土壤中水、汽、热运动的耦合模型和蒸发模拟

本文给出了在饱和一非饱和土壤中，水、汽、热运动的耦合型数值模型及大气边界层模拟。计算所需输入的量为气象因素，土壤温度和水力特性。由于对耦合模型缺乏合适的解析解，故对两个模型分别用试验结果和解析解进行了验证，结果吻合较好。用此数值模型模拟了蒸发条件下的土壤水分运动问题。     

共轭变量耦合非等同混沌系统的振荡消失

利用共轭变量耦合方式构造耦合Rssler-Lorenz非线性混沌系统模型,解析确定耦合系统实现振荡消失的条件,用数值计算方法验证其正确性.设计并搭建耦合系统电路,通过OrcadPSpice仿真平台实现了耦合系统的振荡消失.     

共轭变量耦合系统振荡消失研究

采用共轭变量耦合方式构造了以Sprott-J模型为子系统的耦合系统,讨论等同和参数失配条件下耦合系统的振荡消失问题,给出理论解析判据,用数值计算方法验证其正确性.设计出该耦合系统的电路,通过 Pspice仿真平台实现了实验系统的振荡消失.     

边界元计算内外声场耦合及流体目标声散射

为研究水下目标的耦合声散射问题,将声类比边界元技术应用于内声场、并考虑流体目标内外声场的耦合,建立了水下运动流体目标声散射的物理模型和数值方法．对于长圆柱和旋转椭球外型的流体目标,给出了几组声散射数值仿真结果,并和解析方法（变形圆柱法）的结果进行比较;比较结果的一致验证了该方法的正确性和有效性．该方法能够研究任意声波入射条件下复杂外形运动流体目标内外声场的耦合,结合结构的有限元描述,该方法将用于水下弹性结构的声耦合响应分析．     

基于空间六自由度的振动筛完整动力学模型动态特性研究

振动筛的动态特性是研究其工作性能的重要指标,筛体的运动表现为空间中6个方向之间的耦合.为准确分析筛体的运动特性,基于拉格朗日法,建立了空间六自由度完整动力学模型,在此基础上,通过龙格-库塔法对动力学模型进行了数值求解,给出了筛体无电机一侧出料端与入料端及质心位置的运动轨迹,利用解析的方式求解出了筛体的空间模态、筛体的小阻尼与无阻尼状态下的幅频特性曲线;对样机进行了振动试验测试,并与数值计算结果中3个位置的振动幅值及运行轨迹长轴角度进行了比较分析.结果表明：振动筛结构参数与减震弹簧参数均会导致筛体耦合运动的产生,当激励频率接近各自由度对应的固有频率,其余自由度也会受到影响而发生共振,阻尼的存在会减小这种影响;动力学模型数值计算结果与试验测试结果一致性很高,二者误差基本在10%以内,振动筛空间六自由度动力学模型具有较高的准确性.     

多气泡耦合作用下非球状特性数值研究

为了研究多个气泡相互耦合作用时其表现出的运动特性,采用基于势流理论的边界元方法对多气泡间耦合作用进行数值模拟。将数值解与Rayleigh-Plesset方程解析解对比,使得数值模型的有效性和收敛性得以验证;然后,建立3个气泡的数值模型,研究无量纲参数气泡间距d对气泡运动和形态的影响。等间距布置3个气泡,当d=1.8时,中间的气泡在抑制作用下呈现"圆柱状",随着气泡间距的增大,其最终趋于"球形",且气泡上、下2个气泡射流速度增大;不等间距布置3个气泡,距离远的气泡最先发生射流,射流完成时该气泡已开始回弹。     

