含共线刚性线夹杂压电介质的广义二维问题

基于Stroh理论，研究了含N个共线刚性线夹杂压电介质的广义二维问题，给出了介质内的复势函数、夹杂内的电场和夹杂尖端附近场奇异性系数的解析表达式。结果表明场奇异性系数取决于无限远处的应变。     

基于当地流活塞理论的气动弹性计算方法研究

发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算 方法------基于定常CFD技术的当地流活塞理论. 运用当地流活塞理论计算非定常 气动力，耦合结构运动方程，实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟. 运用这 种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例，并和原始活塞理论、非定 常Euler方程结果作了比较. 由于局部地使用活塞理论假设，这种方法大大地克服 了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的 限制. 与非定常Euler方程方法相比，当地流活塞理论的效率很高.     

基于当流活塞理论的气动弹性计算方法研究

发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法--基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例,并和原始活塞理论、非定常Euler方程结果作了比较.由于局部地使用活塞理论假设,这种方法大大地克服了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的限制.与非定常Euler方程方法相比,当地流活塞理论的效率很高.     

覆冰导线气动力特性的规律性研究

采用数值模拟结合风洞试验验证的方法对影响覆冰导线气动力特性的主要因素进行规律性研究,建立了覆冰导线周围的空气流场二维CFD模型.对比湖北省中山口覆冰分裂导线的数值计算结果与风洞试验数据,验证CFD数值模拟方法的准确度和可靠性.在此基础上将CFD数值模拟方法推广至更多工况下的覆冰导线气动力系数数值模拟中,考察了覆冰导线气动力系数随覆冰形状、覆冰厚度、来流风速、导线分裂数目的影响规律.结果表明,该方法是一种实用、有效、准确的气动力系数数值模拟方法,所得气动力系数的变化规律对覆冰导线空气动力特性及舞动研究具有一定的指导意义.     

主动控制翼板抑制悬索桥颤振的研究

主动控制翼板是一种新型桥梁气动措施。本文基于非定常气动力理论，推演了安装主动控制翼板后作用在整个桥梁主梁单位长度上气动力表达式，从增加系统扭转阻尼的角度，研究了翼板主动扭转振动参数的选取。在此基础上，对某大跨悬索桥方案进行了二自由度颤振分析，结果表明：合理选取翼板的主动扭转振动参数，主动控制翼板能够有效地提高该桥的颤振稳定性。     

冲击动载荷系数的一般形式

本文采用振动分析方法导出了冲击载荷系数的一般表达式，并结合算例进行验证     

不同模量壳体理论广义弹性定律的普遍表达式

本文研究了拉伸和压缩不同模量材料制成的壳体弱矩理论的本构关系,导出了广义弹性定律的普遍表达式,即中曲面法向坐标的各任意幂次项系数的公式,并指出文献[1]中最终公式保留的线性项,仅为本文普遍表达式的一个较简单的特殊情形,因此,可以不顾文献[1]中关于应力沿壳厚按线性规律变化的基本假设。     

一般冲击动荷系数的能量法推导

用能量方法推导出冲击动荷系数的一般表达式，得到了与「２」相同的结果。     

一维随机排列非均质颗粒材料结构刚度系数解析式

针对一维情况下随机排列非均质颗粒材料组成的结构,推导了该结构的刚度系数的解析表达式。颗粒材料由随机算法根据颗粒尺寸分布和结构尺寸生成。通过引入相对破碎参数,将颗粒破碎现象定量体现在颗粒尺寸分布函数的变化上,从而使本文提出的解析表达式能够计及颗粒破碎。数值结果说明本文提出表达式的有效性,并体现了颗粒破碎对颗粒结构刚度系数的影响。     

