准静态侵入颗粒介质的底边界效应仿真分析

论文基于球形离散元方法研究颗粒介质的底边界效应,仿真刚体圆柱准静态侵入有限厚度颗粒介质直至底边界的过程,探究侵入物所受阻力与侵入深度间关系.结果表明,圆柱准静态侵入颗粒层至池底的阻力-深度曲线,前段呈类静水压力线性,接近底边界的后段呈类指数增长形式;在距底数个粒径范围内阻力存在波动,波长近似颗粒直径.与圆柱底固连的倒锥形固化区颗粒存在动态更新,侵入接近底边界时固化区瓦解,局部颗粒阻塞与疏通决定阻力增长趋势;圆柱底面以下的颗粒力链在接近底边界时转化为圆柱底与颗粒池底之间的“底-底”力链,力链受挤压后平均颗粒数的递减很好地解释了阻力振荡的波动性.     

基于非独立模型的相邻树干散射特性分析

由于树干是有耗媒质, 所以其散射特性极为复杂, 而在较为稠密的丛林中, 相邻树干之间更会产生二次散射, 这时研究相邻树干的散射特性对目标的识别与跟踪有重要意义, 因此本文构建非独立模型以研究树干的散射特性. 即用有限长介质圆柱模拟实际树干, 建立相邻两树干的散射模型, 通过计算其电磁散射特性研究两树干之间的二次散射; 文中介绍了仿真时的激励源, 边界条件的选取及建模和仿真过程; 给出了两树干不同距离下散射波幅值的变化, 入射波不同角度入射引起的RCS起伏, 并跟独立树干的幅值及RCS变化进行对比, 得到感     

同轴圆柱介质阻挡放电半周不对称等效负载模型

同轴圆柱反应器常用于发生介质阻挡放电。实验表明在大气环境的放电中,仅单侧电极有介质的同轴圆柱反应器,放电特性不同于两侧电极都有介质的反应器。前者正反半周放电机理不同,等效电气参数区别很大,不能再用传统的非线性箝位模型作为其等效负载模型。针对此类反应器,提出一种新的半周不对称分段等效模型,并给出了基于李萨如图形的模型参数计算方法,使之能更精确地描述此类介质阻挡放电反应器的电气特性。     

探地雷达深层探测正演模型仿真与分析

深层的探测是一个比较复杂的问题.较为理想的情况现下:入射波在进入深层反射面之前要经过多层介质面的反射,及各层介质中衰减,这直接影响入射信号能否到达深层反射面而产生回波.对于深层测量的建模却受限于计算区域尺寸的限制,本文就针对千米尺寸的计算区域,采用一维fdtd仿真计算电磁波在底下的传播特性,对雷达脉冲在千米以下深度进行波形仿真,跟踪分析,类比了两种脉冲的仿真效果,并分析了使用辅助有限差分法引入的振荡效应.     

多波段多极化SAR遥感数据的二维周期介质模型

提出了SAR遥感数据的二维周期介质半空间理论模型。由于二维周期介质中电磁场的特征向量并不限于入射场的极化方向,因此可以考虑同种极化和交叉极化的散射。模型参数简单,适用范围广,数值模拟结果能较全面地反映多波段、多极化SAR遥感数据的特性。特别适合于利用种类比较有限的SAR遥感数据的地物参数反演问题。     

多波段多极化SAR遥感数据的二维周期介质模型

提出了 SAR遥感数据的二维周期介质半空间理论模型。由于二维周期介质中电磁场的特征向量并不限于入射场的极化方向 ,因此可以考虑同种极化和交叉极化的散射。模型参数简单 ,适用范围广 ,数值模拟结果能较全面地反映多波段、多极化 SAR遥感数据的特性。特别适合于利用种类比较有限的 SAR遥感数据的地物参数反演问题     

功能梯度薄壁圆柱壳的自由振动

研究了由功能梯度材料制成的薄壁圆柱壳的自由振动.采用幂律分布规律描述功能梯度材料沿厚度的梯度性质,根据Donnell壳体理论,导出了功能梯度材料薄壁圆柱壳线性振动的简化控制方程.基于此理论分析了功能梯度圆柱壳的自由振动特性,给出了两端简支功能梯度材料薄壁圆柱壳小挠度固有振动的频率公式.以简支圆柱壳作为算例,与前人结果及有限元法对比验证了该简化功能梯度薄壁圆柱壳理论的正确性,同时讨论了周向波数及梯度指数对其频率的影响.     

