Burgers′方程的特征混合有限元数值模拟

本文对Burgers′方程采用特征混合有限元方法进行数值模拟,证明了特征混合元格式的稳定性.作为数值例子,我们计算了正弦波传播和冲击波传播,通过与混合元和有限元方法的比较,说明了该方法在粘性系数逐渐减小时对锋线前沿处理的有效性.     

Burgers＇方程的特征混合有限元数值模拟

本文对Burgers’方程采用特征混合有限元方法进行数值模拟，证明了特征混合元格式的稳定性。作为数值例子，我们计算了正弦波传播和冲击波传播，通过与混合元和有限元方法的比较，说明了该方法在粘性系数逐渐减小时对锋线前沿处理的有效性。     

线性对流占优扩散问题的修正特征混合有限元方法

本文对一类线性对流占优扩散问题提出了一种修正的特征混合有限元格式,该格式对方程的对流部分沿流体流动的方向即特征方向离散以保证格式在流动的锋线前沿逼近的高稳定性,消除数值弥散现象;对方程的扩散部分采用最低次混合有限元方法离散以同时高精度逼近未知函数及未知函数的梯度;为保证方法的整体守恒性,在格式中引入一修正项.数值分析表明,文中提出的修正的特征混合有限元方法具有所期望的稳定性,收敛性及整体守恒性.     

非定常不可压缩Navier-Stokes方程的特征稳定化非协调有限元方法

数值求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程的难点之一在于强烈的非线性容易引发非物理震荡,本文结合可以有效减弱此种震荡的特征线离散方法,基于局部Gauss积分之差的稳定化格式,采用最低等阶非协调混合有限元对NCP1-P1,构造出求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程的特征稳定化非协调混合有限元方法。证明了该方法的全离散格式是无条件稳定的,并给出逼近解的相应误差估计。     

裂缝孔隙介质中驱动问题的特征交替方向有限元方法及分析

本文考虑裂缝孔隙介质中驱动问题的数值方法及理论分析。我们分别对压力方程采用混合元方法,对裂缝系统上的浓度方程采用特征线交替方向有限元方法,对岩块系统上的浓度方程采用交替方向有限元方法,证明了交替方向有限元格式具有最优L~2-模和H~1-模误差估计。     

非定常不可压缩Navier-Stokes方程的特征稳定化非协调有限元方法（英文）

数值求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程的难点之一在于强烈的非线性容易引发非物理震荡,本文结合可以有效减弱此种震荡的特征线离散方法,基于局部Gauss积分之差的稳定化格式,采用最低等阶非协调混合有限元对NCP1-P1,构造出求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程的特征稳定化非协调混合有限元方法.证明了该方法的全离散格式是无条件稳定的,并给出逼近解的相应误差估计.     

基于有限元方法的凹槽超声检测

从比较成熟的有限元基本理论出发,建立具有吸收边界的二维有限元数值模型,对含有不同大小凹槽的模型进行了数值模拟研究;由波场快照图清晰地显示了凹槽对声波传播的影响,通过对截取的时域A-扫描曲线上底面回波进行频谱分析得到的频域特征量和灵敏频率可以识别出不同宽度的凹槽。应用有限元模拟方法所得结果对实际应用有一定的参考意义。     

含外部输入的非线性自回归模型及其在实时混合模拟中的应用EI北大核心CSCD

传统实时混合模拟对数值子结构多采用有限元计算,对于较复杂或自由度较多的结构,容易导致计算机在指定积分步长内无法完成结构下一步响应的计算。为了提高计算效率,该文提出一种基于代理模型的实时混合模拟方法,采用含外部输入的非线性自回归模型代替有限元计算。以非线性数值子结构和自复位阻尼器试验子结构组成的单自由度体系为对象,使用数值模拟的数据来训练代理模型,并对该模型进行实时混合模拟试验验证。试验结果表明,基于代理模型的实时混合模拟与传统实时混合模拟结果十分接近,具有替代后者的潜力。     

波在各向异性介质中传播规律的无网格法数值模拟

采用基于紧支距离基函数近似的配点型无网格方法对波在各向异性层状介质中的传播规律进行了数值模拟,得到了应力波的传播历程,并与冲击载荷作用下的有限元计算结果值进行了比较。该方法所得到的结果与有限元计算的结果吻合较好。说明该方法可以有效地模拟波在各向异性材料中的传播过程。     

基于有限元软件OpenSEES的混合试验系统及试验验证

用混合试验研究结构在强震下的抗震性能时,仍然选择简单的线性模型对数值子结构进行模拟显然难以保证实验结果的精度。为解决该问题,将有限元软件OpenSEES引入混合试验中以提高数值子结构的模拟精度。主要研究基于有限元软件OpenSEES和接口软件OpenFresco、实验控制dSPACE建立的混合试验系统,并通过混合模拟和混合试验验证所建立混合试验系统的有效性和精度。研究结果表明:数值子结构内核OpenSEES、接口程序OpenFresco以及实验控制dSPACE之间具有良好的通讯性能,能满足混合实验的要求;试验系统具有较好的稳定性和精度。     

