带电体绕对称轴转动时的转动惯量及在外磁场中所受磁力矩的量纲解法

通常在讨论均匀带电体绕对称轴转动时的转动惯量及其在外磁场中所受磁力矩时,要用到多较的微积分知识,给这类问题的求解带来一定难度,文章提出运用量纲分析的方法可以避免复杂的数学运算,突出了定性与与半定量的物理思想,并较为简洁的得到结果。     

隧道爆破荷载作用下埋地管道动力响应试验

埋地管道爆破动力响应特性是城市管道抗震优化设计的依据。设计并开展城市地铁隧道爆破荷载作用下埋地管道动力响应的相似模型试验,监测埋地管道应变、加速度及地表振动速度值,解析地铁隧道爆破地震波的传播衰减机制及其对邻近埋地管道动力响应影响规律。结果表明,基于量纲分析理论的振动速度预测模型用于隧道爆破时地表PPV预测切实可行;相同爆破荷载作用下,埋地钢管加速度峰值是PVC管的1.5～1.8倍;隧道"空洞效应"导致埋地管道在成洞区一侧的加速度响应更为剧烈;埋地PVC管在各测点处环向应变大于轴向应变,且大于钢管应变值,试验得到可有效监测埋地钢管和PVC管应变响应的最大临界比例距离分别为117 m/kg和263 m/kg。     

SHPB入射波相似律与整形技术的试验与数值研究

利用量纲分析理论研究了使用整形器的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验入射波形是否满足几何相似律的问题。通过试验和数值仿真对其结果进行验证;基于直径为14.5 mm的SHPB装置,分析了整形器和撞击杆参数对入射波形的两个重要拐点的影响规律,得到入射波T₁和T₂拐点的无量纲表达式。结果表明：当撞击杆的速度保持不变,整形器直径与杆的直径同比放大或缩小时,考虑整形器的SHPB装置满足严格的几何相似律;入射波T₁拐点主要与整形器的直径和厚度以及撞击杆的速度有关,而入射波T₂拐点主要受整形器的厚度和撞击杆的速度影响,撞击杆长度只是影响入射波的持续时间,对入射波形上升沿阶段没有影响。     

地面和空间机械臂的动力学等效条件与控制相似律

针对如何在地面机械臂上有效验证空间机械臂控制律的问题,本文研究空间机械臂和地面机械臂系统间的动力学等效条件和控制相似律.首先,基于量纲分析研究地面机械臂和空间机械臂之间的动力学等效条件,并基于等效条件设计地面机械臂系统.其次,基于量纲分析建立空间和地面机械臂系统间的控制相似律,设计的空间机械臂控制律通过控制相似律将可以转化为地面机械臂相应的控制律.最后,考虑地面机械臂基座往往无法和空间机械臂的基座航天器一样进行全6自由度运动,以及地面机械臂运动时受到重力影响,使得地面机械臂不再满足动力学等效条件,基于反馈线性化技术设计一种地面机械臂的动力学误差补偿策略,使得地面机械臂和空间机械臂具有相似的闭环动力学行为.这样,空间机械臂的控制律可以在设计的地面机械臂上进行验证,仿真中以在地面机械臂上验证空间机械臂的PID控制器为例说明所提方法的有效性.     

基于量纲分析的油浸式变压器热点系数算法研究

本文中作者通过综合考虑绕组损耗及油流特征,推导出了适用于不同绕组的热点系数算法,并通过对比验证了该方法的有效性。     

爆炸冲击波作用下混凝土板的载荷等效方法

基于动力响应一致的原则,提出了将混凝土板所遭受的爆炸载荷等效为无升压时间的 三角形均布载荷的方法。采用量纲分析将混凝土板的最大动量及其达到时间作为等效参数,得到 了其在爆炸作用下的等效载荷超压峰值和持续时间与炸药当量和爆距之间的无量纲经验关系式。 通过对一定无量纲范围内不同工况计算结果的拟合,确定了经验表达式中的常数。最后,采用数值 方法对等效载荷和实际爆炸作用下混凝土板的动力响应数值分析结果进行比较,验证了该等效方 法的有效性。     

缓倾斜薄至中厚矿体开采中矿柱设计依据的初探

对于影响矿柱尺寸的诸主要因素，利用量纲分析法，根据国内四个生产矿山相似模型试验数据整理，得出了一条实用的拟合曲线，为矿柱设计提供了一个有价值的依据。     

量纲分析原理及应用

量纲分析法是物理学、数学中建立数学模型的重要方法之一。在物理学中它不但可以用来检验物理关系的正确性,而且还能进行单位换算和推导一些公式及设计实验时做相似模拟的基础。本文讨论了量纲分析的理论基础及方法,并示范推导一些重要的公式和其它一些重要的应用方面。     

浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应研究

为研究浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应,基于量纲分析,建立了浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动计算模型,并以国道109新线高速公路齐家庄隧道为依托进行现场爆破振动监测试验,研究结果表明：先行洞掘进形成的空洞对后行洞爆破应力波在先行洞地表传播造成一定影响,其地表峰值振速随着爆心距的增大而减小;峰值振速衰减速率先增大后减小;峰值振速放大倍数最高达1.43倍。将所建立的计算模型与4种代表性的模型进行多元线性回归,计算结果表明：4种代表性模型相关系数在0.379～0.712之间,本文理论模型在空洞效应区、非空洞效应区的相关系数分别为0.794、0.865,吻合度较好,验证了该计算模型的正确性,表明本文模型可为类似施工工程的爆破振动控制提供指导意义。     

弱的负浮力射流研究进展

本文主要总结了利用量纲分析和标度分析研究弱的负浮力射流在均匀和线性分层环境流体中的流动特性,以及利用直接数值模拟来验证和定量化表征流动特性的标度关系的进展情况。