双滚子型动吸振器对倾斜振动系的减振研究（实验验证）

制作了附加双滚子动吸振器的弹簧-质量-阻尼倾斜振动系的实验装置,并对此实验装置进行了实验研究.从同一实验模型的实验结果和数值解析计算结果的对比看,实验结果与数值解析结果之间有良好的一致性。另外,实验结果还表明,当滚子的运动状态变为滚动伴随着滑动时,其对倾斜振动系的减振效果增大。这可以考虑为由于滚子的滑动吸收了一部分主系的运动能量所至,这与数值解析所得出的结论是一致的。此文还分析了实验结果与数值解析结果之间的差异,以及产生这些差异的原因。     

基于桩身三维效应下的大直径桩纵向振动理论分析和数值模拟

考虑桩身三维效应的影响,进行大直径桩的纵向振动研究。首先建立考虑三维波动效应的大直径桩与土体耦合振动模型,得出此模型的耦合振动方程。结合初始条件和边界条件,求解得到桩顶频域响应解析解,并通过卷积定理和傅里叶逆变换得出其时域响应半解析解。接着进行本文模型与Rayleigh-Love杆模型及Euler-Bernoulli杆模型的对比研究,论证本文模型的合理性。通过建立有限元数值计算模型,进行了理论解与数值解的对比分析,两者计算结果较接近,变化规律一致,相互验证了两种模型建立的正确性。最后,分析桩土参数对大直径桩动力响应的影响,得到了各参数对大直径桩振动响应的影响规律,可为大直径桩基础抗震防震设计、完整性检测等提供理论依据。     

明渠流动S-K模型在具有垂直壁面的复式断面下的数值模拟

在具有垂直壁面的复式断面S-K模型数值计算中一般都是采用斜坡近似法,但该方法在滩槽交界面处的流速计算值与S-K模型解析解差别较大,为解决该问题,提出了结合解析解求解时拟定的边界条件的耦合迭代方法,该方法大大改善了斜坡近似法的不足,其数值模拟结果与S-K模型解析结果吻合良好,能够更为精确地计算棱柱体河槽深度平均流速分布和壁面切应力分布,可有效解决直立壁面边界速度突变的问题,对数值计算中类似问题的解决具有参考价值,也为S-K模型在实际工程中的广泛应用提供新的途径.     

层状亚铁磁体的基态能量

从三维各向异性的双子格简立方Ｈｅｉｓｅｎｂｅｒｇ亚铁磁体模型出发，导出了自旋近似下的哈密顿量，采用矩阵格林函数运动方程技术，得到了自旋波的色散关系，并给出了子晶格基态能量的解析表达式数值计算结果表明，层间和层内耦合强度之比δ＝Ｊ⊥／Ｊ对亚铁磁体的性质有着重要影响     

q＝3,4矢量Clock模型相变性质的解析研究

对q=3，4矢量C1ock模型相变性质用解析方法进行研究。用两变分参数的尝试作用量，计算了q=3，4矢量Clock模型的自由能和内能累积展开到4级的近似解析值，比热、磁化强度展开到3级的近似解析值，并讨论其相变点及相变性质。所得结果与Monte Carlo数值计算结果符合较好。此结果验证了解析方法的可行性。     

压电材料能量释放率的数值分析

利用ABAQUS软件建立压电材料板中心裂纹模型,采用虚拟裂纹闭合法分别计算在机械载荷和机电耦合荷载作用下的裂纹尖端应变能释放率,并对结果进行比较,发现数值计算结果和解析解吻合的很好,说明采用此计算方法可行。     

一个类耗散系统中的瞬态混沌

研究了一个具有过电压保护振荡电路中的瞬态混沌,该电路模型由两个保守映象不可逆耦合而成的分段连续映象描述。首先从新的角度研究了系统的禁区,用解析的方法得出了系统禁区的边界,而后用数值方法得出该系统的瞬态混沌就是禁区边界的象集。     

