圆管层流脉动流动的数值模拟

为研究圆管层流脉动流动特性,建立了二维非稳态轴对称模型,对壁温恒定、入口速度周期性变化的流体进行数值模拟.分析了速度振幅和频率对层流流动的影响,得到了频率和振幅对压力、温度、壁面摩擦系数影响的规律.研究表明:脉动流动时,压力、温度、壁面摩擦系数围绕相同Re下稳态流动时的数值波动;压力与速度之间存在相位差;压力、壁面摩擦系数的波动与速度振幅和频率成正比;温度的波动与速度振幅成正比,与频率呈反比;当流体脉动的频率和振幅足够大时,会在近壁面处出现回流,并且出现回流的时间会随着频率和振幅的增大而增长.     

悬挂式重力补偿系统精密跟踪方法

介绍了一种用于研究空间机器人微重力条件下的工作特性的悬挂系统——悬挂式重力补偿系统,并给出了悬挂模块的动力学模型.通过数值求解与仿真,运用非线性规化求出了一定条件下的最优控制参数;用正交试验寻优、基于时间最优控制的试凑法证明了优化模型的解正确性.该研究为空间机器人地面试验系统模拟微重力环境下精密跟踪运动提供了最优控制方法.     

压电双晶片型旋转精密驱动器动态特性和控制

提出了以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型冲击式旋转精密驱动器.制作了驱动器样机,建立了基于Lugre摩擦模型的驱动器动力学模型.对驱动器动态特性进行了仿真分析和实验对比研究.根据驱动器的动态特性,提出了冲击式压电双晶片型精密驱动器特定的定频调压控制方法.仿真分析结果和实验结果吻合较好,表明该动力学模型符合驱动器的动态特性,可用于对冲击式压电双晶片型旋转精密驱动器的理论分析.     

Formation of aluminum-magnesium alloy cup by hydrodynamic deep drawing with twin-loading paths

In order to overcome the limitation of hydro-rim deep drawing, a new process of hydrodynamic deep drawing (HDD) with independent radial hydraulic pressure was proposed. By employing the dynamic explicit analytical software ETA/Dynaform5.5 which is based on LS-DYNA3D, the effects of independent radial hydraulic pressure on the stress, strain and the sheet-thickness of aluminum-magnesium cylindrical cup with a hemispherical bottom were analyzed by numerical simulation. The feature of stress distribution is that there exists a stress-dividing circle in the flange, and the radius of dividing circle was determined by theoretical analysis and stimulation. The experimental results indicate that the reasonable match of independent radial hydraulic pressure and liquid chamber pressure can effectively reduce the thinning at the bottom of hemisphere, decrease the radial stress-strain, and improve the drawing limit of aluminum-magnesium alloy cylindrical cup. Funded by the National Natural Science Foundation of China (Nos.50525516, 50875062)     

结构钢缺口板断裂试验及数值分析

通过对25个结构钢缺口板进行的单向拉伸断裂试验,验证了提出的结构钢广义屈服模型和椭球面断裂准则.用ANSYS软件中的参数化设计语言APDL和用户编程功能UPFs,将提出的静水应力型广义屈服模型编制成子程序模块,对结构钢缺口板断裂试验进行了基于广义屈服模型和椭球面断裂准则的数值模拟分析.试验结果表明:裂纹起始于缺口边缘内侧,裂纹在厚度方向贯通后沿宽度发展,试件最终断裂于缺口薄弱断面.缺口板断裂应力场分析表明,提出的椭球面断裂准则对预测结构钢缺口板初始开裂具有广泛适用性和较高精度.     

改进型Boussinesq方程高精度紧致差分显格式

采用一种高精度的紧致差分显格式对改进型Boussinesq方程进行数值求解;采用具有TVD性质的三阶Runge-Kutta方法进行预报,用三次样条函数进行校正,时间精度可达到四阶;在空间离散上采用六阶精度的三点紧致显格式进行计算;运用以上数值格式对Beji和Nadaoka改进型Boussinesq方程进行了求解,求解证明:高精度的数值结果和已知的试验结果吻合良好.作为验证算例,同时对波浪在台阶上的传播进行了模拟,从效果对比上可以看出,所得结果明显比Kittitanasuan的计算结果更靠近试验值.     

电路模拟中非线性方程的周期波形响应

用范数估计方法对非线性高阶微分方程的周期边值问题进行了讨论,通过对非线性二阶微分方程周期边值问题的详细讨论,给出了系统函数对某些变量偏导数的某种范数小于1时,非线性二阶微分方程的波形松弛算法产生的迭代序列收敛到该方程的周期解.用类似的方法给出了非线性高阶微分方程的波形松弛算法产生的迭代序列收敛到该方程周期解的充分性条件.     

储罐地震易损性数值仿真分析

为了研究储罐的抗震性能,忽略储罐罐壁的质量,将储罐中的液体质量简化为三质点体系模型,地基土由两个弹簧和两个阻尼器模拟.考虑罐体的平动和转动,建立了在水平地震激励下储罐的动力方程;给出了随机变量的概率模型和基于易损性理论的失效概率计算方法.通过对大庆某油库2×104 m3和5×104m3两种大型储罐进行数值仿真方法的地震易损性分析.结果表明:随着地震烈度的增大,储罐的易损性逐渐增大;5×104 m3储罐的抗震性能要好于2×104 m3储罐;2×104 m3和5×104 m3储罐的主要失效模式分别是抗失稳和抗提离.由此可见从多个失效模式对储罐进行地震易损性研究比从单一失效模式进行易损性研究更加科学.     

一种面向对象体系结构的度量模型

针对面向对象体系结构的软件系统缺乏有效度量方法的现状,通过行为、逻辑、构件和部署4个互为补充的模型,对面向对象的软件进行了架构分析,并确定了度量数据的采集集合.基于架构分析获得的原始系统数据,吸收快速原型与白盒、黑盒的基本原理,作者提出了一种适合面向确定对象系统的功能-结构-原型度量模型FCPMM(Function Configuration Prototype Metric Model).结合面向对象的基本准则与基本遗传算法,导出了该模型的循环收敛算法,从而可动态求解软件系统的最优状态.最后利用Matlab仿真实例,从度量参数适应度和最佳个体解码值两个方面验证了该算法的可行性.     

山西晋城三姑泉域地下水资源评价

在充分分析利用已获资料的前提下,采用基于迦辽金（Galerkin）有限单元方法的软件包AQUA3D对山西省晋城市三姑泉域的岩溶地下水资源进行了评价,通过识别和检验,确定了泉域的数学模型和水文地质参数,求出了岩溶地下水可开采资源量。