風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及其仿真分析基本信息

書????名 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及其仿真分析 作????者 刁統(tǒng)山
ISBN 9787121344923 頁(yè)????數(shù) 216頁(yè)
定????價(jià) ¥59.0 出版社 電子工業(yè)出版社
出版時(shí)間 2018-11 開????本 16開

本書介紹風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及其仿真,內(nèi)容包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本知識(shí)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的MATLAB仿真基礎(chǔ)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)Ansoft有限元仿真基礎(chǔ)、雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其仿真分析、雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其仿真分析、永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)有限元仿真分析、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的偏航電控系統(tǒng)、基于PLC的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)偏航程序設(shè)計(jì)等。此外,本書還介紹了當(dāng)前風(fēng)電研究常用的兩個(gè)仿真軟件MATLAB/Simulink和Ansoft,并結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行了仿真研究與分析。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及其仿真分析造價(jià)信息

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COD分析 型號(hào):TEM-COD9000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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第1章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本知識(shí) 1

1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要類型和結(jié)構(gòu) 1

1.1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要種類 1

1.1.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 4

1.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要類型 9

1.3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題 11

1.3.1 風(fēng)力發(fā)電輸出功率的預(yù)測(cè) 11

1.3.2 低電壓穿越 13

1.3.3 風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中的并網(wǎng)控制技術(shù) 14

1.4 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 15

1.5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的仿真技術(shù) 15

第2章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的MATLAB仿真基礎(chǔ) 17

2.1 MATLAB工作窗口 17

2.1.1 MATLAB窗口及其說明 18

2.1.2 MATLAB菜單項(xiàng)的功能說明 18

2.2 MATLAB運(yùn)行常識(shí) 19

2.3 MATLAB程序的基本說明 21

2.4 MATLAB常用命令與函數(shù) 21

2.5 MATLAB基本操作 22

2.6 Simulink簡(jiǎn)介 23

2.6.1 Simulink概述 23

2.6.2 Simulink的簡(jiǎn)單操作 23

2.6.3 MATLAB電力系統(tǒng)模塊庫(kù)的使用 30

2.6.4 Simulink的簡(jiǎn)單操作 31

2.7 MATLAB仿真軟件在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 32

2.7.1 單相橋式整流電路的Simulink建模 33

2.7.2 三相橋式整流電路的Simulink動(dòng)態(tài)建模分析 36

2.7.3 輸電線路出現(xiàn)故障時(shí)的建模和仿真分析 39

第3章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Ansoft有限元仿真基礎(chǔ) 47

3.1 RMxprt在發(fā)電機(jī)仿真中的基本操作 47

3.1.1 建模方法 48

3.1.2 發(fā)電機(jī)模型創(chuàng)建 48

3.1.3 發(fā)電機(jī)主要結(jié)構(gòu)變量的輸入 50

3.1.4 轉(zhuǎn)子尺寸的輸入 56

3.1.5 轉(zhuǎn)軸參數(shù)選定 58

3.1.6 電動(dòng)機(jī)仿真參數(shù)選定 59

3.1.7 發(fā)電機(jī)的仿真運(yùn)行 60

3.2 RMxprt和Maxwell 2D聯(lián)合仿真 62

3.2.1 RMxprt環(huán)境中發(fā)電機(jī)模型生成2D模型的操作 62

3.2.2 仿真運(yùn)行曲線的輸出 63

第4章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其仿真分析 66

4.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件和運(yùn)行原理 67

4.1.1 風(fēng)力發(fā)電中PWM的相關(guān)技術(shù)規(guī)定 67

4.1.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理 69

4.1.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率關(guān)系 71

4.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 73

4.2.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 73

4.2.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的坐標(biāo)變換 75

4.2.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在任意速坐標(biāo)系中的模型 76

4.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)并網(wǎng)的調(diào)節(jié)方法 77

4.3.1 網(wǎng)側(cè)PWM變換器的建模與控制 77

4.3.2 GSC在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的建模 80

4.3.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)向量調(diào)節(jié)方法 81

4.3.4 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能 83

4.4 交流三相電網(wǎng)電壓突然九落時(shí)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究 87

4.4.1 交流三相電網(wǎng)電壓突然跌落時(shí)的RSC控制方法 87

4.4.2 三相交流電網(wǎng)電壓突然跌落時(shí)GSC應(yīng)采取的措施 89

4.4.3 電網(wǎng)電壓小幅跌落時(shí)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略仿真分析 91

4.5 基于SimPowerSystem的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真實(shí)例 92

