气流激光的增益、强度和功率理论

在速率方程中唯象地引进粒子的热速度分布,求得气流激光的增益、强度和功率诸关系.均匀加宽为主时本文关系与文[1]的理论结果一致,流速为零时简化为非流动气体激光的熟知关系~[4]. 分析中考虑了镜子反射率变化、光腔上游气体激励度随时间而变化的影响.对连续和脉冲CO_2气动激光进行了具体计算.     

大涡仿真:回顾和展望(续)

4.数值方法4.1 伪谱方法在本节,我们考虑在平面Poiseuille流动范围内适用于对方程(3.37)或(3.39)进行时间推进积分(仿真)的数值方法。[28,75]的大涡仿真采用有限差分方法,而[41]则在x_1和x_2方向采用谱方法(Fourier方法),但在垂直于边壁的x_3方向采用有限差分公式。[2]的直接谱仿真(没有小网格项)在边壁的同一方向采用Fourier方法,      

湍流理论基本思想发展

长期以来湍流物理性质的研究未得到物理学家的应有的注意[1]。准连续介质(液体,稠密气体,稠密等离子体、弥散系统)的湍流流动的特征,是某种有秩序的平均流动内无秩序的宏观混乱运动。因此,就这种现象的实质来说,湍流理论应当是统计的理沦,于是人们在这里便不期而然地想到同气体分子运动论的类比。在上世纪末这种类比是十分自然的,而实际上,在O.Reynolds[2]的著作中,后来20世纪在L.Prandtl[2]及其他许多研究工作者的许多著作中,都已经利用了这种类比.      

激光和等离子体的相互作用

一、引言激光和等离子体的相互作用,在激光核聚变和激光反导的研究课题中,都占有十分重要的位置。激光问世不久,1961年3月在苏联科学院主席团报告中提出“激光对体积不大的稠密等离子体加热到高温的可能性”。1962年发表“激光和等离子体相互作用”的研究报告[1]。1971年O.N.Krokhin作了“激      

CoCrFeMnNi高熵合金冲击波响应与层裂强度的分子动力学研究

高熵合金未来有望应用于航空航天和深海探测等领域, 并且不可避免地会受到极端冲击载荷作用, 甚至会发生层裂. 本文采用分子动力学(MD)方法, 研究了CoCrFeMnNi单晶高熵合金冲击时的冲击波响应、层裂强度以及微观结构演化的取向相关性和冲击速度相关性. 模拟结果表明, 在沿[110]和[111]方向进行冲击时产生了弹塑性双波分离现象, 且随着冲击速度的增加呈现出先增强后减弱的变化趋势, 但在沿[100]方向冲击时未出现双波分离现象. 在冲击过程中, 大量无序结构产生且随冲击速度的增加而增加, 使得层裂强度随冲击速度的增加而减小. 此外, 层裂强度也具有取向相关性. 沿[100]方向冲击时产生了大量体心立方(BCC)中间相, 抑制了层错以及无序结构的产生, 使得[100]方向的层裂强度最高; 层裂初期微孔洞形核区域无序结构含量大小关系的转变, 使得[111]方向的层裂强度在冲击速度较低时(U_p≤0.9 km/s)大于[110]方向, 而在冲击速度较大时(U_p≥1.2 km/s)略小于[111]方向. 研究成果有望为 CoCrFeMnNi高熵合金在极端冲击条件下的应用提供理论支撑和数据积累.      

关于热爆炸问题的几点讨论——答冯长根同志

我们在文[1]中,使用抛物型方程解的比较法给出了反应热传导系统的爆炸临界特征量δ_(cr)、临界温度Q_(cr)的近似公式。其中临界温度Q_(cr)和转点值ε_(tr)在文[1]的近似条件下,恰好是均温系统的结果(这个结果见于文[1]所引参考文献Z[2])。均温系统可以作为非均温系统的近似,这是众所周知的,为行文简洁计,没予以讨论。冯长根同志在文[3](以下简称冯文)中补充说明了这一点,是必要的,但也提出了一些值得讨论的问题和观点。本文将就有关问题做简要讨论和答复。     

不可压缩弹性圆筒的有限幅度螺旋振动

经典粘测理论的(定常)螺旋流动早已系统地被研究过.专著[1]提供了这方面的详尽介绍.固体圆筒的有限变形螺旋运动较晚才被人们注意.文献[2]分别讨论了不可压缩超弹性体(即具有弹性势的)圆筒螺旋运动的两个极端情形:绕和沿轴线的剪切振动,并且对Mooney材料得到了分析解.本文旨在探讨更一般的Cauchy弹性体圆筒的     

