时间步长

摘要： 自然界所有的物质都处于由空间和时间构成的四维时空之中,任何力学过程都是与空间和时间相关的过程。但准静态加载条件下的时间维度往往为人们所忽略。文章通过数值计算,解释了准静态力学问题简化为静态问题的合理性,证明了准静态加载条件下动态分析的正确性,讨论了其时间步长的选取原则。研究表明:动力问题和静力问题(准静态问题)具有统一性,在准静态加载条件下选择动态求解器计算是可行的,应力波的传播、透射和反射对计算结果没有影响;在动力计算中,时间步长选取不但与单元尺寸和波速有关,而且与加载速率相关,在准静态加载条件下,选择较大的时间步长依然可以保证计算精度;时间步长对岩石的应力应变曲线和损伤与破裂模式影响较大。为保证岩石应力应变曲线和破裂模式的稳定性和可重复性,时间步长应小于0.03tp。

摘要： 基于格子玻尔兹曼法的大涡模拟(LBM-LES)是湍流模拟的新方法,但不恰当的时间步长δt可能会影响其计算精度。首先理论总结了δt可能对LBM-LES湍流模拟造成的影响,阐明过大的δt会导致速度场产生压缩性误差,而过小的δt会导致超松弛碰撞产生速度场的数值振荡。其次,通过对等温室内气流案例进行LBM-LES模拟,定量讨论了δt引起的压缩性误差和数值振荡问题。结果表明,δt较大时流场密度变化剧烈,且格子玻尔兹曼单位的马赫数(M)超过0.3的区域中速度场产生了明显的压缩性误差。同时,过小的δt导致平均及脉动风速均产生了数值振荡,这在网格分辨率较高时尤为明显。建议模拟时在确保δt足够小以满足最大风速区域的M<0.3的基础上,尽量增大δt以防止产生数值振荡。

摘要： 为了研究溃坝洪水模拟过程中时间步长和网格尺寸的影响,本文利用OpenFOAM构建溃坝洪水数值模型,选取了3种不同的网格尺寸,通过对模拟结果进行比较,对残差进行分析,结果表明:所选三种计算时间步长下模拟结果大体一致,但计算时间步长为0.001s时残差最小,模拟结果更好。网格尺寸为0.01m×0.01m的时候最为合适,虽说0.005m×0.005m模拟结果更好,但与0.01m×0.01m差距不明显,计算时间以及花费的计算资源远超于0.01m×0.01m。

摘要： 为了研究大涵道比涡扇发动机风扇叶片飞失仿真中网格尺度与时间步长对于瞬态显式动力学分析结果的影响,采用有限元法中单元计算理论分析的方法分析了网格尺度和时间步长在计算稳定性方面的理论联系.采用多因素试验设计方法组织了针对叶片应力分布、转子轴心轨迹和支点外传振动应力3个风扇叶片飞失的典型输出参数的网格尺度和时间步长的影响研究方案,开展了典型物理过程、模型简化和数值计算无关性研究.针对时间步长为7×10-7、5×10-7、3×10-7和2×10-7s,网格尺度为40、30、20和15 mm的计算结果进行分析,结果表明:对于给定物理过程和目标时长,存在着网格尺度和时间步长的门槛值,如:2×10-7 s时间步长和30 mm网格尺度,超过该值进一步细化网格和减小时间步长对于精度提升不明显;显式动力学的计算原理决定了目标时间越长偏差累计越大,所需的网格精度就越高;碰摩过程对于风扇叶片飞失仿真的应力和外传振动偏差影响较大.