桥面槽缝对桥梁断面静态压力分布影响的实验研究

大跨度斜拉桥或悬索桥的桥梁主梁断面的气动外形是桥梁设计者们很关心的问题之一。对主梁节段模型气动力的风洞实验研究一般都只考虑了来流攻角以及模型本身结构外形的影响，而现今不少大桥在双向来回车道的中间开有槽缝，工程上可以用来改善桥面的空气动力特性以及桥梁本身的稳定性，对于这方面的实验研究进行得不多。本文拟通过风洞实验对某大桥桥梁主梁断面在各种开槽情况下的静态压力分布进行研究，进而对断面各测点的压力分布进行矢量求和获得升力系数、阻力系数和升力矩系数，由此来研究开槽与否以及开槽大小对该桥梁主梁断面的气动力的影响，同时也研究了槽中央隔板的存在对气动力系数的影响。研究表明，隔板的有无对气动力并无明显的影响，而开槽与否以及槽宽的大小对压力分布、升阻力系数以及升力矩系数有明显的影响。     

无黏流场中结构振动的气动非阻尼现象

研究跨音速飞行航天器的流-固耦合振动非阻尼现象的作用机理.研究表明,流场中的跨音速激波过程是此类非阻尼现象不可忽略的基本原因之一;由于流场对物体振动响应的滞后,形成了周期变化的分布气动力与物体运动之间有规律的相位差异,这种相位差可以引发局部的非阻尼的脉动力作用.这一机制与流场中的黏性过程如边界层和分离流动无关.单纯考虑黏性现象对非阻尼作用影响的认识是有缺陷的.     

翼型跨声速气动特性的不确定性及全局灵敏度分析

针对马赫数和仰角的随机不确定性会导致气动性能波动的现象, 采用非嵌入式的混沌多项式方法对绕NACA0012 翼型跨声速随机气动特性进行不确定性及全局灵敏度分析. 具体分析了飞行状态的不确定性对气动载荷分布、流场及气动力系数的影响并通过全局灵敏度分析找出重要因素. 不确定性分析结果表明翼型上表面的激波以及激波后分离泡是造成气动性能剧烈波动的主要原因. 灵敏度分析结果表明在跨声速区域马赫数对激波处气动性能影响最大, 此外, 虽然马赫数和仰角相互耦合作用对气动力系数贡献比较小, 但对于激波位置处的流场, 这种互耦合作用不可忽略.      

BBD板结构的振动功率流研究

多冲击体阻尼（下文简称ＢＢＤ）是结构振动、噪声控制中的一项新技术。本文基于它的作用机理和机械导纳与弹性结构动力学理论，推导了三种不同ＢＢＤ板结构振动功率流的解析表达式。并进行了数值计算，给出了测量验证结果。最后定量分析了ＢＢＤ对板结构功率流的影响。     

可压缩粘性流中力和力矩的分配律和广义Kutta-Joukowski定理

本文引进了动力学涡量概念,推导出可压缩粘性流中的力和力矩的一般表达式。作用在任意运动物体(系)上的力和力矩可以分别表示成流场中动力学涡量的一阶矩和二阶矩随时间的变化率。 利用 Navier-Stokes 方程求出动力学涡量的变化率,进一步把力和力矩表示成一些显式积分。它们分别对应于产生空气动力的一些特定的物理过程,称之为力和力矩的分配律。同时,流场中任何运动的动力学涡量均产生一个空气动力贡献量。相应的计算公式即为广义Kutta-Joukowski 定理。     

带尾涡面的三维简化航天机亚音速有限元计算

本文采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元方法以全位势方程为控制方程计算了航天机三维简化模型的亚声速流动。为模拟实际流动,在后部加一尖劈形后体,并拖出一尾涡面。为局部超场 速区解的稳定,采用人工密度修正。对密度和环量进行双重迭代,得到了亚声速下三维航天机的压分分布和气动力系数。     

Vibrations of cascade profiles in nonuniform incompressible flow

The influence of flow nonuniformity on the aerodynamic characteristics of profiles in a cascade has been studied in [1, 2, 3]. In these studies the general problem was separated into two independent problems: first, uniform flow of a fluid about a cascade of oscillating profiles disturbed only by the cascade and second, flow of a nonuniform stream past a cascade of stationary profiles. This separation is possible within the framework of linear theory, in which the nonuniformity of the flow approaching the cascade and the profile vibration amplitudes are sufficiently small. However, the order of smallness of these two factors is different, which often leads to consideration of the influence of flow nonuniformity on the unsteady aerodynamic characteristics of the oscillating profiles. This investigation concerns that problem. In particular, certain conditions of flow nonuniformity, giving rise to parametric resonance of turbomachinery blades, are discussed.     

