超空泡航行体尾舵展开过程水动力载荷数值研究

超空泡航行体全沾湿航行阶段尾舵展开过程的流体动力载荷对于航行体稳定性分析以及尾舵机性能设计具有重要影响。建立了基于重叠网格技术和网格域间相对运动思想的尾舵展开过程数值计算方法;结合超空泡航行体设计需求,研究了尾舵不同展开速率、不同攻角状态展开以及尾舵展开前后的水动力载荷变化规律;通过对尾舵附近速度矢量场、压力场以及尾舵表面压力系数分析,揭示了尾舵不同状态的流体动力载荷变化原因。研究成果对超空泡航行体尾舵展开过程流场特性研究具有重要参考价值,同时为尾舵机性能设计提供了重要设计依据。     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的Bouc-Wen模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与Markov假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

超空泡航行体三相流动演化特性

为研究通气航行体的空泡三相流动演化特性,采用CFD仿真软件Fluent对超空泡航行体通气空泡替代自然空泡的复杂流动过程进行了三维数值模拟研究.本文基于RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型,建立通气超空泡航行体三相流动的数值计算模型,并进行收敛性验证,并通过相关实验与模拟结果进行对比验证本数值方法的有效性;数值模拟了...     

随机时变结构动力可靠度分析的Markov模型

研究了时变结构的自振性和动力反应,建立了随机时变结构的自振和动力反应方程。考虑荷载为Ｍａｒｋｏｖ随机过程模型,提出了基于该模型的随机时变动力分析方法。     

超空化航行体前部外径对空泡影响的研究

文章基于CFD技术和水洞试验,对超空化航行体通气装置外径尺寸对空化流场的影响进行了研究.数值计算结果表明:航行体的前部外径对航行体超空泡的生成和形态有重要影响,若Rw取值偏大将会使空化流场出现空化不连续现象,甚至改变超空泡的脱体边界.文中以数值计算结果为依据,建立了航行体超空泡可以正常生成的航行体前部外径最大临界值公式.同时设计了三个航行体头部模型在水洞实验室进行了实验研究,实验结果验证了所建立公式的正确性,文中结论为进一步研究人工通气超空化奠定了基础.     

水下超空泡航行体流体动力设计原理研究

在对航行体超空泡生成、流型和稳定性水洞模型实验研究的基础上，从航行体运动力学原理出发，研究了超空泡航行体流体动力设计需要解决运动平衡、稳定性与可控制等基本问题．给出了超空泡航行体流体动力设计原理、方法与实现途径；并提出了一种流体动力设计原理方案，设计加工了实验模型，在水洞中进行了验证实验。实验获得的航行体超空泡流型照片和流体动力曲线表明提出的超空泡航行体流体动力设计原理是正确的，方法是可行的。     

超空泡航行体的自适应变结构控制设计

针对航行体在实际巡航时存在的流体动力系数摄动及尾部流体未知干扰等不确定性问题,改进了目前普遍采用的超空泡航行体的数学模型,利用自适应算法对不确定因素进行了估计,设计了基于改进型指数趋近率的变结构控制器,并进行了数学仿真.仿真结果表明:该控制器在稳定控制过程中具有很好的性能,调整时间小于1 s;系统的稳态误差小于1%,表明其应用到超空泡航行体上是完全可行的.     

超空泡航行体典型弹道特性仿真研究

针对超空泡航行体的弹道及操纵特性进行研究,建立了超空泡航行体在纵平面内的简化运动方程,编制了相应的弹道仿真程序,并对其在90 m/s左右速度区段内的典型弹道特性进行了仿真分析.仿真结果表明,通过对雷顶舵进行典型操舵控制,超空泡航行体可以在无反馈控制的情况下,实现定深直航,以及变航向、变深度等典型弹道机动,可见超空泡航行体的操纵特性良好.     

