个频率点测量声速合成气体压强的算法。首先在三个频率点测量声速, 然后计算得到声速频散谱拐点的弛豫频率, 最后根据弛豫频率与压强成线性正比的关系得到气体压强, 仿真结果验证了该算法的可行性。为在线实时检测气体腔体压强提供了一种技术简单、精度高的超声方法。

Select

具有多孔介质覆面层的柱体绕流流场分析 林品亮, 冯欢欢, 董宇红 2022, 39(4): 418-426.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8441 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(8502KB) ( )   建立多孔结构覆面柱体绕流模型, 采用含Darcy-Brinkman-Forchheimer作用力项的格子Boltzmann方程对覆盖多孔介质层的方柱绕流进行数值模拟, 研究多孔介质对钝体绕流流场特性的影响。结果表明: 相比于不可渗透壁的柱体, 引入合适参数的多孔介质覆面层后可以有效降低其升力脉动幅值, 但阻力有所增加。同时, 较高雷诺数下多孔方柱的数值模拟表明: 多孔介质壁面使得尾迹区域的剪切层相距更远, 降低了尾流处湍动能, 并将雷诺应力的峰值移动到尾迹区域, 抑制了方柱两侧的动量交换, 使动量交换的位置发生在尾迹区域, 继而使得尾迹的涡街更加规则化。

Select

三维曲面腔顶盖驱动流的MRT-LBM研究 张巧玲, 景何仿 2022, 39(4): 427-439.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8447 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(8809KB) ( )   采用多松弛时间格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)的D3Q15模型分别对长方体腔、圆柱腔、半圆柱腔、旋转双曲面腔、旋转椭球面腔、半球腔以及两种组合腔体的三维顶盖驱动腔流进行数值模拟, 比较分析各腔体内流线分布、流速等值线分布和涡心的发展, 对于典型腔体模拟不同雷诺数下的流动情况。结果表明: 在同一雷诺数下, 曲面边界不仅能消除从边界产生的次涡, 还会导致腔内主涡的分离, 增大中心纵剖面纵向回流速度; “上长方体+下半圆柱”腔内流函数分布与边界贴合度最高。当雷诺数不断增大时, 半圆柱腔内主涡逐渐分离成两个同向涡, “上圆柱+下半球”腔内始终保持着圆柱腔与半球腔内的基本流动特征; 而长方体腔内主涡涡心保持在同一高度, 次涡逐渐增强, “上长方体+下半圆柱”腔内流动愈加规则, 主涡逐渐下沉, 流速等值线分布逐渐趋于中心小、四周大。

Select

模拟射流雾化过程的VOF-LPT耦合方法 李子丰, 杨宁 2022, 39(4): 440-452.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8460 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(13729KB) ( )   探讨模拟射流雾化的若干典型VOF(Volume of Fluid)界面重构方法, 并在开源流体力学计算软件OpenFOAM中运用VOF-LPT(Lagrangian Particle Tracking)耦合算法; 该算法兼顾模拟的准确性和计算效率, 可较为准确地模拟从连续液体到离散小液滴的射流雾化过程, 并为更大尺度的模拟提供了一种可行的高效模拟方案。

Select

考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟 杜旭林, 程林松, 牛烺昱, 陈玉明, 曹仁义, 谢永红 2022, 39(4): 453-464.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8435 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(14728KB) ( )   基于嵌入式离散裂缝模型, 提出一种可在三维空间中考虑应力状态影响的裂缝动态闭合表征方法。将任意方向裂缝的开度和渗透率考虑为作用在裂缝平面法向有效应力的函数, 同时用裂缝传导率变化表征支撑剂充填的水力压裂缝与被开启的天然裂缝由于油藏开发过程中地层流体压力下降而发生的动态闭合行为。研究表明: 致密油藏开发以缝控储量为主。对压裂水平井进行产能评价时, 裂缝动态闭合会导致产能的部分损失, 其影响不可忽略; 水力压裂缝的支撑剂材料属性及天然裂缝的刚度是其中的主控因素。因此需要增大支撑剂的浓度、粒径大小并改善支撑剂的性质, 在最大程度上降低裂缝闭合对生产的不利影响。