第5章 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其仿真分析 99

5.1 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型 99

5.1.1 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu) 99

5.1.2 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型 100

5.1.3 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型 106

5.1.4 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)在任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型 107

5.2 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)并網(wǎng)控制研究 108

5.2.1 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器向量控制 108

5.2.2 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行研究 110

5.3 電網(wǎng)電壓驟降故障狀態(tài)下雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略 115

5.3.1 電壓驟降故障狀態(tài)下轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制策略 117

5.3.2 電網(wǎng)電壓突降時(shí)雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)改進(jìn)調(diào)節(jié)研究 120

5.3.3 電壓跌落時(shí)雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真 121

5.4 電網(wǎng)電壓不平衡或不對(duì)稱跌落仿真分析 122

5.4.1 電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不平衡分量時(shí)的功率和轉(zhuǎn)矩 125

5.4.2 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電壓不平衡時(shí)的研究 126

5.4.3 雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)的控制仿真研究 128

5.5 電網(wǎng)嚴(yán)重故障低電壓穿越運(yùn)行仿真 133

5.5.1 基于撬棒保護(hù)裝置的低電壓穿越的仿真分析 134

5.5.2 電網(wǎng)三相對(duì)稱短路故障時(shí)低電壓穿越運(yùn)行仿真 139

5.5.3 電壓跌落較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)低電壓穿越研究 143

第6章 永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)振動(dòng)及其有限元分析 147

6.1 風(fēng)力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介 147

6.1.1 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī) 147

6.1.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 148

6.2 永磁同步發(fā)電機(jī) 150

6.2.1 結(jié)構(gòu) 150

6.2.2 永磁同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理 151

6.2.3 永磁發(fā)電機(jī)振動(dòng)機(jī)理及其分析方法研究 154

6.2.4 基于能量法的永磁發(fā)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩削弱原理 158

6.3 永磁同步發(fā)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩有限元仿真 160

6.3.1 永磁發(fā)電機(jī)本體構(gòu)建 160

6.3.2 齒槽轉(zhuǎn)矩仿真 164

6.4 直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MATLAB仿真 167

6.4.1 數(shù)學(xué)建模 167

6.4.2 永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略 170

6.4.3 仿真分析 171

第7章 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的偏航電控系統(tǒng) 173

7.1 偏航電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 174

7.2 偏航系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件 174

7.3 偏航電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 176

7.4 偏航電控系統(tǒng)工作原理 178

7.5 自動(dòng)偏航控制過程分析 181

7.6 偏航電控系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng) 187

第8章 基于PLC的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)偏航程序設(shè)計(jì) 190

8.1 PLC介紹 190

8.1.1 PLC的基本組成 190

8.1.2 PLC的工作原理 191

8.2 PLC的選型 192

8.2.1 德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的S7-200 PLC及特點(diǎn) 193

8.2.2 PLC技術(shù)參數(shù) 194

8.3 中央處理器的工作方式 196

8.4 擴(kuò)展模塊 197

8.4.1 擴(kuò)展模塊簡(jiǎn)介 197

8.4.2 S7-200系列PLC內(nèi)部觸點(diǎn)和數(shù)據(jù)概述 197

8.5 基于PLC偏航系統(tǒng)的主要設(shè)備及系統(tǒng)控制要求與實(shí)現(xiàn) 201

8.5.1 PLC偏航系統(tǒng)的主要設(shè)備及系統(tǒng)控制要求 201

8.5.2 基于PLC偏航系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn) 202

8.5.3 偏航驅(qū)動(dòng)電氣控制原理 2066

參考文獻(xiàn) 211 2100433B

作譯者:刁統(tǒng)山

出版時(shí)間:2018-11

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風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及其仿真分析常見問題

  • 風(fēng)力發(fā)電前景如何?

    風(fēng)力發(fā)電前景非常不錯(cuò),它廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用,它所獲得的電力   成本比小型內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電成本低得多。不過,當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低,大都在5千瓦以下。

  • 研究生風(fēng)力發(fā)電

    風(fēng)電并網(wǎng)難,但并非難題 --談中國(guó)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)問題觀點(diǎn)摘要:風(fēng)電要想更大規(guī)模地發(fā)展,現(xiàn)在要解決的問題比過去難度大得多,過去是設(shè)備研發(fā)等前期工作,現(xiàn)在涉及生產(chǎn)關(guān)系的調(diào)整,利益的調(diào)整...

  • 有關(guān)風(fēng)力發(fā)電

    風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,為...

