任意边界条件下双模量矩形薄板的弯曲

将双模量板等效为两个各向同性小矩形板组成的层合板,假定该层合板的中性面即为两个小矩形板的交界面。根据中性面上应力为零且薄板全厚度上应力的代数和为零,推导了双模量矩形薄板的中性面位置。本文采用严宗达提出的带补充项的双重正弦傅里叶级数通解,该通解可以适用于任意边界条件的矩形薄板且不需要叠加或者重新构造。联立边界条件和控制方程,求得通解中的待定系数并代入到通解中,即可得到任意边界条件下双模量矩形薄板的弯曲解析解。与有限元结果比较,本文结果符合工程精度要求。     

大尺寸非对称薄膜型声学超材料的低频隔声特性研究

针对低频声波的衰减问题，设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构，利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达100 mm,隔声频率降低至10 Hz,并在10～500 Hz的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比，通过在单胞中引入不对称性，使得结构的低频隔声频带拓宽了23 Hz。通过模态分析发现，不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式，Lorentz共振与Fano共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时，薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果，为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。     

LOCAL BENDING OF THIN FILM ON VISCOUS LAYER

Effects of deposition layer position film are systematically investigated. Because the and number/density on local bending of a thin deposition layer interacts with the thin film at the interface and there is an offset between the thin film neutral surface and the interface, the deposition layer generates not only axial stress but also bending moment. The bending moment induces an instant out-of-plane deflection of the thin film, which may or may not cause the socalled local bending. The deposition layer is modeled as a local stressor, whose location and density are demonstrated to be vital to the occurrence of local bending. The thin film rests on a viscous layer, which is governed by the Navier-Stokes equation and behaves like an elastic foundation to exert transverse forces on the thin film. The unknown feature of the axial constraint force makes the governing equation highly nonlinear even for the small deflection chse. The constraint force and film transverse deflection are solved iteratively through the governing equation and the displacement constraint equation of immovable edges. This research shows that in some special cases, the deposition density increase does not necessarily reduce the local bending. By comparing the thin film deflections of different deposition numbers and positions, we also present the guideline of strengthening or suppressing the local bending.     

Asymmetric Heat Conduction in One-Dimensional Hard-Point Model with Mass Gradient

The heat conduction in a one-dimensional （1D） hard-point model with mass gradient is studied. Using numerical simulation, we find an asymmetric heat conduction in this model with greater heat current in the direction of mass increase. The increase of temperature gradient, mass gradient and system size axe found to enhance the asymmetric heat conduction. Based on the collision dynamic of a haxd-point particle, we give a qualitative explanation for the underlying mechanism of asymmetric effect.     

纳米粒子在方管中传输与沉降的研究

采用有限体积法离散并应用Simple方法对方截面弯曲管道内的纳米粒子传输和沉降进行了数值计算,结果表明Reynolds数和Schmidt数是影响纳米粒子传输和沉降的重要参数。粒子较小时,弯管中轴向速度较大的区域就是粒子的高浓度区域,沉降增强因子最大值出现在外弯侧的中心位置;粒子较大时,截面浓度的梯度值降低,沉降增强因子趋于平均,此时整个截面的粒子平均沉降。弯曲作用对于粒子较大且Dean数也较大时的影响更加明显。     

光纤弯曲损耗特性的理论与实验研究

为了减小在长距离光纤通信中存在的弯曲损耗和利用光纤激光器中的弯曲损耗获得单模输出，利用速度法解释了光纤弯曲损耗机制，采用Marcuse理论研究了弯曲损耗随弯曲半径、波长和纤芯半径变化的关系。通过计算机仿真和实验得出弯曲损耗随弯曲半径的减小而增大，随波长的增大而增大，随纤芯半径的增大而增大，高阶模式的损耗大于低阶模式。利用这一结论就可以通过控制弯曲半径在临界半径以内来减小通信中的弯曲损耗，通过增大模场半径来实现光纤激光器中的单模输出。     

第Ⅱ种强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场的偶数阶等阶N次方Y压缩

本文构造了由多模复共轭相干态的相反态|{-Z_j^(a)*}>_q与多模虚共轭相干态的相反态|{-iZ_j^(b)*}>_q这两者的线性叠加所组成的第Ⅱ种强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ_Ⅱ^(ab)>_q,利用多模压缩态理论研究了态|Ψ_Ⅱ^(ab)>_q的任意偶数阶等阶N次方Y压缩特性.结果发现:1)在压缩阶数N取偶数,即N=2p的条件下,无论p=2m(m=1,2,3,…,…),还是p=2m+1(m=0,1,2,3,…,…),只要构成态|Ψ_Ⅱ^(ab)>_q的两个不同的量子光场态中各对应模的强度(即平均光子数)和初始相位都不相等,亦即R_j^(a)≠R_j^(b)和φ_j^(a)≠φ_j^(b)(j=1,2,3,…,q),并且 ,则当满足一定的量子化条件(或者在一些闭区间内连续取值)时,态|Ψ_Ⅱ^(ab)>_q总可呈现出周期性变化的、任意偶数阶的等阶N次方Y压缩效应.2)在N=2p且p=2m+1(m=0,1,2,3,…,…)的条件下,若R_j^(a)=R_j^(b)和φ_j^(a)=φ_j^(b)(j=1,2,3,…,q),态|Ψ_Ⅱ^(ab)>_q则可呈现出等阶N次方Y压缩简并现象.     

第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场的偶数阶等阶N次方Y压缩

本文利用多模压缩态理论,研究了第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ_Ⅰ^(ab)Ⅰ>_q的偶数阶等阶N次方Y压缩特性.结果发现:在压缩阶数N取偶数情况下,只要构成态|Ψ_Ⅰ^(ab)Ⅰ>_q的两个量子光场态的强度(即平均光子数)不相等,则当各模的初始相位φ_j^(a)、φ_j^(b)(j＝1,2,3,…,q)、态间的初始相位差(θ_pq^(bI)-θ_nq^(aR))以及与上述的两个量子光场态相对应的各单模相干态光场的光子干涉项之和 ＝[R_j^(a)R_j^(b)cos(φ_j^(a)-φ_j^(b))]等满足一定条件时,态|Ψ_Ⅰ^(ab)Ⅰ>_q可呈现出周期性变化的、任意偶数阶的等阶N次方Y压缩效应.这一结果与现有文献报道的结果截然不同.     

第Ⅱ种强度不等的两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩——2腔模总数与压缩阶数两者之积取奇数的情形

构造了由多模复共轭相干态的相反态|{-Z_j^(a)*}〉q和多模虚共轭相干态的相反态|{-Z_j^(b)*}〉q的线性叠加所组成的第Ⅱ种强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ(ab)Ⅱ〉q.利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ(ab)Ⅱ〉q的等阶N次方H压缩特性.结果发现,在腔模总数与压缩阶数这两者之积取奇数,则当各对应模的初始相位、各对应模的初始相位差,态间的初始相位差、以及光子干涉项的幅度之和等分别满足一定的量子化条件时,态|Ψ(ab)Ⅱ〉q的第一及第二正交分量可分别呈现出周期性变化的等阶N次方H压缩效应.这与现有报道的结果截然不同.     

用动力学法测杨氏模量实验及其实验装置的研制

介绍了新研制的用动力学法杨氏模量的实验装置,它具有功耗低,灵敏度高的特点;教学中测量悬线不同位置时的共振频率,用作图法拟合出其精确值,以减少由于悬线不在节点引起的系统性误差,测量精密度比传统的静态拉伸法高一个量级以上。