水平摆振下环形巴西果分离效应模拟研究

为了研究水平摆振下混合颗粒体系的分离行为及其机理,利用离散单元法进行数值模拟,对二元混合颗粒振动下的运动行为进行了研究,观察到圆筒形容器内一种新的分离现象,即"环形巴西果"分离。通过对比不同振动参数、不同区域内混合颗粒体系的运动特性,分析了颗粒的整体流态、能量、离心力作用以及颗粒间的力链结构强度,对混合颗粒的中心偏析、边界堆积以及整体分离行为,揭示了"环形巴西果"分离构型的内在机理。结果表明:频率为1Hz、振幅为160°时,混合颗粒出现"环形巴西果"分离现象;频率为3Hz、振幅为40°时,混合颗粒出现"巴西果"分离现象,且通过调整振幅和频率可以控制中心区域大颗粒偏析程度,实现"环形巴西果"分离构型与"巴西果"分离构型之间的转换。     

Self adjoint extensions of differential operators in application to shape optimizationExtensions autoadjointes d'opérateurs différentiels et application à l'optimisation de forme

Two approaches are proposed for the modelling of problems with small geometrical defects. The first approach is based on the theory of self adjoint extensions of differential operators. In the second approach function spaces with separated asymptotics and point asymptotic conditions are introduced, and the variational formulation is established. For both approaches the accuracy estimates are derived. Finally, the spectral problems are considered and the error estimates for eigenvalues are given. To cite this article: S.A. Nazarov, J. Sokolowski, C. R. Mecanique 331 (2003).     

渤、黄、东海二维潮汐模式底摩擦系数的反演研究

一种新的底摩擦系数处理方法是假定底摩擦系数具有空间分布特征,即在海区中选取一些点作为独立底摩擦系数,计算区域中任意点的底摩擦系数都可由这些独立底摩擦系数通过线性插值得到。采用伴随同化方法对空间分布底摩擦系数的研究表明,与传统的底摩擦系数处理方法相比,空间分布的底摩擦系数模拟精度更高。探讨了根据地形的空间分布特征选取独立底摩擦系数的做法,所做的孪生实验和实际实验均表明,与均匀选取的结果相比,在独立变量个数减少三分之一的情况下,数值模拟的精度反而得以提高。得到的渤、黄、东海底摩擦系数分布表明,东海等深水区及地形复杂的区域底摩擦系数比较大。     

遗传算法在网架结构优化中的应用

综合考虑网架杆件的强度、刚度、稳定性、最小截面尺寸及结构挠度等约束条件,建立了网架结构离散断面优化的数学模型,应用遗传算法对其进行求解．算例表明,遗传算法可用于网架结构的优化设计,且优化结果可靠．     

薄板分析的一种离散条法

建立薄板分析的一种离散条法，该方法通过引入满足边界条件的正交形函数，将目前用于梁，杆等一维结构的系统的离散元法扩展应用于薄板的力学分析。     

水位变化对正倒锥体冰载荷影响的离散元分析

在海冰与锥体海洋结构的相互作用过程中,潮汐水位变化时海冰作用于锥体结构的位置改变对冰载荷具有显著影响.本文采用具有粘结破碎功能的离散元方法计算海冰与锥体作用的破坏过程.同时考虑海冰上下表面温度差异对海冰强度的影响,将离散元计算冰载荷及海冰破坏模式与渤海现场实测数据进行对比验证.离散元结果表明,海冰与正锥和倒锥碰撞时均发生弯曲破坏,且冰载荷均随水线处锥径的增大而增大.在水线处锥径相同的情况下,正锥冰载荷大于倒锥冰载荷,而正锥作用下海冰的断裂长度则较小.基于离散元计算结果和渤海现场观测资料分析了海冰与正锥、倒锥作用时冰载荷和断裂长度差异的主要原因.海冰与正倒锥交界线处作用时,一般发生弯曲破坏.当冰层中心高度与正倒锥交界线的高度相同时,海冰才会发生局部挤压破碎,但冰荷载并没有明显升高.由此可见,倒锥体结构可有效降低冰载荷从而具有较好的抗冰性能.以上研究表明离散元方法可确定海冰与锥体结构作用时的海冰破碎规律和冰载荷特性,为海洋工程结构的抗冰设计提供参考依据.      

A new explicit multisymplectic integrator for the Kawahara-type equation

We derive a new multisymplectic integrator for the Kawahara-type equation which is a fully explicit scheme and thus needs less computation cost. Multisympecticity of such scheme guarantees the long-time numerical behaviors. Nu- merical experiments are presented to verify the accuracy of this scheme as well as the excellent performance on invariant preservation for three kinds of Kawahara-type equations.     

Research on the discrete variational method for a Birkhoffian system

In this paper, we present a new integration algorithm based on the discrete Pfaff-Birkhoff principle for Birkhoffian systems. It is proved that the new algorithm can preserve the general symplectic geometric structures of Birkhoffian systems. A numerical experiment for a damping oscillator system is conducted. The result shows that the new algorithm can better simulate the energy dissipation than the R-K method, which illustrates that we can numerically solve the dynamical equations by the discrete variational method in a Birkhoffian framework for the systems with a general symplectic structure. Furthermore, it is demonstrated that the results of the numerical experiments are determined not by the constructing methods of Birkhoffian functions but by whether the numerical method can preserve the inherent nature of the dynamical system.     

竖直振动管中颗粒的上升运动

通过实验和数值模拟研究了竖直振动管中颗粒的受激运动.将一直管插入静止的颗粒料层中,并在管内预填充一定高度的颗粒,对直管施加竖直振动.振动强度较弱时,管内的颗粒在重力作用下向下运动;当振动达到一定的强度时,管内颗粒不下降反而克服重力的作用向上运动,随着振动强度的进一步提高,即使不在管内预填充高于颗粒床层的颗粒,颗粒也会沿着振动管逆重力向上运动.颗粒的上升高度与运动速度强烈依赖于振动强度.通过高速相机记录颗粒和直管在单个振动周期内的运动,并结合离散元(DEM)法模拟管内颗粒的受力变化规律,给出了颗粒上升的机理.此研究对实现散体物料的定向输运提供了一种新方法.