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及其仿真分析文獻(xiàn)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)[1] 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)[1]

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1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ) 崔新維 國(guó)家風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)中心 2005.5. 授課內(nèi)容 內(nèi) 容 學(xué)時(shí)數(shù) 1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概論 (2) 2、風(fēng)資源概述 (2) 3、空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) (4) 4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)方案設(shè)計(jì) (4) 5、機(jī)組零部件 (4) 2 1、概論 1.1. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介 1.2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)總論 1.2.1. 設(shè)計(jì)過程 1.2.2. 風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)組結(jié)構(gòu)形式 1.2.3. 機(jī)組載荷 1.1. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介 1) 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 能量轉(zhuǎn)換裝置:風(fēng)能 ? 電能 風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組 風(fēng) 電機(jī)組 3 ?幾點(diǎn)說明: 1. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)車 電 能——風(fēng)力發(fā)電機(jī)( Wind turbine) 風(fēng)能 ? 機(jī)械能——風(fēng)車 (windmill) 2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電網(wǎng) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)總是連接著某種電網(wǎng): ——蓄電池電路 ——民用電網(wǎng) ——獨(dú)立電網(wǎng) ——大型公用電網(wǎng):現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)并入 3. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)與風(fēng)

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風(fēng)力發(fā)電技術(shù)-第二章:風(fēng)電基本知識(shí)(T) 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)-第二章:風(fēng)電基本知識(shí)(T)

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風(fēng)力發(fā)電技術(shù)-第二章:風(fēng)電基本知識(shí)(T)

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一般來件,ABAQUS中計(jì)算流變(此處以蠕變?yōu)槔M(jìn)行介紹),工程應(yīng)用中,從分析流程上來講,有兩種常用思路:

1)利用結(jié)構(gòu)靜力分析步先算出預(yù)應(yīng)力(如果有,設(shè)置分析時(shí)間很短)然后利用軟件自帶的visco分析步(ABAQUS中的一種分析類型)直接進(jìn)行蠕變分析;2)先用結(jié)構(gòu)靜力分析步算預(yù)應(yīng)力,然后建立準(zhǔn)靜態(tài)分析步,計(jì)算蠕變。介紹了流程之后,自然要介紹一下本構(gòu)模型,ABAQUS等通用有限元軟件基本都包括與時(shí)間有關(guān)的率相關(guān)材料模型,比如:prony技術(shù)積分型的粘彈性模型,以及power-law時(shí)間強(qiáng)化和應(yīng)變強(qiáng)化的粘塑性模型等。這些模型基本可以滿足常規(guī)的工程需求,當(dāng)然,對(duì)于部分領(lǐng)域,有部分本構(gòu)模型并未直接包含在軟件中,比如,巖土工程中的廣義西原粘彈塑性本構(gòu)模型。所幸,ABAQUS軟件提供了用戶材料子程序接口,通過編寫fortran代碼,可以實(shí)現(xiàn)軟件非自帶本構(gòu)的應(yīng)用,極大的方便了用戶,并拓展了軟件的應(yīng)用范圍。

最后,介紹一下ABAQUS中的蠕變計(jì)算流程。

按照工程中常見的問題,為降低蠕變應(yīng)變與其他非彈性應(yīng)變的耦合程度,一般會(huì)在一開始會(huì)利用靜態(tài)分析計(jì)算一下模型的預(yù)應(yīng)力,比如地應(yīng)力,然后再進(jìn)行后續(xù)的蠕變分析。

Step1:ABAQUS中的static general類的分析步,計(jì)算與時(shí)間無關(guān)的加載過程;

Step2:完成蠕變過程計(jì)算,這個(gè)過程涉及主要涉及兩個(gè)因素與常規(guī)結(jié)構(gòu)靜力學(xué)求解不同,一是蠕變材料模型,另一個(gè)是蠕變分析步的設(shè)置。

1)蠕變材料模型及參數(shù)

目前ABAQUS蠕變模型有三種,分別是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有兩種形式為Timehardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最為簡(jiǎn)單,對(duì)于簡(jiǎn)單的蠕變過程(如蠕變過程應(yīng)力變化范圍不太大)是比較適用的,式(1)為其微分形式:

(1)

t為時(shí)間。

分別為常數(shù)項(xiàng),用于表征該材料的蠕變特性。

對(duì)公式(1)積分,積分結(jié)果見公式(2):

(2)

其中

然后利用公式2)擬合試驗(yàn)得到的曲線族,即可得到合適的三個(gè)參數(shù)。

ABAQUS中定義蠕變材料及參數(shù)的方法:

