高速冲击条件下玻璃中破坏波的损伤累积模拟

分析了玻璃介质在高速冲击条件下低于Hugoniot应力弹性极限时的破坏波现象,在实验现象分析的基础上提出了一种由偏应力冲量决定的损伤累积模型,模型中采用了Heaviside函数来描述材料内部的破坏延迟现象,分析了玻璃介质中破坏层的性质、破坏波的传播机制及其动态特征,并发现了反射稀疏波在破坏层边界再次反射后破坏波传播速度下降的现象。     

散心柱面胞格爆轰演化数值研究

采用有限体积方法,在自适应非结构网格上求解二维含化学反应Euler方程,数值研究了柱面胞格爆轰波演化现象．化学反应计算采用单步可逆总包反应模型．数值结果演示了散心柱面胞格爆轰波演化过程中胞格结构的分裂现象,获得了与实验结果定性一致的结果．胞格结构的分裂演化在点火区近场和远场显示了不同的特点,其中爆轰波传播过程中波阵面当地曲率的变化是控制胞格分裂演化行为的关键因素．数值结果也显示胞格结构的分裂现象来自于爆轰波前锋结构中横波的自组织行为,即沿爆轰波波面传播的小扰动发展成为横波的过程,这种现象与胞格爆轰波的不稳定性密切相关．     

Poisson比对弯曲波在变截面梁中传播特性的影响

基于Timoshenko理论和梁几何不连续处位移连续和力平衡条件,得到弯曲波在变截面梁中反射和透射系数矩阵,进而研究材料Poisson比对弯曲波在梁变截面处传播特性的影响.结果显示,在负Poisson比阶段,透射传播波的振幅和能量有显著下降趋势,反射传播波振幅和能量上升明显.这说明负Poisson比有利于反射传播波在变截面处的生成,对透射传播波有抑制作用.此外通过对衰减波能量的分析,得到Euler-Bernoulli理论即使在低频范围内,有时会产生较大误差,因此在使用Euler-Bernoulli理论时应慎重.     

横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播的特征分析

根据广义特征理论,对横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播特性进行了特征分析．给出了特征曲面的微分方程以及沿次特征线的相容条件,得到了波阵面的解析表达式．详细地讨论了应力波在横观各向同性含液饱和多孔介质中传播时,其速度曲面和波阵面的形状及性质．分析结果亦表明,纯固体中应力波传播的特征方程,是含液饱和多孔介质中应力波特征方程的特例．     

气体中火焰传播的数学

<正> 人类生活离不开火,在大约一百万年前,我们的祖先已经能够使用天然火,至少在一万多年前,我们的祖先已经懂得人工取火.但是,对火焰传播现象进行系统的科学研究工作的历史并不长,运用现代的数学工具对火焰作定性和定量的分析,可以说还刚刚开始.在气体中火焰的传播实际上是一种波动现象,人们通过长期的观察发现有两种基本的波型:爆燃波和爆轰波.前者反映了一种在气体中较为缓慢的燃烧过程.例如,在汽车和飞机发动机燃烧室内产生的就是这种波.而后者是一种猛烈且高速的燃烧过程,这种过程的结果往往是破坏性的.例如,当煤矿坑道中飞扬的煤粉达到一定浓度以后,就会产生爆轰波,引起爆炸事故.又如面粉厂中面粉的粉尘浓度过大时,也会造成工厂的爆炸事故.这样的事故在国外和我国都曾发生过.大型的运油船如果漏油,就会在周围形成大片可爆炸气云,爆轰波可能在这种气云中形成,这是必须防止的一个潜在危险.利用爆轰波原理,人们制造了气浪弹,这是一种装有环氧乙烷的装置,使用时首先将装置炸开,使     

参数激励下的内波孤立子和扭结 *

在不相容、不等密度的双层液体的参数激励下的Faraday实验中,观察到了非传播界面波孤立子和扭结以及稳定的双孤立子等现象.总体上看,界面波现象和已有的表面波现象基本上一致,只是由于上层液体的存在,使得界面波的模式振动频率明显红移、波形变矮变宽、其稳定性也不如表面波.在理论上,对流体力学方程组及其相应的边界和界面条件进行了约化,得到了一个有阻尼、带驱动的非线性Schr(?)dinger方程.从而,令人满意地同时解释了界面孤立子波和扭结波.无论从实验现象上,还是从理论上看,自由表面波只是界面波的一个特例.     