多点地震激励下大跨度桥梁动力可靠度研究

动力可靠度理论已经有了很大进展,但是在工程中却尚未获得广泛应用,结构动力响应功率谱计算的复杂性是造成这一状况的重要原因。本文将虚拟激励法引入大跨度桥梁抗震可靠度分析。用随机振动虚拟激励谱分析突破以往计算效率低下的瓶颈,在理论．卜是精确的算法,并能方便地处理地震地面运动变化产生的空间效应。研究结果表明,基于虚拟激励法进行大跨度桥梁动力可靠度分析是一条有前景的途径。     

土层随机地震反应的动力可靠度计算

研究了土层的随机地震反应分析方法，建立了基岩输入地震动加速度功率谱函数为白噪声和过滤白噪声时土层的动力可靠度计算理论。     

宽带随机激励下单自由度碰撞振动系统的平稳响应

在实际工程结构中经常要研究随机激励的单自由度碰撞振动系统的稳态响应，应用基于广义谐和函数的单自由度强非线性系统的随机平均法，分别得到了该系统响应的总能量、位移、幅值的稳态概率密度及位移与速度的联合概率分布。通过与数字模拟结果的比较，证明用随机平均法所得的结果有很高的精度。     

随机参数压电桁架结构的稳定可靠性分析

在有限元分析方法基础上,基于稳定特征方程对随机参数压电桁架结构进行稳定可靠性分析.综合考虑电荷载和机械荷载联合作用的机电耦合效应,以杆元的物理参数和外荷载系数为随机变量,给出了压电桁架结构失稳的安全余量的表达形式和临界荷载系数对变量求导的方法.在此基础引入随机有限元法,对压电桁架结构进行结构稳定可靠性分析.最后由算例分析了机电耦合效应压对稳定可靠性指标的影响,分析表明考虑压电材料的机电耦合效应和利用外加电压可以提高结构系统的可靠性指标.该方法对含压电材料桁架在工程实际的稳定可靠性分析提供了一个较好的方法.     

多自由度体系在平稳随机反应下的动力可靠性分析

本文对最弱链环多自由度结构提出求解体系动力可靠度上、下限的计算方法。对于平稳反应体系的动力可靠性分析提出一种计算策略,并对单自由度动力可靠性计算的Poisson公式进行了简化改进。最后给出了一个工程算例。     

模糊随机桁架结构的平稳随机振动分析

研究了具有模糊随机参数的桁架结构在平稳随机激励下的动力响应．同时考虑结构参数的模糊随机性，利用模糊因子法和最优化方法从时域上推导出了结构位移响应的模糊随机相关函数矩阵；进而利用模糊因子法推导出频域上动力响应的模糊随机均方值的表达式，最后用随机变量的矩法和代数综合法推导出了动力响应均方值模糊随机变量的模糊数字特征．通过算例考察了结构参数的模糊随机性对动力响应均方值的模糊随机性的影响，从分析结果中得出了参数的模糊随机性在结构随机振动分析中是不容忽视的结论．     

空间杆系结构的随机有限元分析

针对杆系结构分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何参数及作用荷载等的随机性,提出了将确定性有限元随机化的方法,结合H-L（Hasofer-Lind）几何法,以结构的位移响应作为功能函数,得到结构中构件的可靠指标.通过算例表明随机变量的变异系数对构件可靠指标有较大影响,当同时考虑多个基本随机变量时,结构响应呈现出很强的随机性,基于随机有限元的可靠性分析方法具有一定普适性、可行性与实用性.     

车辆随机振动响应分析

以1/4车辆单自由度模型为研究对象,根据牛顿第二定律,建立了车辆垂直方向的振动数学方程。通过虚拟激励法,构造路面虚拟激励,推导出频率响应函数,进而计算各响应量的统计学特征。经过实例仿真,表明车辆结构参数对系统响应量是有影响的,应当重视车辆结构参数的选取。     

空间随机土作用下的柔性桩沉降可靠性分析

针对柔性桩的沉降问题,结合分层的剪切位移法和摄动法提出了一种新的计算柔性桩沉降可靠度的方法,并用该法研究了土的空间变异性对柔性桩沉降可靠性指标的影响。指出采用简化的集中参数法计算柔性桩沉降的可靠性指标在某些情况下会得出不安全的结果。     

土坝应力和变形的非线性摄动随机有限元分析

结合土坝应力变形的可靠性分析 ,对二阶非线性摄动随机有限元理论、程序和土性参数随机场的离散技术进行研究 ,推导出邓肯—张模型的一阶和二阶弹性偏导矩阵 ,提出非线性摄动随机有限元的计算方法和研制出相应的程序 ,并对某实际土坝进行了计算 ,计算结果与实测资料较为符合     

用于接触问题的逆随机边界元法和可靠性预测

将改进的滤波算法和随机边界元法结合,提出了用于预测接触尖力的逆随机边界元法。根据某些内点应变的随机分布,建立了量测值的边界元解析灵敏度矩阵和解析量测矩阵,从而使得预测边界上的随机接触载荷的分布和结构可靠度的分布成为可能。最后,算例显示了本方法的有效性。