海啸模型研究进展（I）

从海啸的成因以及海啸波的基本特征，总结了海啸源模型、传播模型的研究进展，尤其对由缓慢海底变化过程引发的海啸波的传播过程以及动力模型的研究进展进行了回顾，为进一步开展海啸模型研究提供理论参考．     

海啸模型研究进展(Ⅱ)

总结了海啸与海岸相互作用模型的研究进展,尤其是孤立波在圆锥形岛屿上的爬高及孤立波在倾斜海滩上的破碎、爬高、回落模型的研究进展,旨在为进一步开展海啸模型研究提供理论上的参考和指导.     

基于GeoClaw海啸数值模拟程序对2011年日本东北大地震有限断层模型的验证

由于海啸波具有长周期、慢衰减的特征,对于能够激发海啸的海底地震,海啸波资料一定程度上可以作为利用地震波资料和大地测量资料反演得到的震源有限断层模型的补充数据,以验证该模型的合理性.本文以2011年日本东北大地震海啸期间反演的震源模型为例,利用Okada弹性半无限空间理论将震源有限断层模型转化为垂向海底变形;然后利用Ge...     

扩展的(3+1)维浅水波方程的解析解

浅水波模型在海洋和大气场中被广泛地用于模拟水波传播的动力学行为。本文研究一个新的扩展的(3+1)维常系数浅水波方程。通过Hirota双线性形式和一个特定的函数，我们列出了这个新的扩展的(3+1)维常系数浅水波方程的四组新的解析解。同时，利用三维图形、等高线图以及密度图展示了解的动力学行为。     

有底坡淤泥质床面上波浪传播的波要素变化

从理论上分析了线性波在有底坡的淤泥质床面上传播时波要素的变化规律．采用粘弹性体模型进行数值计算，并讨论了波高衰减的非线性特性以及泥层厚度对衰减律的影响，得出了一些有意义的结论．     

在摩阻情况下浅水波传播的解析解

用准一维的浅水波方程研究了波在有阻尼海潍及河道上的传播过程,假定阻尼项是线性的,海滩的深度和河道的宽度随沿波浪传播方向是变化的,导出了解析解,解的渐近结果表明摩阻与浅水效应是明显的。     

阿尔芬波在低纬电离层中传播的数值模拟

从描述空间冷等离子体波动的双流体动力学方程出发，模拟了低纬电离层顶部的周期场向电流脉冲激发的阿尔芬波在电离层中的传播过程，分析了阿尔芬波在低纬电离层中的反射和耦合．结果表明，在谐振器下边界沿磁力线方向传播的剪切阿尔芬波会发生明显反射（反射系数（R）≥0．6），当剪切阿尔芬波频率位于谐振器共振频率附近时，剪切阿尔芬波在反射过程中将激发垂直于背景磁场传播的压缩阿尔芬波，其扰动磁场将可能形成当地观测的短周期地磁脉动．该结果为从理论上解释地磁脉动现象提供了一种理论依据．     

基于精细积分法的变截面圆柱壳体的振动特性分析

基于声子晶体理论和Flugge壳体理论分析了变截面圆柱壳体中波的传播特性。采用Hamilton原理推导出了圆柱壳体的传递矩阵,通过精细积分法,计算出传递矩阵的特征值。通过数值算例分析了波在两种变截面(指数函数、线性函数)圆柱壳体中的传播特性,数值结果表明:波在均值圆柱壳体中传播,只有相变没有位移幅值的衰减,而对于变截面圆柱壳体,波在传播过程中存在禁带域和通带域,在禁带域位移振幅产生衰减。由于圆柱壳体的截面尺寸变化对振动波的传播有一定的影响,本文的研究可以为结构的抗震设计、减振控制提供一种新思路。     