弹性应力波的双脉冲结构与平板冲击试验验证

对传统弹性应力波理论以及平板冲击下的应力波传播提出了重要修正.现有的弹性应力波理论在旋转运动以及与内力的对应关系、波动方程等方面存在理论缺失和不完备性.提出弹性体存在体积波和偏斜波,体积波可独立传播但偏斜波受体积波的影响,两种波构成一个弱耦合波系.平板冲击应为三维应变状态,体应变和偏应变两个波动变量依然保持二阶张量状态,但独立的波动变量可简化为一个体应变和一个偏斜主应变,波动方程简化为关于两个波动变量的弱耦合波动方程组.应力波的界面效应涉及了冲击加载面上应力波的激发和应力波在自由面上的反射,建立了加载面和自由面上边界条件与波动变量的依赖关系.冲击加载面上同时激发出体积波和偏斜波,但体积波与部分偏斜波组成一个以较快速度传播的复合脉冲,剩余偏斜波形成另一个以较慢速度传播的偏斜脉冲.两个入射脉冲在自由面上分别反射回来结构相同的复合脉冲和偏斜脉冲,即形成4个反射脉冲的传播.应力波的双脉冲结构与平板撞击下试件自由面速度的二次压缩现象是一致的,10发不同厚度的氧化铝平板冲击试验测得的二次压缩信号验证了偏斜脉冲的理论预测.     

多维非线性脉冲波的单波“干扰”

利用非线性几何光学讨论3×3的高维半线性双曲偏微分方程在仅有一个初始脉冲波的条件下,系统会产生多个脉冲波的现象,从而从数学的角度论证了单个脉冲波的传播与"干扰"特性.     

动脉中脉搏波传播分析

将血管简化为弹性管,并考虑组织对血管壁的约束,利用力学方法建立血液流过血管的力学模型．通过理论分析对脉搏波在血管中的传播规律进行研究,同时分析了血液粘性、血管壁弹性模量、管径对波的传播的影响．通过对考虑血液粘性和不考虑血液粘性的结果比较,发现血液的粘性对脉搏波的传播的影响不能忽略,并且当弹性模量增大时,传播速度增大,血流的压力值增高;血管直径减小时,血流压力也增高,脉搏波速度增大．理论分析得到的结果也有助于利用脉搏波的信息来分析和辅助诊断一些人体疾病的病因．     

理想传导弹性体中能量耗散的磁-热-弹性波

广义能量耗散弹性理论(TEWED,G-NⅢ理论)广泛应用于均匀磁场作用下的时谐平面波在无限大的理想导电弹性体中传播的研究.提出了更普遍的有复杂参数的色散方程,通过运用Ieguerre 方法解决复杂条件下耦合磁-热-弹性波的问题,表明耦合磁-热-弹性波问题相当于改进的膨胀波及通过有限热波速度、热弹性耦合、热扩散率及外加磁场修正的、有限速度热波的传播问题.在G-NⅢ模型(TEWED)中,耦合磁-热-弹性波传播时发生衰减和色散,扩散的热量由热传播方程中的阻尼项考虑,而在G-N Ⅱ模型没有发生衰减和耗散.最后给出了类铜材料的数值结果.     

B-Z化学反应Noyes-Field模型的波前解与最小波速

§1.引言著名的Belousov-Zhabotinskii化学反应是解释扩散、振荡和传播现象的一个典型问题。其中一个简化的Noyes-Field数学模型(扩散服从Fourier定律)是b,r≥0,0相似文献   

表面张力对非传播孤立波的影响

本文在研究非传播弧立波时仔细考虑了表面张力的影响,把表面张力和液体深度的参数平面划分为三个区域,发现其中两个区可产生呼吸弧立波。到目前为止,所有理论和实验文章中提到的呼吸弧立波的参数都在一个参数区内,我们首先报道了另一个参数区并被我们的实验证实.在第三个参数区中,理论分析得到的解是纽结孤立波,但是在我们的实验中除了得到纽结孤立波之外,过得到了一种类似于呼吸孤立波的非传播孤立波.     

