方腔内耦合传热传质非对称流动数值模拟

对带有质热源的方腔内流体传热传质进行数值研究。针对不同Ra、Nc、Sr和Df，探究对称方腔内流体传热传质的分岔特性。结果表明：存在临界Ra_c使流体流动形态发生转变，当Ra<Ra_c时，流体流线、温度场和浓度场对称分布；当Ra>Ra_c时，流体发生偏斜。增大浮升力，流体更易发生分岔现象。增强Soret和Dufour效应可增强传热对称性并增大流体发生分岔的临界Rayleigh数。     

二甲醚球形扩散火焰的熄火机理研究

采用改进的PREMIX模型及"化学爆炸模式分析(CEMA)"方法,对二甲醚(DME)球形扩散火焰的熄火机理进行数值诊断,分析环境氧气摩尔分数(X_(O_2))及详细基元反应对熄火极限的影响,利用"爆炸因子"和"分岔因子"的概念,确定控制DME球形扩散火焰熄火的关键反应动力学因素。结果表明:DME冷焰具有比热焰更宽的可燃范围;冷焰对X_(O_2)的敏感性弱很多,热焰中具有正特征值的CEM首次出现在最高温度处;在熄火极限附近,CEM的特征值变为虚数,说明熄火伴随着振荡;热焰的熄火主要由小分子所参与的高温反应所控制,而冷焰熄火主要由大分子所参与的低温反应所控制。     

Inverted pendulum stabilization: Characterization of codimension-three triple zero bifurcation via multiple delayed proportional gains

The paper considers the problem of stabilization of systems possessing a multiple zero eigenvalue at the origin. The controller that we propose, uses multiple delayed measurements instead of derivative terms. Doing so, we increase the performances of the closed loop in presence of system uncertainties and/or noisy measurements. The problem formulation and the analysis is presented through a classical engineering problem which is the stabilization of an inverted pendulum on a cart moving horizontally. On one hand, we perform a nonlinear analysis of the center dynamics described by a three dimensional system of ordinary differential equations with a codimension-three triple zero bifurcation. On the other hand, we present the complementary stability analysis of the corresponding linear time invariant system with two delays describing the behavior around the equilibrium. The aim of this analysis is to characterize the possible local bifurcations. Finally, the proposed control scheme is numerically illustrated and discussed.     

Stochastic analysis of strongly non-linear elastic impact system with Coulomb friction excited by white noise

The stochastic response of frictionally damped strongly non-linear elastic impact oscillator subjected to white noise excitation and its stochastic bifurcation are considered. By the stochastic averaging method based on generalized harmonic function, one can obtain the stationary probability density function of this system. The effects of system parameters on the responses are investigated and the analytical results were verified by comparing with numerical results from Monte Carlo simulations. Stochastic bifurcations are discussed through a qualitative change of the stationary probability distribution, which indicates that the coefficient of friction, damping constant of the elastic impact force respectively, can be treated as bifurcation parameters.     

土体变形分叉的非共轴理论

土体的变形分叉特性强烈依赖于土体的本构模型。由于传统的本构理论隐含了应力和塑性应变率的共轴条件,从而基于传统本构模型的变形分叉理论不能准确地预测土体变形分叉的失稳状态。由此引入本构模型的非共轴理论来分析土体变形分叉的失稳现象。通过与共轴的本构理论进行对比分析,研究结果表明,采用非共轴理论的本构模型能够合理地判别土体的失稳状态,理论预测剪切带的倾角随围压增大而减小的变化规律也与试验结果一致。     

真三维应力状态下土体应变局部化的非共轴理论

判别土体应变局部化的产生条件强烈依赖于土体塑性流动的非共轴特性。本文分析表明,由于传统的非共轴塑性理论是基于二维共轴应力空间得到的,为此,本文基于三维共轴应力空间建立了三维非共轴塑性理论框架,并利用三维非共轴塑性理论预测土体的变形分叉状态。数值模拟与试验结果对比分析表明,传统的本构模型有必要引入非共轴塑性流动理论才能有效地提高模型预测土体变形分叉特性的能力。研究表明:针对平面应变状态的变形分叉问题,由于考虑了应力第三不变量对非共轴性的影响,三维非共轴理论预测结果比二维非共轴理论更为合理。     

开孔薄板过屈曲分析的边界元法

从开孔薄板大挠度问题的一般数学理论出发．建立了一组新型边界积分方程用以求解开孔薄板的临界载荷、过屈曲分析。并且从分支理论出发，对离散的边界积分方程进行了分析和求解。通过算例．计算了环形板在中面内受均匀推力．横向为简支、夹紧情况下的屈曲载荷以及过屈曲状态。与已知结果吻合良好．证明边界元法对开孔薄板后屈曲状态的分析是有效的。与区域型解法比较．具有处理的矩阵维数少．输入数据量少．计算时间短等优点。     

载人航天器舱内通风空调特性和数值模拟

由于载人航天器这一密闭狭小空间及其微重力这一特殊环境，舱内通风空调问题和热舒适环境与地面的HVAC问题不同，微重力效应特别是自然对流大为减弱影响着通风换热效果。本文首先分析了舱内通风空调问题的特殊性，通过无量纲分析和计算微重力的流体力学效应，然后利用FLUENT软件对两种集中通风方式进行数值模拟。模拟结果表明：微重力下几乎不存在“冷风下坠”或者“热羽”现象；集中斜进风在一定的进风角度和Re数下出现分岔解现象；与常重力相同通风条件下，微重力下自然对流的减弱使得舱内温度降低，换热减少，因此满足常重力热舒适要求的通风条件不一定满足微重力下热舒适性的要求。     

结构稳定性分析中ANSYS的应用

从结构稳定性的基本概念出发,分析了目前在利用ANSYS进行结构稳定性分析中存在的一些概念上的模糊与混乱,提出了一种判别结构失稳类型并找到分枝点失稳类型结构临界荷载的简单近似方法,以便更好地利用通常程序进行结构分析     

裂隙岩体局部化破坏多重势面分叉模型及其应用

采用多重势面弹塑性分又理论对裂隙岩体的破坏机制进行计算模拟。基于多重势面弹塑性理论分析局部化问题，构造了适用于裂隙岩体破坏的多重势面不连续分叉模型，建立了求解局部化方向的数值方法。在有限元方法的基础上，使用该模型计算了裂隙岩体的局部化破坏条带，即主开裂条带。相关的算例分析表明，这一模型用于分析裂隙岩体的局部化破坏是有效的。