多耦合相位振子的部分测度同步及相同步

对耦合哈密顿系统中两耦合相位振子的HZ模型进行改进,给出多耦合相位振子改进模型,并分析改进模型的集体动力学行为。利用标准四阶龙格-库塔法求解正则方程,将其数值结果投影到子系统运动的相平面,以获取系统各运动轨道在相平面上的演化。利用数值模拟方法,分别计算出系统振子的能量、平均能量、序参量和最大李雅普诺夫指数。利用改进后的模型可以验证:耦合哈密顿系统存在部分测度同步现象,并在同步转变点附近存在分界线混沌现象;在非同步态向测度同步态转变时,系统可达完全相同步,但无法达到完全测度同步。     

基于浮动坐标法的刚柔耦合定位平台力学模型

精密定位平台由于机械摩擦造成精度受限,难以满足大行程、高精度定位的运动要求。本文结合宏微复合结构,提出了一种单驱动刚柔耦合定位平台。相对于现有的宏微复合平台,大幅简化了机械结构和运动控制系统的设计。基于浮动坐标法和有限元法建立了单驱动刚柔耦合定位平台的静力学和动力学模型,并与商业软件ABAQUS及简化解析模型的分析结果进行对比,最大相对误差分别为1.6%和3.72%,证明了该理论模型具有较高的预测精度,可为刚柔耦合平台的优化设计及精密运动控制提供参考。     

高炉热流过程瞬态模型及数值模拟研究

建立基于多相热流耦合的高炉瞬态过程数学模型,解析多相态在高炉中流场及热传递情况,并通过模拟得到炉料瞬态温度分布结果,由此可方便地判断高炉内软熔带等重要区域的形状及位置.充分解析了各个相态之间的耦合作用,并对高炉中存在的主要化学反应做了适当处理.所建立数学模型和数值计算方法形成了较完整的、适用于国内高炉的过程分析及预测模式.最后,通过对某中型高炉的生产实例分析讨论了该模型的仿真性能.     

气力输送系统中加速区气固两相流动特性的研究

对气力输送系统中具有不同初始状态的固粒群在加速区的气固两相流动进行了数值模拟.气流场采用修正的k-ε湍流模型进行计算,利用相间滑移数值方法(IPSA)求解全流场的Navier-Stokes方程,并推导求解了在时间模式和空间模式下具有不同初始速度的固粒群的运动解析关系.通过分析解析关系和数值模拟结果发现,初始气固速度比与固粒加速区的运动高度相关,但与稳定运动无关;最终运动速度取决于摩擦条件和悬浮运动速度;加速区固粒作变加速运动;初始速度比决定了中心区加速度;近壁区变速运动与初始速度比和壁面摩擦相双因素有关.     

脉动气流与薄板耦合振动的一个数值解法

本文给出脉动气流与薄板耦合振动的一个数值解法。气体运动方程给出脉动气流的Fourier 级数解。脉动气流引起的薄板横向振动,时间上用差分离散,空间上用最小二乘法离散,按加权余量法作数值计算。计算结果与测试结果基本相符。本方法可以适用于这类边界条件复杂的耦合振动问题。     

预测反馈法控制耦合映像格子时空混沌系统

提出将预测反馈控制法用于控制双向耦合映像格子时空混沌系统, 简单构造预测反馈信号的一般方法, 利用线性稳定性分析方法, 解析得到控制时空混沌系统至不同目标态的稳定条件, 数值模拟验证了理论结果的正确性, 以及用这种方法控制双向耦合格子系统的可行性.     

柴油机选择性催化还原后处理系统的数值模拟

通过耦合化学反应动力学和计算流体动力学的方法,对以32.5％尿素水为柴油机选择性催化还原系统进行了数值建模.在验证了计算模型可行性的基础上,数值解析了4种尿素水的添加方案对还原系统的影响.结果表明:CFD模拟计算结果与发动机台架试验结果相吻合;采用孔式喷油器进行尿素喷射,氮氧化物还原效率要高于轴针式的;喷油器孔数越多,还原剂分布越均匀;沿着排气管轴线逆向喷射要优于垂直排气管壁喷射.