基于遭遇波的艏前波法的航母姿态预报

航母在海洋航行时,为了使舰载机起飞和降落更安全,需要对航母姿态运动进行预报。艏前波法仅反映海浪本身的波动,没有考虑航母与海浪相互作用的情况。基于遭遇波的艏前波法,用航母遭遇海浪的观测序列替代海浪观测值作为ARMA模型的系统干扰,使得预报精度更准确。通过仿真分析,基于遭遇波的艏前波法结果与艏前波法结果对比,四级海况下,横摇运动预报4 s的误差不超过0.03°,预报8 s的误差不超过0.15°,纵摇运动预报4 s的误差不超过0.05°,预报8 s的误差不超过0.06°,结果表明了该方法的有效性。     

弹塑性波计算中的光滑粒子法

采用改进的光滑粒子法 ,对脉冲应力载荷下板中弹塑性一维应变波的传播进行了数值计算 ,比较了人工粘性法和通量修正法处理冲击波间断面的效果。结果表明 ,改进的光滑粒子法在应力波数值计算中有良好的精度。     

标准霍普金森压杆配置下的应力波分离及无时限实验数据处理

在经典一维应力波理论基础上以及试件受力平衡假定成立的条件下，提出了一种在标准霍普金森压杆实验配置下实现杆中左、右行应力波分离的新方法，可简单有效地解决常规霍普金森压杆在长时实验时左、右行波信号重叠的问题，从而保证实验中的全部应变测试数据都可以加以利用，显著提高了霍普金森压杆的测试能力。给出了新的基于杆中左、右行应力波信号的实验数据处理公式。作为霍普金森压杆实验中经典数据处理公式的扩展，在测试信号不需要进行波分离处理的情况下，新的数据处理公式等同于经典公式。利用ABAQUS有限元软件对霍普金森压杆实验进行了数值模拟，采用虚拟实验的方式，利用模拟测试点的应变信号进行了多种实验条件下的数据处理，对该应力波分离方法的有效性及误差进行了验证与评价。数值模拟结果表明，该应力波分离方法可以给出很好的数据处理结果。在标准霍普金森压杆上进行了部分实验并利用新的波分离方法及公式对数据进行处理，所得结果令人满意。     

基于时间依赖基本解的奇异边界法模拟二维狄利克雷边界标量波方程

奇异边界法是一个半解析边界配点强格式方法,具有无数值积分和无网格、编程容易以及数学简单等优点。本文首次将时间依赖基本解运用于奇异边界法,计算模拟二维标量波方程;结合确定源点强度因子的反插值技术,提出了二维狄利克雷边界标量波方程源点强度因子的一个经验公式;引进了解决波方程基本解G奇异性的一种无奇异积分处理方法。数值实验证明,基于时间依赖基本解的奇异边界法可精确高效地模拟二维狄利克雷边界标量波方程,在计算效率、精度、稳定性和适应性等方面有明显优势。     

Laplace变换法及其在粘弹性波中传播的应用

针对波传播分析理论的发展历程进行了简要的综述，详细介绍了几种处理粘弹性波传播问题的分析方法，重点讲解Laplace变换法以及Laplace变换在粘弹性波中的应用，对比分析几种方法在各自应用上的优劣，由于Laplace变换法能准确地描述应力波在任意时刻、任意点的波动情况，在处理大尺寸混凝土类构件中应力波传播问题时具有其独特的优势。     

圆柱形爆轰波的二维数值模拟

基于带化学反应的二维Euler方程，对圆柱形爆轰波的直接起爆和传播过程进行了二维数值模拟研究，拟分析起爆条件和初始压强对圆柱形爆轰波形成和传播的影响。研究发现，圆柱形爆轰波起爆成功向外传播的过程中，新的三波结构的生成标志着爆轰波进入稳定传播阶段。在起爆能量足够的情况下，起爆半径(曲率)的大小决定着三波结构初始形成时的数目和传播半径，起爆压强对其基本不产生影响；起爆半径大(曲率小)时，三波结构初始形成时的传播半径大、数目多，圆柱形爆轰波进入稳定传播阶段的传播距离长；数值模拟中，初始压强的提高，有助于圆柱形爆轰在较短的传播距离内进入稳定传播阶段。     

