具有大量椭圆随机分布区域的数值模拟及应用

利用椭圆的参数方程,首先给出平面上的点位于椭圆内部与外部的判别条件,再把计算点到椭圆距离问题,化为一个求最值问题,使得可以用搜索法较快地得到有效的近似解,从而得到一个新的产生具有大量椭圆随机分布区域的方法,基本思想是：（1） 对于模拟区域内随机生成的点,先判断该点是否在所有已生成椭圆的外部,若是,计算它与所有已生成椭圆边界的距离;（2） 如果所求的距离大于或等于欲生成的椭圆的长半轴,则以该点为中心,生成一个新的椭圆。这样,不必用一个多边形覆盖来判别椭圆之间是否相交或重叠,可以使生成的椭圆与椭圆之间的距离更小一些（甚至可以是零）,从而提高了模拟区域中椭圆的密度。试验表明,针对混凝土,可以在比较短的时间内,按3级配生成骨料含量可高达70%以上的模拟试件,按2级配生成骨料含量可高达60%以上的模拟试件。对所生成的混凝土试件,做了简单的加载力学实验。计算结果表明,该方法生成的模型能够满足力学分析的需要;进一步,基于椭圆随机分布区域,使用椭圆作为覆盖,建立了高含量的参数化不规则骨料模型试件。     

椭圆形孔扩张弹性分析

圆孔扩张理论作为一种相对成熟的理论工具已经广泛运用于岩土工程中的各类问题,但是对于初始孔为椭圆孔的扩孔问题,圆孔扩张理论并不适用。基于保角变换的方法将原物理平面上初始椭圆孔洞的外部映射到像平面上的单位圆外部,将原物理平面上由于椭圆孔洞扩张所产生的位移边界条件转换到像平面上,利用平面复变弹性理论,得到初始椭圆形孔洞孔扩张的弹性解。将本文椭圆孔扩张的退化解与传统圆孔扩张的弹性解进行对比分析,验证椭圆孔扩张弹性解的正确性。续而,针对一算例详细分析了椭圆孔扩张的弹性力学特性。研究结果表明,椭圆孔的退化解与传统的圆孔扩张弹性解完全一致,椭圆孔在弹性扩张过程中长轴方向比短轴方向较难扩张,长轴方向需要的扩张压力比短轴方向的要大。此外,当扩张率a2/a1=0.11/0.1=1.1时,扩张的影响半径为10倍的孔径左右.     

基于格子Boltzmann方法的粘弹性流体圆柱绕流分析

将光滑界面法引入到格子Boltzmann方法中分析粘弹性流体绕流问题,分别采用单松弛模型和对流扩散模型求解运动方程和Oldroyd-B本构方程,针对圆形和椭圆内部边界条件,给出连续界面插值函数,在此基础上,运用光滑界面法将内部边界转换为作用力项施加到演化方程中。首先分析圆柱绕流问题,给出不同材料参数情况下的流场分布和阻力系数计算结果,比较发现与宏观数值模拟结果相吻合。将模型拓展到绕椭圆流动中,分析椭圆形状和材料参数对粘弹性流体绕柱流的影响,发现随着椭圆长轴与短轴比值的增加和维森伯格数的增加,阻力系数逐渐下降,并且长短轴比对迭代收敛有较大影响。     

带有椭圆孔的各向异性无限板应力集中问题的简便解法

应用各向异性无限域椭圆孔问题的复应力函数基本解,给出了椭圆孔在任意外载作用下以积分形式表示的复应力函数解;并分别通过对椭圆孔周边均匀受载,无限远处均匀受载和承载螺栓孔这三个特例的分析结果,证实了本文解的正确性,一般性和实用性.     

双压电材料内含椭圆孔孔边界面裂纹的反平面问题

利用复变函数方法,研究了横观各向同性压电双材料中椭圆孔孔边界面裂纹的反平面问题．首先,利用保角变换函数将椭圆孔保角变换到一直线裂纹;其次,基于孔边及裂纹表面均电不可穿透并且自由的假设,利用Stroh公式分别得到了本问题的复势函数、裂尖场集中系数的解析表达式;最后,在面内电载荷及面外机械载荷的作用下,分析了椭圆孔尺寸、裂纹长度和外载对裂尖场集中系数的影响,并得到了一个有意义的结论：椭圆孔一边裂纹长度的改变对另一边裂纹裂尖场的影响有限,然而一旦椭圆孔退化为竖直裂纹,该影响将变得非常显著．     

关于椭圆接触弹流润滑Hamrock-Dowson膜厚公式的再思考

使用常用的Hamrock-Dowson公式计算椭圆点接触中心油膜厚度时发现:当维持接触区中心赫兹压力为常数,增加椭圆比k_e超过一定值时,得到的中心膜厚不升反降,这与其物理本质相悖. 应用有限单元法重新对等温椭圆接触弹流润滑问题进行了数值计算,提出新的表征椭圆接触的综合几何参数. 在较大的速度和载荷范围内下,依据数值计算结果,拟合出修正端泄因子和修正中心膜厚公式. 修正公式与数值计算结果相吻合,且正确地表达了膜厚与椭圆比的关系.      