Property模塊—creatematerial—mechanical—plasticity—creep,然后輸入A,n,m的值,如下圖

2)蠕變分析步設(shè)置

蠕變計(jì)算過程必須考慮時(shí)間的影響,最常用的是直接利用ABAQUS中的VISCO分析步完成蠕變計(jì)算。

其中:Time Period為蠕變的總時(shí)間,incrementation中的增量步大小設(shè)置與其他分析類型類似,需要說明的是蠕變應(yīng)變?nèi)莶?,通常蠕變?yīng)變的容差設(shè)置將影響增量步的大小,容差設(shè)的很小,增量步也將降低。因此需要一個(gè)合適的蠕變應(yīng)變的容差,一般為了保證精度和增量步大小合理,可以設(shè)為1E-5左右,可以根據(jù)具體計(jì)算調(diào)整該值。

以典型沖壓成型分析為例,node to surface以及surface to surface下,其非彈性應(yīng)變?cè)茍D如下所示:

兩種接觸模式下,最大蠕變應(yīng)變率與目標(biāo)蠕變應(yīng)變率的比例歷程曲線如下所示,一開始蠕變應(yīng)變率較低,最后階段下降快,是由于沖模已充滿模腔,整個(gè)曲線盡管看起來呈現(xiàn)鋸齒狀,但其峰值應(yīng)變率始終與目標(biāo)應(yīng)變率接近,這與實(shí)際的情況是一致的。

針對(duì)典型尺寸的鋼管,通過改變相關(guān)參數(shù),仿真分析了軋輥壓下量,摩擦系數(shù)和鋼管壁厚等參數(shù)與軋制力的關(guān)系;定徑過程中,咬入和穩(wěn)定軋制時(shí)鋼管內(nèi)應(yīng)力- 應(yīng)變的變化規(guī)律;鋼管內(nèi)金屬的流動(dòng)和彈復(fù)行為等。

壁厚為22 mm、縮徑量為0135 %、摩擦系數(shù)為015 時(shí),鋼管拋出前的典型應(yīng)力2應(yīng)變?cè)茍D??芍庇^地看出:在定徑過程中,由于加力方向及水平輥和垂直輥之間“間隙”的存在,金屬的周向流動(dòng)主要流向兩輥的交界處。,軋輥壓下后,鋼管內(nèi)應(yīng)力達(dá)到了屈服極限,所以鋼管通過軋輥后即使發(fā)生彈復(fù),但仍存在塑性應(yīng)變,可起到縮徑作用。

鋼管通過軋輥彈復(fù)后外表面沿圓周方向的位移分布。其中,表明鋼管通過軋輥彈復(fù)后,前端面最外緣。鋼管通過軋輥彈復(fù)后,前端面最外緣上節(jié)點(diǎn)在x 方向的位移曲線。可見位移變化不均勻。

縮徑量為0135 %、摩擦系數(shù)為015 時(shí),軋制力與鋼管壁厚的關(guān)系。壁厚為22 mm ,摩擦系數(shù)為015 時(shí),軋制力與軋輥壓下量(縮徑量) 的關(guān)系??s徑量為0135 % ,鋼管壁厚為22 mm時(shí),軋制力與摩擦系數(shù)的關(guān)系。這里參數(shù)為兩個(gè)階段中兩個(gè)隨機(jī)時(shí)刻。

可以得出,無論是垂直軋制力還是水平軋制力,隨壁厚和縮徑量的增大均為遞增趨勢(shì),且咬入時(shí)軋制力最小,逐漸增大。穩(wěn)定軋制時(shí)軋制力最大并趨于平穩(wěn)。由于壓下量和壁厚較小,軋制力和壁厚基本上呈線性關(guān)系。另外,咬入時(shí)軋制力隨摩擦系數(shù)增加而增大,穩(wěn)定軋制時(shí)軋制力基本不受摩擦系數(shù)的影響。

建造特大跨度橋梁是社會(huì)需要和技術(shù)進(jìn)步的統(tǒng)一。應(yīng)用全橋結(jié)構(gòu)仿真技術(shù),可以得到詳盡、準(zhǔn)確和實(shí)用的橋梁分析結(jié)果。本項(xiàng)目重點(diǎn)研究全橋結(jié)構(gòu)仿真分析的計(jì)算規(guī)模與速度問題、橋梁施工全過程仿真問題、廣義全橋結(jié)構(gòu)仿真問題和應(yīng)用解決特大跨度橋梁可行性檢驗(yàn)和優(yōu)化等問題,以此發(fā)展這一技術(shù),加速我國(guó)特大跨度橋梁工程建設(shè)的起步與進(jìn)程。 2100433B

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