成像光路布置对数字相机热致测量误差影响规律的研究

研究了数字相机成像系统中物距和成像系统固定方式两个因素对相机自发热导致的图像变形误差的影响规律,通过分析得到了热致图像"虚变形"与物距的倒数关系并进行了实验检验。推导了固定位置位于镜头上时图像"虚变形"的表达式并进行了实验验证。研究表明,无论是成像系统的固定点位于相机上还是镜头上,自发热都会使得图像发生一个虚的膨胀变形,其大小与镜头接口的热膨胀参数和像距有关。本研究得到的模型和规律为指导实际光测力学应用中的光路布置以减小数字相机自发热导致的测量误差提供了理论依据。     

重力影响下板间液桥断裂距离研究

运用实验测量和数值模拟两种方法对两平板间特征尺度为毫米量级的液桥断裂距离进行了研究,定量地给出了在有重力和无重力两种条件下,液桥断裂距离随着液桥体积和固体表面润湿性质变化的规律。结果显示,重力对液桥断裂距离的影响随着液桥特征尺寸的增大而增大,当特征尺寸达到毛细长度时,重力对亲水表面间液桥断裂距离的影响可达11%以上,对于疏水表面间的断裂距离影响更增加到20%以上。通过Surface Evolver软件可以很好地模拟准静态液桥拉伸-断裂过程,得到准确的液桥断裂距离。结果表明,即使在液桥特征尺寸小于毛细长度的条件下,液桥断裂距离也不能完全忽略重力的影响。     

冲击载荷作用下材料与结构的响应与防护

冲击载荷作用下材料与结构的响应与防护是固体力学和爆炸力学研究的热点课题,在国防工程和民用防护工程中有着重要的应用背景.本文主要评述了我国武器装备与防护工程常用材料与结构在冲击载荷作用下响应与防护的国内外研究现状与发展趋势,内容涉及材料的动态力学特性、本构关系和结构的变形与破坏等方面,着重探讨了混凝土、钨合金、陶瓷等材料的动态本构特性以及混凝土坑道、舰船等结构的防护作用机理.     

基于奇异值分解的SGCMG操纵律分析

基于奇异值分解理论,对航天器姿态控制系统中使用的单框架控制力矩陀螺（SGCMG）的操纵律进行了分析和比较研究．借助于奇异值分解方法,分析了各种操纵律逃逸奇异的机理,重点分析了各种操纵律对陀螺构型奇异性、输出力矩误差的影响．通过仿真算例定量地分析与比较了各种操纵律的性能,所得结果可供工程设计人员参考．     

ON NONHOLONOMIC MECHANICS

介绍Lindelöf 方程及其影响, 回忆33 年前与法国专家的讨论, 研究非完整力学的理论基础, 介绍我国学者的一些贡献.     

玻璃钢定向管热力学性能研究与模拟

定向器是火箭武器系统的重要组成部分,在长期贮存过程中,受到各种应力因素和环境因素的作用,不可避免地发生老化现象,这对武器系统可靠性有着重要影响.该文以玻璃钢定向器为研究对象,进行玻璃钢单向板基本热力学性能试验,并通过试验和测量,获得定向管玻璃钢材料的基本热力学性能,含加速老化后的基本力学性能;构建玻璃钢定向器力学模型,分析其受载时的热力学特性,再建立玻璃钢定向器蠕变模型,即复合材料铺层模型和各向异性模型,在结构模型中进行计算分析,所得的计算参数为建立非金属定向管长贮性能分析的计算模型提供材料参数.     