关于热爆炸问题的几点讨论答冯长根同志

我们在文[1]中,使用抛物型方程解的比较法给出了反应热传导系统的爆炸临界特征量cr、临界温度Qcr的近似公式。其中临界温度Qcr和转点值tr在文[1]的近似条件下,恰好是均温系统的结果（这个结果见于文[1]所引参考文献Z[2]）。均温系统可以作为非均温系统的近似,这是众所周知的,为行文简洁计,没予以讨论。冯长根同志在文[3]（以下简称冯文）中补充说明了这一点,是必要的,但也提出了一些值得讨论的问题和观点。本文将就有关问题做简要讨论和答复。     

对动脉血液流动线性化问题的讨论

动脉血液流动线性化问题,在血液动力学中无疑是一个重要问题,《关于动脉血流线化理论的基础》一文(以下简称《基础》,此文载于力学学报1978年第3期)对这个问题提出了讨论。 目前,一般文献提出的动脉血液流动的线性化条件(见《基础》一文中参考文献[6]、     

脉冲激光等离子体与正激波相互作用的PIV实验研究

脉冲激光等离子体与超声速流场相互作用在飞行器减阻隔热、点火助燃等方面具有重要的应用价值.纹影实验方法只能定性或半定量地反映流动状态.为定量研究速度分布和旋涡结构,针对激光等离子体及其与正激波相互作用过程开展粒子图像测速PIV实验研究.在激波管实验平台上建立了纳秒脉冲激光能量沉积系统和PIV测量系统,通过定量测量,探明了激光等离子体引致的激光空气泡以及热核的流动特性,揭示了激光等离子体在正激波冲击下的流动特性与演化规律,并给出了激光能量大小和位置对相互作用过程的影响.结果表明:激光空气泡内的速度分布在激光入射方向上并不关于击穿点对称,而是在靠近激光入射方向一侧的流速略大于远离激光入射方向一侧;斜压导致热核在演化初期产生涡环,后期则由剪切主导;正激波与激光空气泡界面、热核界面相互作用时,产生斜压涡量,当激光能量为87.8 mJ、正激波马赫数1.4时,热核在正激波作用下产生的涡量比在静止空气中演化时大1个数量级;激光与正激波相互作用的关键过程是热核在正激波冲击下演化成涡环,在激波波前注入激光能量能够获得更加显著的涡环.     

最小二乘边界配点法解二维问题探讨

1.引言薄板弯曲问题和弹性力学平面问题的边界配点法,通常都是选用双调和方程的各类特解序列来构造试函数。在弹性力学教本中出现过的三类特解序列都可用来构造试函数。文献[2]以多项式级数为试函数,使用混合法分析过薄板强度。文[3]在边界配点法中使用了两种试函数——多项式级数和双曲三角函数。文[4]提出了一种产生双调和多项式的方法。文[5,6]使用的是双曲三角函数。文[7]综合了极坐标系中各种     

简化Navier-Stokes方程组(SNSE)的几个精确解

对不可压二维驻点流、三维驻点流和旋转圆盘附近的流动等三种流动情况,本文给出简化Navier-Stokes方程组(SNSE)及其精确解。表明:文献[1]理论的SNSE的精确解,在三种流动情况下均与完全Navier-Stokes方程组(NSE)的精确解完全一致;文献[3]SNSE的精确解的速度解与完全NSE精确解的速度解一致,但压力解在三种流动情况下均与完全NSE精确解的压力解不同。文献[3]SNSE精确解给出的压力分布相对与完全NSE精确解给出的压力分布的最大相对误差为100％。     

Kelvin问题的一种新解法

1.引言在静弹性力学的边界元法中,Kelvin问题的解是一种非常重要的基本解.自1848年Lord Kelvin首先用分量形式的Helmhoty分解求出作用在一无限大域内的集中力产生的位移和应力场的特解以来,文献[2]、[3]又用矢量分解的形式进行了求解.其实矢量分解的方法只不过是Lord Kelvin提出的解法的一种冠以矢量算子的简洁书写形式而已.本文将要采用一种全新的方法,直接推导出二维和三维Kelvin问题与边界元法相应的基本解函数.与其它方法相比,该法新颖,且尤为简洁、方便.     