混凝土结构动态安全分析的重要基础──混凝土动态力学性能

混凝土结构在爆炸与冲击载荷下的安全分析通常应计及两种最基本的动力学效应，即结构的应力波效应和材料的应变率效应。然而混凝上结构中的应力波传播特性实际上又依赖于混凝土在高应变率下的率型本构关系。本文回顾讨论了这方面的研究进展情况，包括混凝土弹性摸量，抗压强度，断裂应变等重要强度参数对应变率的相关性，特别强调混凝上率型本构夫系的研究、以及计及损伤演化的重要性。最后指出研究中存在的问题，及今后的发展趋势。     

梁在纯弯曲作用下的脆性断裂

脆性梁在纯弯曲断裂时会产生多个碎片, 其断裂过程直接影响弯曲波的产生和传播, 以及产生碎片的平均尺度. 采用内聚力断裂模型对脆性梁的弯曲断裂过程进行有限元数值模拟, 再现了断裂中的裂纹扩展过程, 分析了脆性梁断裂后断裂面弯矩与裂纹张开角之间的规律. 数值结果表明: (1)在一个广泛的材料参数和加载应变率条件下, 断裂面弯矩与裂纹张开角之间均呈相似的单调衰减规律; (2)断裂过程中弯矩做功与断裂面的表面能一致; (3)在纯弯矩作用下, 裂纹前端总是存在压应力区域, 使得断裂末期应力状态较为复杂, 断裂不再是纯弯曲状态.     

关于受冲击编织复合板的一个例子(实验特征及模型)

本文对厚编织复合材料板由硬的钢圆柱弹丸穿孔问题进行了研究．实验研究表明连续穿孔时在侵彻弹丸附近发生材料的横向剪切以及面内中间层分层的传播，而面内中间层分层的传播将导致纤维的拉伸断裂?由于冲击加载并不是瞬时的，这导致了横向剪切．在接近穿孔极限速度的入射速度(V50)范围内，这一机制依赖于复合材料板的厚度和中间层剪切强度．中间层分层的传播则由弹丸与靶接触时引起的弯曲波所致．由弯曲波所致的面内分层传播这一现象分别引起了面内圆形损伤和沿厚度内的锥形损伤．同时分层传播由弯曲波速所控制，其依赖于纤维的弹性特征、编织层的失效时间(其直接由编织层的弯曲刚度决定)及材料一些特定的失效参数．另外由于增加了拉伸破坏吸收的能量，分层传播还改进了材料的冲击强度．本文提出了一个分析模型来确定分层区域和靶的穿孔极限速度．采用这一模型对穿孔极限速度的计算结果表明其与实验值符合良好．     

锥杆中应力波传播的放大特性

从变截面杆中一维应力平面波的无量纲控制方程组出发,采用特征线数值解法分析了应力波在锥形杆段中的传播特性,讨论了无量纲参数和对透射波放大系数和波形的影响,为应力波放大器的合理设计提供了理论依据。在Hopkinson压杆装置上对锥杆中的应力波传播进行了实验研究。理论分析计算和实验研究结果一致地表明原先由Leftheris提出的计算公式和有关结论是错误的。     

碳酚醛各向异性本构关系和波传播

通过理论和实验研究相结合的方法,建立了碳酚醛材料的横观各向同性粘塑性本构关系,并对其一维应变波的传播问题进行了典型的数值计算,总结和揭示了其本构方程和应力波传播的若干规律和特点。     

(3+1)维Boussinesq方程的多怪波解

(3+1)维Boussinesq方程经常用来描述重力波在水面上的传播。本文利用符号计算方法,得到了(3+1)维Boussinesq方程的多怪波解,其中包括1-怪波解,3-怪波解和6-怪波解,这些怪波解的动力学性质也被一些三维图像进行了展示。     

冲击载荷下高聚物动态本构关系对粘弹性波传播特性的影响

从广泛适用于工程塑料的ＺＷＴ非线性粘弹性本构方程出发，研究了冲击载荷下粘弹性波传播特性与本构特性间的相互依赖和影响。以有机玻璃、聚碳酸酯和环氧树脂为实例，通过数值模拟，对粘弹性波的传播特性作了分析比较。建议了一个在准静态试验基础上，通过测量粘弹性波两个主要传播特性参数（特征波速和衰减因子）来确定高聚物高应变率下动态本构方程的方法。理论预示和实验结果相符。     