传播波与倏逝波对全息重建影响的研究

通过分析近场声全息中传播波和倏逝波的声场分布与声源大小、辐射频率及测量距离的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及两者之间的对应关系,确定了可利用的倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的远场声全息方法：首先利用传统远场声全息方法重建声源,然后通过传播波与倏逝波的关系,得出声源面上相应的倏逝波成分,两者叠加获取接近于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真和实验验证了这一结果。     

波纹管壳结构中振动波的传播

研究了波纹管壳结构中的振动波。运用摄动方法与结构振动的波动方法得到了波纹管结构波动解的形式;在此基础上考察了振动波的频散特性。结果表明：摄动波是以传播波和衰减驻波形式存在;研究了振动波通过圆柱壳－波纹壳不连续截面时的传播特点,从频散特性角度对弯曲波传播进行了解释。本文为工程实际中波纹管接头的降噪预报提供了一种理论方法。     

基于三维弹性理论的碳纤维板中Lamb波建模

基于主动Lamb波的结构健康监测是目前复合材料结构损伤监测技术研究的热点之一,了解Lamb波的传播特性对进行可靠的损伤监测非常重要.本文结合经典三维弹性理论与Lamb波的运动位移方程,对碳纤维复合材料板中传播的Lamb波传播特性进行了建模研究,在此基础上推导了碳纤维板的相速度频散曲线,并讨论了Lamb波传播方向与坐标轴之间的夹角及碳纤维铺层方向对频散曲线的影响,建模结果证明了这种建模方法的正确性.     

T(0,1)模态导波在弯管上传播的仿真与实验

由于弯管的几何形状复杂,超声导波在弯管中的传播特性比在直管中复杂。弯管超声导波检测中,衡量其检测有效性的一个重要参数是透过率。通过有限元模拟研究了激励频率、弯曲半径、弯管角度对T(0,1)模态导波透过率的影响。发现:不同激励频率的导波在弯管上有不同的透过率,并且激励频率高的导波由于脉冲宽度小,更易产生新的波前;在不同的弯曲半径和弯曲角度的弯管中,最小透过率的T(0,1)模态导波的频率也各不一样;随弯管角度的变化,信号的透过率呈规律性变化。通过实验验证了不同激励频率下,T(0,1)模态导波透过率和激励频率的关系。在实际检测有弯管段的管道时,需采用多频率检测。     

非对称周期结构中耦合波的传播特性

为了揭示周期结构中纵向波和弯曲波的耦合作用,设计了对称和非对称周期结构。考虑子结构中的纵向和弯曲耦合运动,利用导纳法和传递矩阵法,得到了周期单元的传递方程。由于结构中存在多种波的耦合作用,在求解周期单元的传播系数时将出现变态矩阵,采用波型分组法,求得了周期结构中多种波型的传播系数。推导了半无限长和有限长周期结构在纵向力、横向力和弯矩作用下的动态响应。数值计算结果表明,对称周期结构中纵向波和弯曲波的带隙结构相互独立;非对称周期结构中纵向波和弯曲波的耦合明显改变了两种波的带隙结构,只有在两种波阻带重叠的频段内结构上的振动响应才存在衰减。     

Kinematics of failure waves in glasses

A new method for observation of the failure waves in glasses is proposed which allows this phenomenon to be reliably and reproducibly monitored, the failure wave propagation velocity to be measured, and an increase in the longitudinal stress to be determined. Using this method, the stresses produced by an elastic shock compression pulse propagating from the entrance of a stack of glass plates to the exit from this stack were experimentally measured. The compression wave exhibits splitting at each interface between adjacent glass plates in the stack, which leads to the formation of transmitted and reflected failure waves and is accompanied by decreasing stress in the leading elastic wave.     

自蔓延高温合成的理论与研究方法

本文综述了自蔓延高温合成燃烧波的结构和特征，燃烧速度和转化率的方程，各种ＳＨＳ图式的边界判据，影响自蔓延高温合成的主要动力学因素，以及基本的实验方法     

Elastic wave propagation in a microstructured acoustic fiber

Elastic wave propagation along the structure of hollow cylinders in a linear isotropic medium is investigated. The multipole method for modeling elastic waves propagation in such structures is formulated and implemented. Using the multipole method, dispersion dependencies of the structures (microstructured fibers) containing 3, 6, and 7 hollow cylinders are calculated. Comparison with wave dispersion properties along one cylinder is made. Also, an approximate physical model based on an equivalent coaxial waveguide and multipole method is proposed. Exploiting this model, wave dispersion of the wave propagating along a structure with 18 hollow cylinders is calculated. Validation of the model is also proposed.     

声弹性法测量铝合金预拉伸板中的应力

研究温度和应力对7050铝合金预拉伸板中的超声纵波、偏振横波和临界折射纵波传播速度的影响,并分析不同频率临界折射纵波在梯度应力场中的传播规律。结果表明:温度对声速的影响大于声弹效应的影响;单轴拉伸时,沿轴向传播的临界折射纵波、平行轴向偏振的横波的速度降低,垂直应力方向偏振横波的速度升高,垂直轴向传播的纵波速度变化不大;临界折射纵波的频率越高,其所反映的应力越接近表面;声弹性法测得的应力是声传播路径上各点应力在超声波造成的质点振动方向上分量的综合反映。