金属材料SHPB实验数据处理的三波校核法

通过自编程序调整入射波、透射波和反射波的相对位置。当移动波相对位置时,程序界面显示2 幅图:一幅显示入射波、透射波、反射波以及透射波与反射波之差;另一幅显示试样的3条应力应变。这3条 曲线分别由第1幅图中的入射波与透射波、入射波与反射波以及三波法求得。根据SHPB实验的基本假定, 这3条应力应变曲线的塑性段应该一致,同时透射波与入射波之差应等于反射波,把这2个等价的特点作为 正确处理SHPB实验数据标准的方法称为三波校核法。     

亚临界平面Poiseuille流的三维非线性稳定性问题——(1)共振三波概念的推广

在文献[1]中,周恒提出了一个研究亚临界(一般来说可为非临界)平面Poiseuille流的稳定性的非线性方法。在本文中,将推广该法,用于研究二维及三维扰动波的非线性强相互作用问题。具体说,是共振三波(Resonat triad)问题。在亚临界情况下,严格讲不存在共振三波。但推广文献[1]中方法后,我们也可以推广共振三波概念,从而在亚临界情况下,找到了共振三波。文献中还指出,确实存在某种机制,使得本文方法不仅仅是一种单纯的数学处理方法。     

基于SHPB波传播系数法试验的衰减弥散修正研究

针对SHPB试验中的波传播衰减弥散问题,基于杆自由端撞击的波传播系数法试验原理,选取Φ100mm PA66尼龙杆为典型Hopkinson压杆,依据SHPB试验中获取试样应力-应变曲线的二波法,对原位测试试验中从加载试样传来的反射波弥散进行修正研究,获得入射杆反射波传播系数;同理,对透射杆获取透射波传播系数。根据修正后的实际反射波和透射波历程,获得试样的应力-应变曲线。通过比较分析,此方法合理可靠。     

气相爆轰波传播过程中的自点火效应

基于基元反应模型和单步反应模型，对直管道中H₂-air混合气体中爆轰波的传播过程进行了数值模拟，揭示了气相爆轰波传播过程中的自点火效应。利用数值模拟方法计算了不同爆轰模型的点火延迟时间，并得到了爆轰波三波点的传播过程以及所形成胞格结构的尺寸。结果表明，胞格宽度与点火延迟时间成正比；爆轰波诱导区内气体的点火延迟时间与三波点的运动周期基本一致。进一步对结果分析可知，爆轰波的自维持传播取决于点火延迟时间(表征化学反应的特征时间)和三波点的运动周期(表征流动的特征时间)的匹配；当二者相匹配时，经过前导激波压缩后形成的高温高压爆轰气体，在短时间内实现了自点火，同时释放出大量的能量推动了爆轰波的前进，即爆轰波的稳定自维持传播依靠其自点火机制。     

Three-Wave Interactions of Disturbances in a Supersonic Boundary Layer

Within the framework of the weakly nonlinear stability theory, group interaction of disturbances in a supersonic boundary layer is considered. The disturbances are represented by two spatial packets of traveling instability waves (wave trains) with multiple frequencies. The possibility of energy redistribution in such wave systems in the case of three-wave resonant interactions of packet constituents is considered. The model is used to test the dynamics of unstable waves arising due to introduction of controlled high-intensity disturbances into a supersonic boundary layer. It is found that this mechanism is not the main one for the features of streamwise dynamics of such nonlinear waves being observed.     

