计及流固耦合时楔形结构的冲击压力计算

当结构与流体发生冲击作用时,不但流体会对结构产生较火的砰击压力,结构响应也会反过来对流场产生显著影响,两者之间存在强烈的流固耦合现象．物理直观表明,结构弹性效应的存存会减缓冲击的作用．针对楔形结构,首先在Wagner入水冲击理论的基础上,建立计及耦合效应对砰击爪力的计算方法,经与试验结果进行比较,表明计算方法的可行性;然后在此基础上讨论了入水速度、底倾角及结构刚度对砰击压力的影响．     

基于欧拉方程的一种机翼气动弹性计算方法

利用一种双时间方法求解三维非定常欧拉方程，采用无限插值理论生成O－H型代数网格，考虑了机翼变形时的网格生成问题，通过与气动力方程的联立求解，在时间域内用二阶龙－库塔方法求解机翼弹性运动方程。计算结果表明，本计算方法具有较高的计算效率，所计算的颤振临界速度与风洞实验一致。     

非匹配网格的三维流固耦合问题

为研究流固耦合问题中的非匹配网格问题的准确可靠的数值计算方法,本文提出了一种基于非匹配网格的三维Common-Refinement方法,将其应用于离散后不可压缩流体与非线性超弹性体的非重叠子区域之间的接触面。采用Petrov-Galerkin有限元法离散不可压缩流体,并对大变形弹性结构体使用连续Galerkin有限元法进行离散。同时使用任意的Lagrangian-Eulerian(ALE)方法处理流固网格的大幅变形,并且采用全解耦的隐式分区方法去分别求解流固两相。为了满足两者之间液体和弹性耦合界面间牵引力的平衡条件,研究了共同细化方法的空间插值的准确性和可靠性。根据一系列的网格划分方案,通过改流体和固体网格之间的网格匹配系数系统地评估Common-Refinement方法的准确性和精度。将本方法应用于三维标准的圆柱体-弹性板问题,并与文献中标准解进行了对比。求解结果表明了这种方法在流固耦合问题中具有足够的准确性和可靠性。     

考虑流固耦合的渡槽结构半主动控制研究

基于渡槽结构流固耦合动力分析模型,采用结构振动控制原理中的限界Hrovat最优控制算法,进行了南水北调工程某大型渡槽结构变阻尼半主动控制研究;通过建立大型渡槽的动力分析模型及运动方程,对比计算了大型渡槽在无控、半主动控制和主动控制3种工况下的地震响应差异,计算结果表明:主动变阻尼控制装置能有效降低考虑流固耦合的渡槽结构纵向地震响应;限界Hrovat最优控制算法能有效跟踪和实现主动最优控制力.     

输流管道耦合振动问题的ALE方法研究

本文以ALE理论为基础,结合流体力学的相关理论,推导了用ALE方法描述的Navier-Stokes方程组,构造了基于Petrov-Galerkin格式的迎风有限元列式求解FSI的动力学问题,并在流体区域内采用Newton-Raphson迭代格式求解非线性的N-S方程组。最后采用ALE有限元对等截面直管轴对称流动和变截面弹性管内的粘性流动横向振动进行了模拟计算,并与相关理论和实验结果比较,结果表明:本文方法具有很好的效率和精度。     

管道系统流体-结构耦合边界条件的分析方法

从两种不同的思路建立了复杂边界条件的通用数学模型，证实了两种建模方式的一致性，并提出了相应的计算模式．     

土石坝渗流的流固耦合方法计算分析

采用有限元流固耦合方法对土石坝的非饱和渗流问题进行计算和分析,设定有限元模型的合理边界条件,计算了均质土石坝和非均质黏土心墙坝的渗流参数,得到了土石坝的渗透流量,绘制了孔隙水压力等值线图和浸润线。从计算结果可知,该方法对于黏土心墙坝适用性良好,计算结果准确。     