正交和[±45]层板中裂纹的非自相似扩展

本文分析了正交铺设和[±45]铺设的复合材料层板断裂试验时观察到的主裂纹扩展方向与初始裂纹方向有时不一致的物理现象。本文计算了[O_4/90]和[±45]层板裂纹前缘的应力场,得出分别在θ=90°和θ=30°-45°存在较高的横向拉应力和剪应力。但上述层板在该方向的横向拉伸强度或剪切强度都已显著降低,从而导致纵向劈裂型或偏轴剪切型的低应力破坏。设计者在将大部分纤维铺设在0°方向的同时,应将1/3左右的纤维铺设在90°或45°方向以避免裂纹的非自相似扩展造成的低应力破坏。     

绕经钝体身部的高超音速流动

文献[1],[2],[3],[4]等分析绕经钝头细长体高超音速流动,将后身流场分为熵层和外层(在本文中称作激波层),给出了有如下列形式的熵层厚度和压力分布的近似关系式,即压力面积公式:     

近十年来流动测量技术的新发展

流动是一种跨行业、跨部门、跨学科的现象。现代空气动力学、流体力学、热力学、水力学以及航空航天工程、水利水电工程、热能工程、流体机械工程都提出了一系列复杂流动问题，其中包括高速流、低速流、管道流、燃烧流、冲击流、振荡流、涡流、湍流、旋转流、多相流等等。这些流动都需要人们提供新的测量方法和新的量测仪器、使之能够适应单点向多点、平面向空间、稳态向瞬态、单相向多相方向发展，这就促使人们不断利用新技术，发展新原理，采用新结构和新工艺，以改善食品性能，增强讯号处理能力，提高仪器的测量精度。同时简化操作技术，使之便于推广应用。近10年来，伴随着光纤技术、芯片技术、激光技术、数字信号处理技术，图形、图像处理技术以及计算机技术的日益成熟和完善，流速测量技术也随之得到了新的发展。本文就这些发展作一扼要介绍。     

过渡领域圆柱间Couette流动

圆柱间Couette流动问题是最简单的流动情况之一,当圆柱转速较大(M≈1)而间隙与半径之比[δ=(R_2-R_1)/R_1]不为小量时,却可用以检验求解过渡领域中非线性问题的各种方法。不久前,文献[1,2]在M≈1,δ=0.5条件下用电子束做了同心圆柱间氩气密度分布的测量,提供了一组比较流场结构的实验数据。在较早的稀薄气体Couette     

幂律流体在旋转圆盘上的流动

早在五十年代末六十年代初由于彩色电视显象管的荧光屏采用旋转甩涂法,美国的一些流体力学工作者研究了这一问题。最早研究这一问题的是文献[1]的作者,他们考虑了牛顿流体在旋转圆盘上的流动。实际的甩涂材料都是非牛顿流体。文献[2]的作者研究了幂律流体在旋转圆盘上的流动,指出 ...     

激光全息条纹三维读数仪法在人体头颅骨受力形变研究上的应用

1.前言激光全息干涉术由于具有非接触式全场测量,灵敏度、精确度极高,能适应多种工作条件,不受物体的材料、形状、表面状况的限制等等优点,在实验力学中日益占有重要的地位。目前,全息干涉术正向着仪器化、自动化的方向发展,以提高测量精度和方便操作使用。近年来,国内有关单位研制了在国内外独具特色的全息条纹三维读数仪。读数仪的结构、性能,文献[1]作了介绍,它所采用的基本原理和计算方法,文献[1、2]也已详细阐述。     

激光冲击下CoCrFeMnNi高熵合金微观塑性变形的分子动力学模拟

激光冲击强化技术可以有效地提高材料的疲劳寿命, 被广泛应用于航空航天领域. CoCrFeMnNi高熵合金作为一种经典的高熵合金体系, 研究其激光冲击强化后的微观组织变化以及冲击动态响应对该材料未来在航空航天领域中的应用具有重要意义. 采用分子动力学方法, 对CoCrFeMnNi高熵合金进行了冲击模拟, 发现冲击时弹、塑性双波分离现象以及微结构演化具有明显的取向相关性. 沿[100]方向进行冲击时未出现双波分离结构, 并且塑性变形过程中会产生中间相; 而沿[110]与[111]方向冲击时产生了双波分离结构, 并且受冲击区域存在大量的层错以及无序结构, 高位错密度是产生无序结构的重要原因. 双波分离现象与可开动滑移系个数有关, 而沿不同取向冲击时的Hugoniot弹性极限和发生塑性变形的临界冲击速度与其可开动滑移系的Schmid因子大小有关. 此外, 冲击诱导了梯度位错结构的产生, 位错密度沿冲击深度先增加后减小, 在沿原子密排方向冲击时产生了更高的位错密度. 冲击之后在模型两侧存在残余压应力, 芯部为残余拉应力, 残余应力的大小具有明显的取向相关性. 最后, 与具有相同尺寸及取向的纯Ni进行对比, 发现CoCrFeMnNi高熵合金在冲击过程中由于晶格畸变效应产生了较纯Ni更多的无序结构.