Two dimensional flow quantitative visualization by the hybrid method of flow birefringence and boundary integration

Flow birefringent method and its data processing was reviewed and a new hybrid method of flow birefringence and boundary integration was introduced. The basic equations and boundary conditions suitable to the hybrid method were derived, and a comparison of the hybrid and other classical methods was given. Finally as an example, the flow in a step converging tube was analyzed by the given method. The project supported by National Natural Science Foundation of China (NSFC)     

关于经典约束力学系统的守恒律

概述寻求经典约束力学系统守恒律的3种方法：牛顿力学方法，分析力学方法，对称性方法以及相关的研究进展．     

非完整系统力学积分方法的某些进展

本文介绍非完整系统力学积分理论的某些近代发展,包括经典积分的推广,Lagrange力学逆问题,Hamilton-Jacobi方法的推广,场方法的推广,不变度量方法以及其它方法,并给出本问题未来发展方向的建议.     

SHPB实验数据处理的规范化问题讨论

从SHPB实验的一维应力假设出发,确定了入射、反射和透射波的起点位置的判读办法,提高了SHPB实验结果的准确性,并规范了SHPB实验的数据处理。另外,从动量守恒的角度,提出了标准入射波平台高度的判读办法。该方法可以避免弥散振荡对判读入射波平台高度的干扰,并排除人为因素的影响,提高了压杆应变片灵敏系数的标定准确性和标定过程的规范化程度。通过对比理论结果和数值模拟研究的结果,这两种数据处理方法的准确性得到了验证。     

A mixed Newton-Tikhonov method for nonlinear ill-posed problems

Newton type methods are one kind of the efficient methods to solve nonlinear ill-posed problems, which have attracted extensive attention. However, computational cost of Newton type methods is high because practical problems are complicated. We propose a mixed Newton-Tikhonov method, i.e., one step Newton-Tikhonov method with several other steps of simplified Newton-Tikhonov method. Convergence and stability of this method are proved under some conditions. Numerical experiments show that the proposed method has obvious advantages over the classical Newton method in terms of computational costs.     

Accurate Higher-Order Analytical Approximate Solutions to Large-Amplitude Oscillating Systems with a General Non-Rational Restoring Force

A new approximate analytical approach for accurate higher-order nonlinear solutions of oscillations with large amplitude is presented in this paper. The oscillatory system is subjected to a non-rational restoring force. This approach is built upon linearization of the governing dynamic equation associated with the method of harmonic balance. Unlike the classical harmonic balance method, simple linear algebraic equations instead of nonlinear algebraic equations are obtained upon linearization prior to harmonic balancing. This approach also explores large parameter regions beyond the classical perturbation methods which in principle are confined to problems with small parameters. It has significant contribution as there exist many nonlinear problems without small parameters. Through some examples in this paper, we establish the general approximate analytical formulas for the exact period and periodic solution which are valid for small as well as large amplitudes of oscillation.     

高超声速飞行器关键部位气动热计算

运用快速算法对高超声速飞行器外表面的一些关键部位经受的气动热环境进行计算分析。在理论和经验公式的基础上,利用轴对称比拟法考虑攻角影响,采用局部相似性解及参考焓等方法确定飞行器有攻角再入的表面气动加热,发展了一套高超声速飞行器关键部位气动热的计算方法。以钝锥为算例对计算方法进行了验证,结果表明,本文所述方法具有较高的效率和精度。     

无单元法研究和应用现状及动态

无单元法(也称无网格方法)是一种新兴的数值计算方法，它是 有限元等传统数值分析方法的重要补充和发展,极大地简化了前处理工 作与裂纹扩展等问题的计算分析.近年来,无单元法得到了迅速发展,受 到了国际计算力学界的高度重视.简要介绍了国内、外无单元法的发展 动态和应用现状，评述了无单元法的最新研究成果，归结出无单元法的 一些优点及目前尚有待解决的一些问题.最后指出了无单元法在工程应 用中将有着广阔的发展前景.