一种应力敏感油气藏流固耦合的简化模拟方法

数值模拟中通常采用流固耦合的方式来模拟应力敏感现象.但是,流固耦合需要大量的数据以及计算时间.利用多孔介质弹性理论和双重有效应力理论,得到地层压力与地层平均应力的关系,并把实验室测量数据转换到地层条件下,并将这种关系应用到数值模拟中.结果表明,渗透率的变化并不明显;考虑渗透率随压力变化时的稳产时间和累计产量均比未考虑时有降低,其降低幅度比较小;提出的简化模拟方法与流固耦合模拟结果差别不大.     

一种新型微流体主动混合器的仿真与分析

针对本文设计的一种新型压电驱动的微流体主动混合器进行建模和仿真,对压电驱动振子进行模态分析,得到其固有频率和振型;以水为流体,对混合器和其内部流体进行流固耦合分析,得到压电振子对混合器内流场的扰动状况;分别在未施加激励和施加激励的情况下,对不同温度的水进行混合仿真实验,得到混合器内不同位置的混合状况。通过比较和分析仿真实验结果,验证了混合器的工作性能。     

基于风-雨双向耦合的大型冷却塔结构响应

暴风雨天气下,降雨会直接改变结构表面气动载荷并进一步影响风的湍流作用,然而现行冷却塔结构抗风设计均忽略了降雨带来的附加效应.为探究风-雨作用对冷却塔结构受力性能的影响,以中国西北地区已建成的210 m世界最高冷却塔为例,基于风-雨双向耦合算法,首先采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术进行3种典型风速下冷却塔结构周边风场模拟,然后添加离散相模型(discrete phase model,DPM)开展9种不同风速-雨强组合的风雨耦合同步迭代计算.在此基础上,对比研究不同风速-雨强组合对塔筒表面雨滴运行轨迹以及雨量的影响规律,然后提出大型冷却塔风雨耦合等效压力系数的拟合公式.最后,结合有限元方法建立不同工况的大型冷却塔等效荷载耦合模型,对比研究不同风速-雨强组合下大型冷却塔塔筒、支柱和环基的结构响应.研究可为此类大型冷却塔在极端气候和复杂工况下的荷载预测提供参考.     

多流动区域耦合算法在液力元件中的应用

讨论了多流动区域耦合算法及其在液力元件中的具体应用,给出了液力变矩器和液力偶合器的不同转速、多叶轮流场耦合计算的应用实例。计算结果表明:多流动区域耦合算法比液力元件通过上下游传递边界条件的单个叶轮算法更为先进。基于三维流场数值解计算出液力变矩器与液力偶合器特性,将其与试验结果进行对比后可知,多流动区域耦合算法具有更高的计算精度。     

求最短路径的新方法

本文介绍了一种用新的理论(链结和散列)求最短路径的方法。并把这种方法同传统的方法进行了比较。结果表明:本方法的时间复杂度绝对低于传统方法的时间复杂度,并且随着网中的顶点数不断增加,本方法对比传统方法效率还在提高。在PC兼容机上运行的结果表明:用本方法的效率大约是传统方法的10倍。     

实现Prim算法的新方法

一种用链结和散列技术实现Prim算法的新方法，并把这种方法和传统的方法进行了比较。结果表明：本方法的时间复杂底于传统方法的时间复杂度，并且随着网络中顶点数的不断增加，本方法对比传统方法提高的效率也在不断增加。在华立机上运行的结果符合文中给出的算法分析。     

一种适合于噪声对消的自适应算法及其硬件实现

本文在分析经典LMS算法在噪声对消应用中的不足之处后,提出了一种块状LMS算法和一次范数准则下自适应算法相结合的混合算法并作了相应理论分析,在此基础上构成了以TMS32010DSP芯片为核心的自适应噪声对消的硬件系统并取得了较好的实时对消效果。     

