考虑热渗效应的有限热源固结近似解1）

通过建立考虑热渗效应和热流固耦合效应的饱和土体固结方程,研究了无限长圆柱热固结问题. 利用Fourier 和Laplace 变换及其逆变换,给出了热固结问题的解析解;然后对空间内无限长圆柱形热源问题进行研究,得到非等温条件下柱体周围饱和土体温度、孔隙水压力的近似解,并总结其规律,分析了热渗系数、固结系数对温度作用下土体固结的影响.     

圆柱形管道旁侧油气泄爆实验研究

油气是一种组分复杂的可燃气体,极易发生爆炸。为了研究油气在受限空间的泄爆规律,对不同体积分数油气在圆柱形直管道旁侧的单孔和双孔泄爆进行了可视化实验,获得了管道内外流场的爆炸超压规律和管道外流场的火焰特征。发现油气泄爆过程存在未燃气体从开孔泻出、形成“蘑菇云”、持续剧烈燃烧、逐渐熄灭4个阶段。通过对最大爆炸超压的数据对比分析,获得了双孔泄爆可以数倍分流单孔的外部最大超压;开孔位置距点火端越远,孔外最大超压越大;泄爆中外流场最大超压远大于内流场最大超压等结论。     

辐射换热的分区计算研究

本文利用蒙特卡洛法模拟圆柱形参与性介质内的辐射换热过程,分区计算了温度仅沿轴向(一维)变化和同时沿轴向和径向(二维)变化的吸收、发射、各向异性散射介质的边界热流分布,将各子区域的边界面假想为等效黑体面,采用由子区间的投射热流计算假想等效黑体面温度的方法,通过分别对介质温度分布一维和二维两种变化情况的研究表明,分区方法可以大大节省计算机内存,同时子区间介质的温度水平,几何尺寸比例以及各区间重合的光学厚度是影响热流分布精度的主要因素。     

圆柱形导体在均匀磁场中运动时的电荷分布

以圆柱形导体为例,介绍导体在均匀磁场中匀速运动时电荷分布的求解方法。计算结果表明:在均匀磁场中作垂直切割磁力线匀速运动的圆柱形导体,其电荷既分布在两底面,也分布在侧面,而且侧面电荷较多。对于细长的圆柱形导线,其侧面的电荷面密度几乎与导线中点的距离成正比。     

通有反向电流的两平行圆柱形导体交叠区域内的磁场

讨论了通有反向电流的两平行圆柱形导体交叠区域内的磁场分布,发现当电流密度大小相等时交叠区域内是一个均匀磁场．     

圆柱形爆炸容器的内壁爆炸载荷

爆炸容器内壁所受爆炸载荷的确定是容器动态响应特征研究、容器结构设计及安全评估的基础。对自行研制的组合式圆柱形爆炸容器开展了系列内爆加载试验,测量了容器内壁几个典型位置所受爆炸载荷,并利用ANSYS/LS-DYNA软件对容器内爆载荷的形成和传播全过程进行了数值模拟。通过对试验结果进行分析,获得了容器内壁所受爆炸载荷的特征及其分布规律,并拟合出容器圆柱形壳体部分所受载荷首脉冲的峰值压力、正压作用时间和比冲量经验计算公式、容器内部准静态压力经验计算公式。通过对数值模拟结果进行分析,阐明了容器内壁所受爆炸载荷特征和分布规律的形成机理。研究结果表明,椭球端盖内壁产生的马赫反射波在端盖极点汇聚,使得极点所受载荷峰值压力及单次脉冲比冲量峰值总是所有测点中最大的,峰值压力最高可达圆柱壳所受最大压力的2.79倍,应予以足够重视。     

内嵌不同形状散射子的局域共振型黏弹性覆盖层低频吸声性能研究

最近研究表明,将声子晶体中的局域共振现象引入到水下吸声材料的设计中,可以观察到由局域共振引起的低频声吸收现象.为了进一步揭示局域共振低频吸声机理并获得更优的水下低频声吸收性能,研究了内嵌不同形状散射子的黏弹性声学覆盖层.利用晶格和散射子在空间排布的对称性,传统有限元方法得到简化,从而节约了计算时间和存储空间,并通过将简化有限元法计算得到的结果与传统有限元法计算的结果进行对比,验证了简化有限元方法的正确性.结合位移云纹图,考察了特定频率点上振动模态与相应的局域共振吸声峰之间的关系,揭示了内嵌圆柱形散射子的黏弹性覆盖层的吸声机理.进一步讨论了相同体积下不同形状的圆柱形散射子对黏弹性覆盖层吸声性能的影响,给出了提升覆盖层低频吸声性能的优化思路.通过讨论不同芯体材质对内嵌圆柱形散射子的黏弹性覆盖层吸声性能的影响,找到了改变第一共振峰位置的方法,从而可以通过调整第一共振峰来实现特定频率范围内的宽带吸声.     

切大葱的学问

小明的爸爸是一位数学老师.一天,爸爸把小明叫到厨房,拿了一棵圆柱形的大葱对小明说:"这里有两个数学问题,你来思考一下."小明的心中充满疑惑,爸爸用刀把大葱斜切成两段,拿起一段(图1)问小明:"这个截面的轮廓是什么曲线?"小明马上回答:"太简单了,是椭圆,我们数学课本里有证明过程."爸爸接着用刀轻轻地沿葱轴中心线方向把最外层葱皮划开(图2)、剥下,在菜板上把圆柱状的葱皮展开铺平(图3),"刚才的椭圆展平后变成了什么曲线?这个问题课本里没有,你自己研究一下."     

黏弹性圆柱形壳动力学高余维分岔、普适开折问题

讨论两端受到谐波激励的黏弹性圆柱形壳的非线性动力学行为,利用奇异性理论,研究了分岔方程的普适开折问题,严格证明了它是一个高余维分岔问题。余维数为5（含有一个模参数）,给出了它的所有可能的普适开折形式。在分岔参数满足某些条件时得到该分岔问题的转迁集及分岔图,展示了一些新的动力学行为,改进和完善了奇异性分析方法。     

Instability of the vertically forced surface wave in a circular cylindrical container

The nonlinear amplitude equation, which was derived by Jian Yongjun employing expansion of two-time scales in inviscid fluids in a vertically oscillating circular cylindrical vessel, is modified by introducing a damping term due to the viscous dissipation of this system. Instability of the surface wave is analysed and properties of the solutions of the modified equation are determined together with phase-plane trajectories. A necessary condition of forming a stable surface wave is obtained and unstable regions are illustrated. Research results show that the stable pattern of surface wave will not lose its stability to an infinitesimal disturbance.