摘要： 为准确评估管道热疲劳效应、减少因管道热疲劳导致核电厂机械设备故障失效事件,提出了一种快速求解圆管二维热传导反问题、间接获取管道内部温度的方法.将半圆管划分为若干个控制体,列出时间上的常微分方程,通过时间和空间变量分离进行内部温度求解.该方法利用了空间滤波和时间线性拟合,不需要假设初值和迭代计算,可以在不破坏管道的情况下快速获取内壁温度.同时,利用数值和试验验证了该算法的准确性和精度.在此基础上,对时间步长、测点布置数量等方面进行深入分析,给出了离线和在线监测工程应用场景解决方案.该方案已经在"华龙一号"机组上开展实际工程应用.其应用结果为该方法在后续批量化的"华龙一号"机组建设提供示范参考.同时,该方法也可用于在运核电厂高温管道的热疲劳分析,为核电厂老化延寿提供数据支持,提高了核电厂的经济性.

摘要： 热分析计算是航天器热设计验证和在轨温度预示的重要手段,其实质是对描述航天器在轨状态的能量平衡方程即热网络方程的求解.作为典型的非线性问题,航天器热网络方程通常采用迭代法求解,且目前尚无完善的理论可以判断迭代过程的收敛性和收敛条件.文章根据航天器热控设计的工程实际,提出一种可行的近似方法,实现了热网络方程的线性化;在此基础上对迭代法求解过程中的收敛性进行分析,确定了收敛条件下对节点热参数和时间步长的约束关系;并进一步分析时间步长与计算效率的关系,提出了以计算效率为优化目标的最优时间步长确定方法.最后通过某典型航天器热物理模型的计算验证了上述方法的正确性.

摘要： 以球囊数值模拟成型过程为例,利用POLYFLOW软件研究瞬态求解时间步长初值与吹塑成型压强之间的关系.结果 表明,随着吹塑压强的不断升高,瞬态求解时间步长初值不断降低,才能确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内;如果瞬态求解时间步长初值仅能确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内,那么接下来的计算会因计算过程中的时间步长低于瞬态求解时间步长初值而无法进行下去;在实际操作过程中将瞬态求解时间步长初值设置要比确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内的时间步长初值小一个数量级,球囊的模拟成型过程就可以顺利完成.

摘要： 通过添加太阳黑子周期长度构建长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的多变量输入数据,在多时间步长上预测未来10年的太阳黑子变化.将数据集以训练数据长度为标准划分出两组时间序列片段,分别是分片11和分片6,并在分片上分别对比了单变量和多变量在单时间步长和多时间步长上的预测效果.最后,得出以下主要结论:(1)相比分片6,分片11的采样方式有更低的均方根误差;(2)最优多步长的预测效果比单步长的要好;(3)通过图例上周期的起始点、结束点和最大振幅位置3个点的准确度证明了多变量的多步长方法有更好的预测效果.

摘要： 建立了某清漂船明轮推进器的全流场模型,通过分析不同时刻流场相图和流场流线图以及不同网格数量时的明轮推力,探索模型网格数量和时间步长对明轮推力模拟结果的影响.分析结果表明:模型网格数量和时间步长对模拟结果都有影响,其中时间步长影响较大;所建模型的网格数量为10万个、分析时间步长取0.0025 s较为合理.

摘要： 本文以不同时间步长对天然橡胶热导率分子动力学模拟结果的影响为研究内容.采用平衡态分子动力学方法,计算了热流自相关函数,得到了在不同时间步长下天然橡胶热导率的收敛结果,并对得到的结果进行分析比较.结果表明,在时间步长低于0.1fs时,导热系数结果稳定在0.35W/mK左右,接近实验结果.当选择的时间步长大于0.1fs后,随时间步长选择越来越大,导热系数结果也越来越大,结算结果失去准确性.

摘要： 以计算精度为目标,通过数值计算研究流动与传热问题中时间步长的合理选取方法,探讨了初值问题的解对时间步长和计算精度的依赖关系,由Hilbert变换确认了计算结果是周期性解,针对非平稳的数值结果,提出了一种确定收敛的方法,指出不同时间步长下,随着时间步长减小,空间同一点,在同一时刻值在理论上应该单调变化趋于真值,实际上由于时间步长过于减小,实际上在同一时刻值非单调,那么那个拐点位置对应的时间步长就是最恰当的时间步长,时间步长分割实验结果验证了方法的正确性,为获得精确数值结果提供依据.