椭圆孔口端点和裂纹端点处的变动态应力分析

分析了椭圆孔口端点和裂纹端点处的变动态应力．在分析中,设带椭圆孔口的无限平板受远处应力作用,变动态应力分析指的是,令动点趋近于椭圆孔端点和椭圆孔变成裂纹这二个过程在各种相对关系下进行．在不同相对关系下,求出椭圆孔口或裂纹端点应力的极限值．分析表明,随着不同的变动状态,对于端点处的某些应力会得到不同的极限值．     

“力学2000”学术大会总结

通过求解微分方程组导出了追线函数和追击曲线上两个特殊点横坐标的关联方程,依此证明了猎狗能追上兔子的区域是椭圆这一结论,并给出了椭圆方程．     

追击问题中关于临界范围是椭圆的证明

通过求解微分方程组导出了追线函数和追击曲线上两个特殊点横坐标的关联方程，依此证明了猎狗能追上兔子的区域是椭圆这一结论，并给出了椭圆方程。     

Comprehending the laws of physics through elliptical focus

介绍了不同学科领域里与椭圆有关的3 种物理规律:光线反射规律、开普勒第二定律、细杆平衡规律, 并对其进行相互推导, 得出结论: 这3 个物理规律是等价的, 它们的本质都是椭圆所特有的几何特征, 它们只是这一本质在不同领域的不同表现.     

透过椭圆焦点看物理规律

介绍了不同学科领域里与椭圆有关的3种物理规律:光线反射规律、开普勒第二定律、细杆平衡规律,并对其进行相互推导,得出结论:这3个物理规律是等价的,它们的本质都是椭圆所特有的几何特征,它们只是这一本质在不同领域的不同表现.     

用边界元法求解薄板大挠度弯曲问题

本文提出一个用边界元法求解薄板大挠度弯曲问题的方法,利用此方法计算了部分算例。其中:圆板、椭圆板的计算结果与已有文献的结果进行了比较,实践证明:本文提出的方法是十分满意的;对于椭圆板情形,本文的结果比Nash,W,A,的结果更接近于实验值。 本文提出了处理域积分的半解析半数值法(HAN)并首次计算了半圆板、半椭圆板及正三角形板的大挠度弯曲问题,这些问题的解还未见到有关文献讨论过。     

弯曲波在含非圆孔洞无限压电薄板中的散射

基于线性压电动力学理论,采用波函数展开法、保角映射以及复变函数,对含非圆孔洞无限大压电薄板弹性波的散射及动应力集中问题进行了分析,给出了其动弯矩集中系数（DMCF）的解析表达式。为说明问题,以PZT-4为例,讨论了外加电场、椭圆孔长短半轴比、椭圆孔倾角以及入射波频率对含圆孔和椭圆孔无限大压电薄板弹性波散射的影响,并分别给出了无限压电薄板开圆孔和椭圆孔动弯矩集中系数的数值结果。     

贮液椭圆筒在水中的横向自由振动

本文研究贮液椭圆筒在水中的横向自由振动问题,给出了贮液椭圆筒在水中横向自由振动的振型函数和固有频率的精确计算公式,结果可由计算机解出。同时指出,内外液体对椭圆筒振动的影响等效一附着于筒体上的广义分布质量.     

三维运动接触问题的广义Галин定理

本文给出了求解一类相当普遍的三维运动接触问题的分析解法,并且把仅仅对静态接触问题成立的 定理推广到动力学情形,作了严格证明。作为例子,对接触区为椭圆的情形给出了积分形式的解,并且作了数值计算,由这些结果可以看出运动压体速度的效应。     

三维运动接触问题的广义Галин定理

本文给出了求解一类相当普遍的三维运动接触问题的分析解法,并且把仅仅对静态接触问题成立的 定理推广到动力学情形,作了严格证明。作为例子,对接触区为椭圆的情形给出了积分形式的解,并且作了数值计算,由这些结果可以看出运动压体速度的效应。     

椭圆类夹杂分析的杂交应力有限元方法

本文给出了一种分析椭圆类夹杂周边应力场的新型杂交应力有限元方法。基于弹性力学中平面问题的Muskhelishvili复势方法,应用保角变换映射技术,以Laurent级数和Faber级数为工具,借助Hellinger-Reissner原理构建一个能够反映椭圆类夹杂周边弹性现象同时包含椭圆夹杂的多边形超级单元。将该超级单元与标准的4节点杂交应力单元耦合在一起即可建立一种分析椭圆类夹杂周边弹性场的新型特殊杂交应力有限元方法。文中考核算例表明：本文方法不但使用简单、有效,而且精度高、单元少。作为本文方法的一个拓展应用,文章最后给出了一个分析含二个椭圆夹杂无限大各向同性板在远场均布载荷作用下椭圆夹杂周边弹性场的算例,并讨论了椭圆夹杂间距和弹性刚度比对应力集中系数的影响。     

一维正方准晶椭圆孔口平面弹性问题的解析解

利用复变方法,引入广义保角映射,研究了一维正方准晶中具有椭圆孔口的平面弹性问题,给出了各应力分量的复变表示,并在特殊情况下转化为Griffith裂纹,得到该裂纹尖端处的应力强度因子的解析解.当准晶体的对称性增加时,正方准晶椭圆孔口平面弹性问题退化为一维四方准晶中具有椭圆孔口的平面弹性问题,同样在特殊情况下转化为Griffith裂纹,得到裂纹尖端处的应力强度因子的解析解.     

带椭圆孔或椭圆刚性核无限平板拉伸问题的简便解法

<正> 自从 Мусхелишвили 的名著问世以来,无限平板中椭圆孔口问题已成为复变函数解平面弹性力学的典型入门问题。Мусхелишвили 方法的要点为:(1)利用保角映象,把椭圆孔口上的边界条件化为单位圆上的相应条件,(2)对边界条件等式两侧作下列运算     

带裂纹的椭圆孔口问题的应力分析

断裂现象与材料和结构中的孔洞、缺口或裂纹等缺陷密切相关,这是因为缺陷附近的应力集中明显.该文利用复变方法,通过保角映射研究了带裂纹的椭圆孔洞的平面弹性问题,给出了应力强度因子的解析解.并由此计算了两互相垂直的裂纹问题.