一种基于螺旋弹簧形状感知技术的六维信息输入装置设计

提出一种基于捕捉圆柱螺旋弹簧变形信息的六维信息输入装置.将圆柱螺旋弹簧底端固定,操作者在圆柱螺旋弹簧的顶端施加力和力矩,使弹簧产生相应的变形,利用圆柱螺旋弹簧形状信息感知技术捕捉操作者的操作意图.介绍了圆柱螺旋弹簧形状信息感知技术的原理和弹簧簧丝表面的应变的电测电路,研制了六维信息输入装置原型系统,实验结果证明该装置设计原理正确.     

2keV镓离子轰击单晶硅基底碰撞过程的分子动力学模拟研究

阐述了聚焦离子束技术的原理,介绍了离子与固体相互作用的计算机模拟方法.结合Tersoff-ZBL势函数,运用分子动力学方法,模拟能量为2keV的单个镓离子轰击硅表面.通过分析计算基底原子的速度等信息,研究了离子在入射过程中基底的温度变化等.并研究了入射离子在与硅基底原子的级联碰撞过程中造成的晶格损伤.研究发现,离子在入射过程中,通过级联碰撞,将能量传递给基底原子,基底温度出现峰值;当入射离子最终将能量传递给周围原子后,入射离子最终注入到基底内部,并观测到了入射离子在基底中形成的非晶化区域.研究结果为聚焦离子束刻蚀硅的分子动力学模拟提供理论指导.     

基于投影的Levenberg-Marquardt圆柱拟合

圆柱拟合的精度和速度一直是逆向工程领域中一个需要解决的难题.Levenberg-Marquardt作为非线性最小二乘方法在圆柱拟合方面得到一定应用,其初值的选取对拟合收敛性有较大影响.为了减少初值对拟合收敛性的影响,提高拟合的精度和速度,提出用投影方法寻找圆柱参数,作为Levenberg-Marquardt拟合的初值,继而进行Levenberg-Marquardt圆柱拟合.实验表明,拟合迭代次数减少,陷入局部最优的可能性降低.这种方法是有效可行的.     

周期载荷下电活性聚合物圆柱壳的动力响应

基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响.     

分层粗糙面与上方目标的复合电磁散射研究

针对粗糙面与目标复合电磁散射特性的应用前景,采用空间域合成法生成Alpha-Stable分布分层粗糙面,运用矩量法研究了锥形波入射时分层粗糙面与上方圆柱体的复合电磁散射特性,通过数值计算得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,分析了稳定性系数、归一化尺度参数、互相关长度、入射波频率、粗糙面间距、圆柱体横截面半径以及粗糙面下方介质介电常数对复合散射系数的影响.结果表明,稳定性系数、归一化尺度参数、互相关长度、入射波频率、粗糙面间距对复合散射系数影响较大,而圆柱体横截面半径、粗糙面下方介质的介电常数对散射系数影响较小.     

计算光在记录介质中传播的软件

可录光盘从CD-R发展到DVD-RW;DVD-RAM,在聚碳酸脂基片上溅射的介质层越来越多,举DVD-RAM为例,除了反射层、记录层外还必须溅射2层介电层、2层中介层、1层光学补偿层。每层介质的厚度都会影响记录介质处晶态或非晶态时的反射率,进而影响光盘读出信号的强弱和窜扰。为了生产出优质的光盘记录盘片,工程师们经常要调整各介质层的厚度,但在实践中困难很大,因溅射设备参数变化后往往要生产几百片才稳定,反复倜试费用昂贵,所以我们开发了这个软件。该软件能精确的计算光在垂直入射多层介质薄膜时的透过     

圆柱壳在热载荷及微扰外压作用下的分岔

在考虑温度对圆柱壳材料性能影响的基础上,建立了圆柱壳在扰动外压作用下的几何非线性动力控制方程.并采用伽辽金原理及 Melnikov 法研究了圆柱壳在热载荷及微扰外压作用下的分岔,进一步讨论分析了温度、Batdorf 参数等因素对圆柱壳发生混沌运动区域的影响,得出了随温度、Batdorf 参数的增大,混沌运动区域将越来越大的结论.     