摘要： 岩石爆炸动力学计算涉及三个方面的研究内容:一是爆炸载荷的求解,二是爆炸载荷与围岩的能量耦合,三是应力波在围岩中的传播问题.数值计算中,模拟使用的网格尺寸、流固耦合算法以及时间步长等参量对计算结果的影响非常大.本文深入研究了各种关键计算因素对数值计算结果的影响,并获得了规律性认识.研究认为:合适的网格尺寸要根据载荷特征和传播介质的属性来决定;当一个波长内的网格数达到16个以上时,计算得到的压力峰值、速度峰值和位移峰值等基本趋于稳定;随着爆心距的增加,物理量对网格尺寸的敏感性降低,其机理是随着爆心距的增加,载荷中的高频成分逐渐衰减、载荷的波长变大,模型所需的网格尺寸变大.对于流固耦合算法,固体内的稳定位移决定于流体和固体网格的相对大小,与流体和固体网格的绝对尺寸大小无关;二维和三维流固耦合验证计算表明,当拉格朗日网格和欧拉网格的网格大小比取1.33、输运算法采用二阶精度Van Leer半指数漂移算法、耦合单元内的积分点个数取3时,流固耦合效果最好,计算得到的固体内的稳态位移收敛且唯一.时间步长系数对计算结果的影响也非常明显,当时间步长系数取0.05时,位移稳态值趋于收敛值.本文可为岩石中爆炸动力学效应的量化计算提供参考.

摘要： 基于非稳态流体动力学模型的时域CFD方法是近年发展起来的计算消声器声学性能的一种有效方法。与频域有限元法和边界元法相比，时域CFD法的优点是可以考虑复杂的气体流动和介质的粘滞性对消声器内声传播的影响，因而可精确地预测消声器的声学性能。

摘要： 在动态计算分析中，为了能够准确地计算核动力管道系统的冲击响应，需要提供管道系统恰当的阻尼比和积分时间步长。本文叙述了具有工程背景的管道试验件，测量了试验件在冲击机上的动力响应。同时采用线弹性理论和瞬态动力时程分析方法计算核动力管道试验体在试验测得的冲击载荷作用下的动力响应。通过冲击动力瞬态时程计算分析与试验的测量值之间的比较研究，解决了冲击动力瞬态时程计算分析中阻尼比、积分时间步长如何选取的问题。

摘要： 采用数学模型研究悬浮泥沙运动时,质点运动轨迹分析是一个有用的工具,已经得到广泛应用.数学模型的计算网格通常是欧拉网格,质点运动则是拉格朗日法描述的,在欧拉场中描述拉格朗日运动需要采用简化方法,简化恰当与否会直接影响到最终轨迹线的精度.本文就最主要的两个影响因素--时间步长和质点流速确定进行计算分析,探讨了两因素对质点运动轨迹计算的影响程度.

摘要： 提出了一种注射流动与传热分析的快速数值模拟技术，流动分析采用自适应隐式控制体积法，利用自动控制的参数识别方法来自动调节时间步长，压力方程的求解方法是预条件共轭梯度法，厚度方向的温度采用契比雪夫配点法进行计算。计算表明，所用方法性能良好，1h之内可以求解10000结点规模的问题。

摘要： 目前，有限元技术之广泛地用于结构力学分析，许多复杂结构都能成功地用有限元处理，但令程序使用者感到困难的问题之一就是对计算结果的精度估算。在反应谱分析中，通常应用有效模态质量平判断解的收敛程度。例如，在用有限元程序进行反应谱分析时，求出有效态质量占总质量的比，则从数学上只能推出位移的误差，而对应力，剪力的精度仍然一无所知，故该文试图利用数值分析方法，根据频率的计算范围和时间步长来确定应力、位移及剪力的收敛程序。