Select

基于条件生成式对抗网络的油藏单井产量预测模型 黄灿, 田冷, 王恒力, 王嘉新, 蒋丽丽 2022, 39(4): 465-478.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8480 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(11595KB) ( )   为克服机器学习方法在油藏单井产量预测中的过拟合问题, 提高油田生产中的产量预测精度, 提出一种基于条件生成式对抗网络(CGAN)的油藏单井产量预测模型。该模型使用长短期记忆、全连接等基础神经网络, 构建生成和判别网络模型。生成网络模型以产量影响因素为条件输入, 生成预测产量数据, 利用对数损失函数评价预测数据与真实数据之间的偏差, 通过条件生成式对抗网络的博弈训练, 并结合贝叶斯超参数优化算法, 优化模型结构, 综合提高模型的泛化能力。基于Eclipse数值模拟软件建立同一井网条件下不同地质和生产条件下的油藏单井产量数据库, 以地质与生产条件等产量影响因素作为模型的条件输入, 进行油藏单井产量预测。结果表明: 与全连接神经网络(FCNN)、随机森林(RF)以及长短期记忆神经网络(LSTM)模型的预测结果相比, CGAN模型在测试集上的平均绝对百分比误差分别提升了2.59%、0.81%以及1.72%, 并且过拟合比最小(1.027)。说明CGAN降低了机器学习产量预测模型的过拟合程度, 提高了模型的泛化能力与预测精度, 验证了所提算法的优越性, 对指导油田高效开发和保障我国能源战略安全具有重要意义。

Select

基于强制进化随机游走算法的质量交换网络综合 马秀宝, 盖照亮, 崔国民, 周志强, 韩新宇, 杨其国 2022, 39(4): 479-490.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8465 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1461KB) ( )   针对现有质量交换网络优化方法存在的不足, 提出一种适用于质量交换网络综合的强制进化随机游走算法。通过随机增大或减小质量交换器的传质负荷、分流比以及贫流股的流量, 并设置最小阈值实现网络连续和整型变量的同步优化; 通过以较小概率接受差解, 增强结构变异, 使算法更好地兼顾质量交换网络的全局和局部搜索。在2个质量交换网络实例中的应用表明, 优化结果优于文献最优结果, 算法保持了个体的独立进化且具有良好的全局和局部搜索能力。

Select

基于重复混沌扩频序列的差分混沌键控系统 贾雅琼, 俞斌 2022, 39(4): 491-497.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8431 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3261KB) ( )   提出一种基于可重复混沌扩频序列的差分混沌键控保密通信系统, 并对该系统的误码率进行分析。通过复制差分混沌键控调制信号的参考信号产生重复的混沌扩频序列, 再和经串并转换后的部分数据流相乘, 其余并行数据流按照传统差分混沌键控进行调制, 两部分信号相加后发送到信道中进行传输。在接收端进行相关解调恢复出原信息。理论分析和仿真结果表明: 在多径衰落信道下, 该系统的误码率低于DCSK、CDSK和CD-DCSK系统, 且扩频因子越小, 误码率越低。信道中叠加服从高斯分布噪声时的系统误码率相比叠加服从瑞利分布噪声时的小。

Select

基于WOA-ESN的电机系统混沌振荡预测 刘凯歌, 韦笃取 2022, 39(4): 498-504.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8442 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2463KB) ( )   提出一种将鲸鱼优化算法(WOA)与回声状态网络算法(ESN)结合的WOA-ESN预测方法, 并将此方法应用到永磁同步电机(PMSM)的混沌振荡预测, 进行实验仿真并和其他预测算法比较, 证明所提出方法拥有更高的预测精度。