一维非线性周期结构中弹性波传播的辛数学方法

利用辛数学方法分析了质量-弹簧非线性周期结构链中弹性波的传播问题．首先利用能量方法得到频域动力方程,随后通过小量变换将非线性动力方程线性化,得到辛矩阵,进而通过求解辛矩阵的本征值问题来研究波的传播性能．质量-弹簧模型中的弹簧刚度非线性对结构链的传播特性影响很大,研究发现非线性明显改变了周期结构的传播性能,而且不同于线性结构,非线性结构的传播特性与入射波强度有关．数值算例表明随着非线性强度及入射波强度的增大,传播通带宽度逐渐减小,禁带宽度逐渐增大．当入射波强度增大到一定值时,弹性波无法在结构中进行传播．与一般递归方法的比较分析,验证了辛数学方法在非线性周期结构波传播问题中的有效性与优越性．     

一类EPD－方程的不完全惠更斯现象和离散现象

在本文中，通过引入含两个参数的Ｒｉｅｓｚ分布，我们给出了ＥＰＤ一方程。Ｕｔｔ＋α／ｔｕ＿ｔ－ｕ＿（ｘｘ）＋β／ｔｕ＿ｘ＝０的一类Ｃａｕｃｈｙ问题的解．当α，β取某些离散值时，解具有不完全惠更斯现象．对这些离散值，波具有单向传播的性质．利用此现象，可解释一些具有重特征方程的定解问题的离散现象．     

共转圈的奇异性对盘状星系密度波的影响

在气体动力学的星系盘模型中,本文讨论了边际稳定性时共转圈奇异性对中性密度波的影响。结果表明,共转圈奇异性对波的色散关系的影响是全局性的。计算了与银河系相类似的星系模型。共转圈附近波的群速度与自由密度波的关系有很大差异,能够严重地改变密度波传播的能流迴路。除非特定星系模型严格不存在共转奇异性,共转点不会是双零转向点。     

多孔材料夹芯的分层复合双壁面圆柱壳体中波的传播

在经典的理论框架内,对分层的复合材料壳体——多孔材料夹芯的双壁面圆柱壳体,研究自由谐和波在其中的传播.借助于一个具有同样几何特性的展开平板,评估波通过多孔夹芯层传播时大部分有效的成分.通过有效波成分的考虑,将多孔层模拟为具有等效特性的流体.因此,模型简化为一个集满流体介质的双壁面圆柱壳体.最后,评估带宽频率中结构的传播损失,并对结果加以比较.     

压电固体中弹性波传播的数学模型

依据动量定理、电荷守恒定律建立了弹性波在压电固体中传播的数学模型.不仅考虑了压电效应,也同时考虑了电流效应.在压电固体中同时存在机械位移场、极化电势场和电流场.求解波动方程,发现不考虑电流效应时,弹性波是非色散的;考虑电流效应后,弹性波是色散的.不仅如此,电流效应还导致弹性波的衰减.通过数值模拟,揭示了平衡载流子浓度对色散和衰减的影响规律.     

无约束平面框架结构冲击响应分析(Ⅱ)——数值算例分析

利用第(Ⅰ)部分推得的公式,对一无约束平面框架结构受运动刚体冲击时的瞬态响应进行了数值计算分析．计算了结构与运动刚体之间的冲击力时程曲线、梁中的剪力及弯矩分布、轴力杆件中的轴力分布．分析了杆中的纵波、Timoshenko梁中弯曲波及剪切波的传播现象．数值分析表明:冲击力的延续时间主要是由挠曲波及纵波控制的;在结构的冲击响应分析中,梁的剪切效应不容忽略．     

爆炸作用下钢板层裂的数值分析

用一维运动模型对高能炸药在钢板表面接触爆炸时钢板中应力波的传播及其在钢板自由面上反射后引起的层裂现象进行了数值分析,并和前几年在我国进行的实验结果作了比较.发现当钢板采用流体弹塑性模型,并采用损伤积累层裂准则的情况下,计算所得的主裂片厚度是和实验结果合理地符合的.提出了一个计算主裂片厚度的近似公式,对实验中出现的多层的呈云母状结构的次裂片现象也作出了较满意的解释.     

高速列车通过隧道时的气动特性研究

基于三维非定常不可压缩流动的N-S方程,采用LES湍流模型和动网格算法,对CRH2动车组以100 m/s的速度通过长100 m的隧道进行了动态数值模拟计算。结果表明:当列车通过隧道时,车头前端形成一个向隧道出口传播的正压波,到达隧道出口后反射,形成一个向隧道入口传播的负压波。压力波的传播与反射使隧道内空气压力发生剧烈变化,影响列车的安全平稳运行。