摘要： 本文提出了一种隐式-显式混合的时域谱元法来分析多尺度电磁问题.一般多尺度问题的仿真过程中精细结构处会产生很小的网格,为了保证算法的稳定性,时间步要取的非常小.然而,本方法可以使时间步不再受到最小网格尺寸的限制,因而可以大大节省求解时间.在小网格的区域采用Newmark-Beta差分格式,用求解器求解,大网格区域采用中心差分,采用直接求逆显式求解.最终,可以获得一个相对较大的时间步,数值仿真结果验证了本方法的正确性和效率.

摘要： 本文提出了一种隐式-显式混合的时域谱元法来分析多尺度电磁问题.一般多尺度问题的仿真过程中精细结构处会产生很小的网格,为了保证算法的稳定性,时间步要取的非常小.然而,本方法可以使时间步不再受到最小网格尺寸的限制,因而可以大大节省求解时间.在小网格的区域采用Newmark-Beta差分格式,用求解器求解,大网格区域采用中心差分,采用直接求逆显式求解.最终,可以获得一个相对较大的时间步,数值仿真结果验证了本方法的正确性和效率.

摘要： 本发明提供了一种TT‑FC网络中时间触发消息的变步长调度方法，涉及时间触发消息调度技术领域，包括构建调度数组，存储时间触发消息；构建消息数组，存储时间触发消息，并读取调度数组中时间触发消息的周期，获得消息周期的最小公倍数；读取所有消息的发送和接收，获得消息在网络中的链路，并对所有的时间触发消息进行编号与调度数组中的元素对应；循环遍历调度数组中各元素对应的消息更新时隙，构建调度矩阵；通过所述调度矩阵完成对消息的调度。本发明通过变步长的方式循环遍历消息更新时隙，生成调度矩阵实现消息的调度，减少了消息调度的计算时长和消耗的资源。

摘要： 本申请公开了一种电力系统仿真步长时间的计算系统及方法，所述方法包括：对于每一仿真步长，获取数字信号控制时间、仿真电气信号计算时间、信号通信时间、仿真抖动时间，当本地中央处理器为单核时，将各时间相加，得到节点单步长仿真时间，并发送给系统处理器，以供系统处理器确定最长的节点单步长仿真时间为仿真的单步长仿真时间。可见，各终端节点并行仿真电力系统，每个终端节点的仿真步长各有长短，将最长的仿真步长作为仿真的单步长仿真时间，使得各终端节点足以完成当前步长的仿真工作，使得仿真工作能正常运行，同时该单步长仿真时间为正常仿真下的最短步长仿真时间，因此能够保障电力系统精细化仿真。

摘要： 本发明公开了一种基于步长的分布式仿真系统时间同步方法，包括：确定不同仿真节点之间的同步步长；确定在每台计算机上的各仿真节点之间的本地时间同步步长t；确定分布式仿真系统时间同步步长T；要求T是t的整数倍；在每台计算机上，各个仿真节点按照本地时间同步步长t进行同步运行，每个仿真节点在运行至本地同步基准线；当所有仿真节点第n次到达本地同步基准线，且满足条件n*t＝T时，向网络中其他计算机发送该机已经运行至下一个分布式同步基准线的信号，并检查是否已经接收到所有其他计算机已经运行至下一个分布式同步基准线的信号。本发明可以减少网络延迟的影响，降低虚拟仿真节点之间的时间同步开销，从而提升分布式仿真系统性能。

摘要： 一种Trap‑Gear时间离散格式的时间步长设定方法，包括以下步骤：获取当前时间点电荷变量在每个电路网格点上的电荷三阶导数；根据仿真所要求的误差阈值和所述电荷三阶导数，获取当前时间点的下一时间步的步长；将当前时间点的下一时间步的步长作为Trap‑Gear时间离散格式的步长，求解电路时域仿真的微分代数方程。本发明的Trap‑Gear时间离散格式的时间步长设定方法，可以更好的实现自适应捕捉后验误差，提高整体计算效率，缩短整体计算时间。