基于相空间的复杂物理场建模与分析方法

评述两个基于相空间的建模与分析方法及其应用。第一个是基于闵可夫斯基泛函的形态分析方法，第二个是基于离散玻尔兹曼方程的建模与分析方法。两者均是统计物理学相空间描述方法的进一步发展：以相对独立的行为特征量为基，构建相空间，使用该相空间和其子空间来描述系统的行为特征；该相空间中的一个点对应系统的一组行为特征；两点间的距离d可用来描述两组行为特征的差异，其倒数可用来描述两组行为特征的相似度（S=1/d）；一段时间内两点间距离的平均值${\bar d}$可用来描述两个动理学过程的差异，其倒数可用来描述这两个动理学过程的相似度（S_p=1/${\bar d}$）。从历史角度，基于闵可夫斯基泛函的形态相空间分析方法在先，接受其启发是离散玻尔兹曼方法朝着相空间描述方法发展过程中的关键环节。形态分析方法独立于数据来源，因而离散玻尔兹曼模拟得到的结果，除了可以使用其自带的分析功能之外，还可进一步使用形态分析方法获得另一个层面或视角的认识。在复杂介质动理学研究中，这两个方法从不同的视角，使得许多以前无法提取的信息得以分层次、定量化研究。     

Birkhoff 系统稳定性的动力学控制

本文研究 Birkhoff 系统和广义 Birkhoff 系统平衡稳定性的动力学控制. 首先建立系统的运动方程和平衡方程. 其次,研究 Birkhoff 系统中控制参数出现在 Birkhoff 函数中平衡稳 定性的动力学控制. 方法是通过选取控制参数使得 Birkhoff 函数 $B$ 成为定号函数,而其时间导数 $\dot {B}$ 为与 $B$ 反号的常号函数. 再次,研究广义 Birkhoff 系统平衡稳定性的动力学控制,通过选取 Birkhoff 函数或附加项中包含控制参数的方法,使得 Birkhoff 函数是定号函数,而其时间导数为反号的常号函数,从而控制系统的平衡稳定性. 最后举例说明结果的应用.      

梁在固有振动中的对偶关系

本文研究具有齐次边界的Euler-Bernoulli梁在固有振动中的对偶关系.将两种截面变化不同、但固有频率完全相同的梁定义为异截面对偶梁.通过位移描述和弯矩描述,指出具有齐次边界条件的变截面梁共有如下7类异截面对偶:一是自由-自由梁与固支-固支梁,二是滑支-自由梁与滑支-固支梁(及其镜像),三是铰支-自由梁与铰支-固支梁(及其镜像),四是铰支-滑支梁与铰支-滑支梁(及其镜像),五是滑支-滑支梁与滑支-滑支梁,六是铰支-铰支梁与铰支-铰支梁,七是固支-自由梁与自由-固支梁.在此基础上,将两种截面变化相同、固有频率也相同的梁定义为同截面对偶梁.研究表明,当且仅当梁的截面积函数和截面惯性矩函数具有特定指数函数形式时,前4类异截面对偶梁能成为同截面对偶梁.对于等截面梁,上述前3类同截面对偶仍可保持,而第4类同截面对偶退化为彼此镜像.此时,通过引入转角描述可发现等截面梁产生新对偶,即滑支-滑支梁与铰支-铰支梁对偶.上述等截面梁的对偶均具有如下特征,即对偶中的一种梁具有静定约束,另一种梁具有静不定约束.     

梯级溃坝洪水洪峰增强机制

我国在多条河流上修建了大量梯级水库,梯级坝溃决诱发洪水大大超过单坝溃决洪水洪峰,因此亟需加深对梯级坝溃决洪水洪峰增强机制的认识.本文建立了梯级坝溃决洪水演进过程的一维浅水动力学模型,发展了一套能捕捉激波、干湿边界和保平衡结构的数值求解方法,通过大量算例,系统研究了梯级坝溃决洪水演进过程的质量转化和能量转化机制.研究结果表明,梯级溃决中,上游溃决诱发的洪水大大增大下游水库的质量和动量,形成一个带动量的水塔,同时在尾部残留一个动量较大的射流,不断补充下游坝体溃决后水塔的质量和动量,持续维持洪峰高度.根据该射流-水塔机制,建立了梯级坝溃决洪水演进过程对应的射流-水塔单坝溃决洪水过程等效模型,该等效模型基本反映了梯级坝溃决诱发洪水的洪峰过程,并成功预测了多个坝间距为百公里量级的梯级坝溃决洪水洪峰高程和流量,可望为流域防洪和梯级坝设计提供理论依据.