超音速、高超音速机翼的气动弹性计算方法

针对超音速和高超音速流动的特点，分析并检验了各种气动力工程算法(牛顿法，切楔／切锥法，活塞理论，激波膨胀波法等)，并将其推广运用于超音速和高超音速机翼的非定常气动力的计算中。通过与机翼结构运动方程的联立求解，在时间域内实现了超音速和高超音速机翼颤振的数值模拟。通过与实验结果的比较，证明该方法具有较高精度，误差能控制在10％左右。     

框架—片筏—地基共同作用的三维有限元分析研究

借助ANSYS有限元程序,结合基础筏板特点,选取土体不同的本构模型,对框架、片筏和地基的相互作用进行了三维有限元数值计算模拟研究,揭示了三者相互耦合作用的机理.研究结果表明,由于D-P5和D-P6两个模型能很好地考虑中间主应力对材料强度的贡献,因此能给出更为切合实际的上下部耦合作用的三维有限元计算结果.     

Gao’s interacting shear flows (ISF) theory and its inferences and their applications

Gao’s viscous /in-viscid interacting shear flows( ISF) theory,proposed by professor Gao Zhi in Institute of Mechanics,China Academy of Science,and its inferences and their applications in computational fluid dynamics( CFD) are reviewed and some subjects worthy to be studied are proposed in this paper. The flow-field and motion law of ISF,mathematics definition of strong viscous shear layer flow in ISF,ISF equations,wall-surface compatibility criteria( Gao’s criteria),space scale variety law of strong viscous shear layer reveals flow mechanism and local space small scale triggered by strong interaction that cause some abnormal severe local pneumatic heating phenomenon in hypersonic flow. Gao’s ISF theory was used in near wall flow,free ISF flow simulation and design of computing grids,Gao’s wall-surface criteria were used to verify calculation reliability and accuracy of near wall flows,ISF theory approximate analytical result of shock waves-boundary layer interaction and ISF equations were used to obtain the numerical exact solution of local area flow( such as stationary point flow). Some new subjects,such as,improving near-wall turbulent models according to the turbulent flow simulation satisfying the wall-criteria and illustrating relation between grid-convergence based on the wall criteria and other convergence tactics,are suggested. The necessity of applying Gao’s ISF theory and wall criteria is revealed. Difficulties and importance of hypersonic viscous / inviscid interaction phenomenon were also emphasized.     

反应介质对硅烷基磁性纳米粒子表面修饰磷酸胆碱后稳定性的影响

通过改变反应介质,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法在硅烷基Fe3O4纳米粒子表面修饰2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(PMPC),并对复合粒子的稳定性进行观察比较。通过红外光谱、透射电子显微镜、动态光散射手段,对复合粒子进行结构、形貌和尺寸的表征。与单纯用水作反应介质相比,用乙醇和水的混合溶液作反应介质所得到的复合粒子分散性更好,稳定性也更高,为进一步研究ATRP法中单体和引发剂对复合纳米粒子的分散性和稳定性的影响打下了基础。     

一种用于计算机情报检索系统的主题词处理方法

本文提出一种建立在改进的倒排文件结构基础上的主题词处理方法,用于微型计算机情报检索系统中,它是以若干相关数据库及其互访指针形成的体系结构为核心,并辅以一系列词串预处理、查找、插入、删除法来实现主题词处理的,该方法能有效地节省存贮空间,动态生成主题词典,并有较快的主题检索速度,且提供用户的主题词操作界面友好方便,合符习惯。     

周期性结构衍射物的相位恢复方法

提出一种将G-S算法应用于周期性结构衍射物相位恢复的简便方法.通过研究周期性结构衍射物的衍射特性,建立了单个周期的频谱强度与入射光(波)束和各衍射光(波)束强度的关系,从而实现了将G-S算法应用于单周期的迭代计算.这不仅压缩了采样点数和计算量,也为强度检测提供了方便.通过数值模拟计算证明了这种方法的正确性.