小世界网络上具有远程感染的L-SEIQ模型

在小世界网络上,具有随机远程感染机制的SEIQ(susceptible-eclipse-infected-quarantine)传播模型中带有传染特性的感染节点和潜伏节点以一定的概率感染其邻居节点的同时,还会以一定的概率随机感染与其不存在边连接的陌生节点.由此本文提出了一种考虑潜伏节点或感染节点可能与非邻居节点发生接触并使其感染的L-SEIQ模型.利用平均场理论对疾病传播行为进行分析,求出该类型疾病传播的临界阈值.与不具有远程感染的传统SEIQ类疾病传播模型相比,本文提出的模型即具有远程感染的疾病传播模型临界阈值小,并且该值与远程感染率以及疾病传播率有密切关系.仿真结果表明,在感染概率小于某一临界值时,远程感染的概率对疾病的传播具有重要的影响,该临界值与感染节点被隔离的概率、隔离节点被治愈的概率以及网络拓扑结构等有关,而随着远程感染概率的增大,网络的传播阈值会逐渐减小直至消失.     

冲击压缩载荷下大尺寸混凝土力学响应的数值模拟

利用Ansys/Ls-dyna有限元软件模拟打击气压为0.6、0.8、1.2MPa下大尺寸混凝土的SHPB束杆试验. 试验结果表明, 模拟得到的冲击试验过程中束杆传播的入射、反射及透射应力波信号与实测结果比较, 波形总体吻合较好, 入射波偏差很小, 反射波和透射波差异略大; 打击气压越大, 试样破损速度越快. 数值模拟给出了不同打击气压下大尺寸混凝土破坏形貌变化的规律.     

波阵面视角下的车辆拥堵分析

基于视频数据,分析了交通事故下车辆运动的复杂性和队长变化的本质,借鉴车流波动理论、车辆跟驰理论、流体力学理论等,提出利用波阵面的传播轨迹描述排队过程,并给出了排队长度动态模型VQLM.同时,为减少视频图像与实际距离的转换误差,提出以标准当量车为参考,多次迭代还原真实距离的标定方法.研究结果表明：VQLM模型较基于单一理论计算队长的方法更精确、实用.模型验证结果：平均队长误差为-3.029%,其宏观表现为2辆当量车10 m内,延时误差为7 s（信号周期为60 s）.VQLM模型主要考虑了司机驾驶的主观性、道路通行强度、交通波节点函数等;数据还原标定方法简单实用,比传统比例尺算法更为精确.     

若干高维可积和不可积模型的严格解

可积和不可积模型可以描述自然科学中的诸多现象, 寻找高维非线性模型的严格解已成为可积系统的一个重要研究内容. 结合达布变换法和多线性分离变量法, 可以得到多个(2+1)维非线性模型包含任意函数的严格解, 通过选取不同的任意函数, 构造这些非线性模型新的相互激发模式. 进一步推广了形变映射理论, 建立了变系数 场和sine-Gordon以及双sine-Gordon场的形变映射关系, 从而得到高维不可积模型包含任意函数的新严格解. 对任意函数的不同选择, 构造了sine-Gordon和双sine-Gordon可积模型丰富的局域解和周期解, 如多solitoff解及其周期波推广、周期形变的蛇形孤波解以及变模的拟周期解等.     

“固体中非线性弹塑性加-卸载波和粘弹性波的传播”荣获2006年度教育部高等学校自然科学奖一等奖

由我校王礼立教授等完成的“固体中非线性弹塑性加-卸载波和粘弹性波的传播”成果荣获2006年度教育部高等学校自然科学奖一等奖．该成果在加-卸载边界的传播规律及其描述方法、应力波诱导的表面裂纹损伤区产生规律等方面取得了重大突破，建立了新的弹塑性纵波和横波相耦合的传播理论和梁在横向冲击下的新的动态剪切失效的“移行剪切铰”理论，首创船撞桥柔性耗能防护装置应力波分析设计，[第一段]