高速列车气动外形优化研究进展

随着运行速度的提升, 高速列车对气动外形的要求也越来越高, 追求性能优异、美观大方的气动外形是新型高速列车研发的一个重要方向. 基于当前高速列车外形研发的思路, 可以将气动外形优化概括为基于流场机理的改型优化和基于优化算法的外形优化两类. 本文简要回顾了当前国内外在这两类优化途径上的系列工作, 着重介绍了作者所在团队近年来做过的一系列气动外形优化工作. 在基于流场机理的改型优化上, 着重从"和谐号"和"复兴号"这两款主力车型的外形研发上探讨其改型优化的思路, 主要探讨了空调导流罩、受电弓平台、风挡和转向架裙板几类对列车阻力影响较为明显的部件的优化设计,并介绍了其相对于上一代车型在气动性能上的提升. 基于优化算法的外形优化方法,则因循气动外形优化流程, 在列车外形已经具有较好性能的基础上,以高速列车头型流线型为主要优化对象,分别从高速列车参数化方法、替代模型开发以及优化算法改进三个方面进行介绍.其中,高速列车参数化方法主要介绍了局部型函数法、修正车辆造型函数法和类别/形状函数法三类;替代模型开发介绍了最优化替代模型和基于交叉验证的Kriging模型; 在优化算法的改进上介绍了改进的非劣分类多目标粒子群算法和连续域混沌蚁群算法两方面的内容.基于上述三个方面介绍了气动外形优化策略在典型工程上的应用案例.      

THE HISTORICAL CONTRIBUTION OF BERNOULLI'S EQUATION TO THE ESTABLISHMENT OF FLUID MECHANICS THEORY

著名的理想流体定常流动的能量方程即伯努利方程,自建立以来在流体力学领域中贡献卓著。本文依据伯努利方程的建立内涵,阐述了其在流体静力学、定常孔口出流、皮托管测速、文丘里管流量和翼型绕流等具体流动中的成功应用。同时,进一步说明了由伯努利方程建立提出的局部跟随流体质点的建模思想,被欧拉概括为描述流体运动的流场法,是建立欧拉方程组和N-S方程组的基本依据,也为后来湍流理论、边界层理论、气动噪声等理论的建立奠定了基础。     

平面叶栅气动试验研究进展与展望

平面叶栅气动试验传统上是验证压气机、涡轮的基元性能的主要手段, 近年来国内外研究人员利用平面叶栅开展了大量的流动测量试验, 以揭示叶栅内部复杂流动现象的本质和规律、探索减小叶栅内流动损失的方法. 本文从试验装置、测试技术和研究内容三个方面, 综述了近年来平面叶栅气动试验研究的进展情况. 首先介绍了平面叶栅试验装置的发展及提高平面叶栅试验段流场品质的措施; 其次介绍了叶栅气动试验采用的部分流场测试技术, 包括叶片表面压力场、叶片表面温度场、内流速度场及流场可视化等测试技术, 分析了这些测试技术的进展和存在的问题; 然后梳理了近年来平面叶栅试验研究的相关科学问题及进展, 包括跨音速叶栅中的激波研究, 叶顶间隙泄漏流动研究, 叶型优化研究, 多尺度非定常旋涡结构研究, 振动环境下叶栅流场研究等; 最后对平面叶栅气动试验研究方向进行了展望. 通过了解叶栅内复杂流动现象及本质, 为进一步探索和提高压气机、涡轮的气动性能提供技术支撑.      

侧风风场特征对高速列车交会的影响研究

为了准确预测侧风环境下列车交会时的气动性能,考虑均匀风和大气底层速度边界型侧风,通过计算流体力学方法对比研究高速列车交会压力波特性和气动力特性. 结果表明,两种风场下交会压力波有所不同,但幅值差异不明显;采用均匀风场评估列车侧风环境下交会会高估列车所受气动力. 本文对高速列车行驶安全性评估和复杂运行场景的复杂流场的认识具有参考价值.