流场中沿轴向运动圆柱的附加质量计算

分别计算理想流体和黏性流体中沿轴向运动圆柱的附加质量.基于相对运动原理得出在无限流体域中不同长细比圆柱的附加质量,验证附加质量与流体黏性无关的这一结论,并发现长细比越大,附加质量因数越小.利用动网格技术的数值模拟结果表明:圆管中沿轴向运动圆柱的附加质量随管径比减小而增大,且流体的流动形态会对物体的附加质量产生一定的影响.以长细比和管径比为参数给出无限和有限流体域中圆柱附加质量与相应参变量的拟合函数.     

功能梯度三相复合材料圆柱壳固有振动特性分析

本文以一种石墨烯与碳纤维协同增强三相复合材料圆柱壳为研究对象,研究了在任意边界条件下该新型功能梯度三相复合材料圆柱壳的自由振动特性.首先,基于一阶剪切变形理论、Von Karman几何非线性关系和Hamilton原理,推导了三相复合材料圆柱壳结构运动控制方程.然后,应用Galerkin法离散求解三相复合材料圆柱壳的固有频率和模态振型.最后通过将本文方法与Abaqus仿真结果进行对比,验证了本文方法的准确性.此外,本文进一步分析了石墨烯质量分数、功能梯度形式和边界条件等不同因素对新型三相复合材料圆柱壳固有振动特性的影响.     

基于有限差分法的端部约束同轴圆柱壳的流致失稳分析

本文基于经典壳体和理想势流理论建立圆柱壳流固耦合系统的运动方程,并引入有限差分法(FDM)对运动方程进行离散.为将壳体表面的扰动压力离散到差分网格节点,基于差分离散的原理,提出了以分段函数作为基函数的展开方法.本文对结构与压力控制方程均采用FDM方法进行求解,发展了一种基于FDM的同轴圆柱壳流固耦合求解策略.首先,利用本文方法计算了同轴圆柱壳在静态流体环境中的振动频率,并与有限元软件(ANSYS)的计算结果相比较,验证了本文方法的正确性；然后,探究了在静流体环境中同轴圆柱壳的结构参数变化对其振动频率的影响规律；最后,研究了同轴圆柱壳系统在运动流体环境中的流弹失稳问题.     

圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的动力仿真分析

圆柱壳是船舶、潜艇和海洋工程结构物的重要组成部分,研究其在水下爆炸载荷作用下的响应对提高结构物的使用周期有着重要的作用.利用LS-DYNA动力有限元程序对张效慈等人做的深水爆炸水动压力场对潜体结构的动态响应试验进行数值模拟.分析了不同材料圆柱壳和不同参数复合材料圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性.计算结果表明,复合材料比钢、铜、铝合金金属材料的抗冲击性好,弹性模量小的复合材料的抗冲击性好.方法可以简单快速的计算圆柱壳的抗冲击性,为舰船的设计提供参考.     

圆柱面上G1插值曲线

用向量吸收投影的方法解决了由圆柱面上给定的点及该点处切平面上的单位矢量,来构造圆柱面上的一条光滑插值曲线问题.首先,由圆柱面上给定的点及该点处切平面上的单位矢量构造一条插值给定点及给定单位向量的空间3次Bézier样条插值曲线,然后再将空间3次Bézier曲线吸收投影到圆柱面上,就得到所求的限制在圆柱面上满足插值条件G1连续的插值曲线.     

行程可调凸轮机械手的机构设计

为满足自动化设备中凸轮机械手行程上的兼容性要求,利用杠杆原理设计出了一种行程可调节的圆柱凸轮机械手,并对机械手的圆柱凸轮以及行程调节机构进行探讨.