摘要： 本发明的实施例公开一种基于等效时间序列采样的步长时间校正方法及装置，所述基于等效时间序列采样的步长时间校正方法包括：接收当前采样周期的驱动脉冲信号，获取用于对等效时间序列采样进行控制的数字时延芯片的总延迟时间；统计所述数字时延芯片的总延迟时间步长数，计算所述总延迟时间与所述总延迟时间步长数的商，得到校正步进延迟时间；按照所述校正步进延迟时间校正当前采样周期采样的各采样信号的延迟时间步长，并依据校正延迟时间步长的各采样信号进行信号重构。应用本发明，可以提升等效时间序列采样精度、提高信号重构质量。

摘要： 本发明公开了一种自动变速器快速充油阶段时间步长的控制方法,包括手动确定自动变速器的快速充油时间和滑差临界值步骤；确认批量滑差临界值和批量快速充油时间FT步骤；确定自学习离合器滑差nneg及学习步长步骤，能够在换挡时进行时间步长自学习，实现了快速充油阶段离合器充油时间自适应控制，增加了软件的覆盖性，避免了换挡冲击，有利于保护变速箱。

摘要： 一种Trap‑Gear时间离散格式的时间步长设定方法，包括以下步骤：获取当前时间点电荷变量在每个电路网格点上的电荷三阶导数；根据仿真所要求的误差阈值和所述电荷三阶导数，获取当前时间点的下一时间步的步长；将当前时间点的下一时间步的步长作为Trap‑Gear时间离散格式的步长，求解电路时域仿真的微分代数方程。本发明的Trap‑Gear时间离散格式的时间步长设定方法，可以更好的实现自适应捕捉后验误差，提高整体计算效率，缩短整体计算时间。

摘要： 本发明的实施例公开一种基于等效时间序列采样的步长时间校正方法及装置，所述基于等效时间序列采样的步长时间校正方法包括：接收当前采样周期的驱动脉冲信号，获取用于对等效时间序列采样进行控制的数字时延芯片的总延迟时间；统计所述数字时延芯片的总延迟时间步长数，计算所述总延迟时间与所述总延迟时间步长数的商，得到校正步进延迟时间；按照所述校正步进延迟时间校正当前采样周期采样的各采样信号的延迟时间步长，并依据校正延迟时间步长的各采样信号进行信号重构。应用本发明，可以提升等效时间序列采样精度、提高信号重构质量。

摘要： 一种仿真时间可变的含风能发电系统充裕度评估方法，首先，采集某风电场若干年的实测风速样本，分别抽样产生所有发电机组处于运行状态或停运状态的时间步长数；然后，利用基于互转换OU过程的风速仿真模型，将实测风速样本转换为与实测风速样本特性类似的时间步长可变的仿真风速样本；最后，利用该仿真风速样本评估含风能发电系统充裕度。本发明通过产生任意时间步长与实测风速样本特性类似的仿真风速样本，可评估任意仿真时间步长下的含风能发电系统充裕度指标。

摘要： 本发明提出一种自适应时间步长的场地地表污染扩散方法，包括(1)对影像和高程数据进行预处理；(2)构建一种基于元胞自动机的场地地表污染扩散模型；(3)降雨非降雨下地表污染物流速计算；(4)将自适应时间步长算法应用到扩散模型中；(5)模拟降雨非降雨地表污染物的扩散过程；(6)结果分析与验证。本发明提供一种针对传统扩散模型难以动态模拟地表污染物时空不均匀扩散过程问题的解决方式，以期更好更准确地模拟地表污染物在降雨和非降雨条件下的扩散过程。