部分流体膜挤压特性分析

本文建立了粗糙表面部分流体挤压膜的物理力学模型,分析了当粗糙表面间存在流体膜时的挤压特性.对于一维挤压膜问题,当表面粗糙度纹向参数γ≤1时,粗糙度使流体阻尼增大,使平均流体膜的保持性提高;当γ>1时,粗糙度使流体阻尼减小,使平均流体膜的保持性下降.当γ保持不变时,粗糙度增大加快了固体接触的发生,并使固体接触刚度增大.     

粗糙表面的摩擦触觉感知研究

本文中研究了手指触摸粗糙表面的摩擦振动特性、脑电生理反应和主观评价，为产品触感舒适性和抓握可靠性设计以及产品触感量化表征提供理论依据. 研究结果显示:随着表面轮廓算术平均偏差和轮廓单元平均宽度的降低，摩擦系数和功率谱重心逐渐增大，垂直偏差逐渐降低；垂直偏差、功率谱重心和摩擦系数特征参数能够反应粗糙表面的形貌特征变化，并且与人的主观感知评价一致，可以用来定量表征人对材料表面粗糙度、细致度和黏着度的感知. ERP曲线的P200成分峰值与接触表面的粗糙特征相关，粗糙度大的表面诱发的P200峰值高；P300成分与人的主观认知判断有关，粗糙感强、细致感差及黏着感低的表面诱发的P300峰值高且潜伏期短. 研究表明，材料表面的粗糙特性通过影响皮肤的接触摩擦行为，进而影响人脑的触觉感知和主观评价. 表面摩擦振动特性、人脑电生理反应和触感主观评价具有相关性，三者结合是系统研究粗糙表面摩擦触觉感知的有效手段.      

粗糙表面对非定常冲击射流传热的影响

利用在射流驻点周围设置不同高度的圆环来模拟粗糙表面,进行非定常射流冲击换热的实验研究.非定常射流由一个特殊的质量流量控制装置产生,波形和频率可调.采用高度分别为1 mm,2 mm和3 mm的圆环,研究发现环高h=3 mm时,冲击射流流场发生了实质性的改变.对于流动形态没有发生实质改变的粗糙表面,在稳定射流冲击下,传热特性没有质的变化.然而,非定常射流冲击粗糙表面时,与其冲击光滑平板相比,传热特征有很大不同,传热强化系数总体上是削弱了,随着圆环高度的增加更为明显.     

陀螺电机用H型动压气体轴承启动摩擦特性分析

为减小陀螺电机用H型动压气体轴承启动过程中的摩擦与磨损,建立了考虑表面粗糙接触与润滑的H型动压气体轴承模型,对其启动摩擦特性进行研究。首先,通过求解轴粗糙表面在转子重力作用下的弹性变形,确定启动前转子启动位置和启动力矩。然后,对表面粗糙接触与润滑方程、转子五自由度运动方程进行联立求解,得到启动过程中轴承承载力、运动轨迹、接触面积等特性,并通过接触面积减为0来判断转子的浮起时间和浮起转速。最后,研究轴承表面粗糙度和腔型结构等参数对轴承启动摩擦特性的影响。分析结果表明:减小粗糙表面峰顶标准差可降低浮起转速、减小磨损范围;随着腔宽比的增大,浮起转速增大、磨损范围减小;而随着腔深的增大,浮起转速和磨损范围均先减小后增大,腔深为1.0μm和2.0μm时浮起转速和磨损范围分别最小。     

A Model for Fractal Dimension of Rough Surfaces

We report a model for the fractal dimension D8 of rough surfaces based on the fractal distribution of roughness elements on surfaces and the fractal character of surface profiles. The proposed model for the fractal dimension Ds is expressed as a function of the fractaJ dimensions D for conic roughness diameter/height and Dp for surface profile, maximum roughness base diameter λmax, the ratio β of conic roughness height to its base radius as well as the ratio λmin/λmasx of the minimum to the maximal base diameter.     

基于基底长度的粗糙表面分形接触模型的构建与分析

为建立更为精确的粗糙表面接触模型,根据微凸体变形特征、分形理论以及摩擦的作用,从微观角度基于基底长度建立了粗糙表面分形接触模型.通过与其他粗糙表面接触模型和实验数据的比较,验证了本文模型的正确与合理,并由数值仿真分析了分形维数、接触载荷与真实接触面积之间的相互关系.分析结果表明:特征尺度一定时,要维持一定的真实接触面积,分形维数越大,所需要的力也越大;分形维数与特征尺度一定时,随着载荷的增加,接触面积也在增加;特征尺度与接触力一定时,随着分形维数的增大,真实接触面积在减小.该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑提供了理论依据.     

An iterative analytic–numerical method for scattering from a target buried beneath a rough surface

An efficiently iterative analytical-numerical method is proposed for two-dimensional （2D） electromagnetic scattering from a perfectly electric conducting （PEC） target buried under a dielectric rough surface. The basic idea is to employ the Kirchhoff approximation （KA） to accelerate the boundary integral method （BIM）. Below the rough surface, an iterative system is designed between the rough surface and the target. The KA is used to simulate the initial field on the rough surface based on the Fresnel theory, while the target is analyzed by the boundary integral method to obtain a precise result. The fields between the rough surface and the target can be linked by the boundary integral equations below the rough surface. The technique presented here is highly efficient in terms of computational memory, time, and versatility. Numerical simulations of two typical models are carried out to validate the method.     

内螺纹强化管传热和阻力特性

本文提供了7个内径为15.54mm的内螺纹粗糙管单相流动的传热和阻力数据,为当前商用粗糙管常用尺寸提供了一系列新的内部强化数据.螺纹管结构参数为螺纹数(18～45),螺旋角(25°～45°)、螺纹高(0.33mm至0.55 mm).测试管由于螺纹处流动分离及表面积的显著增加而得到强化.测试数据范围为5.08≤Pr≤6.29.利用两种关联式来预测不同几何变量和雷诺数下St和摩擦系数.多重回归传热关联式的平均差分别为2.9%和3.8%.传热和摩擦关联式基于粗糙表面热量-动量传输比拟,标准差为分别是1.4%和5.4%.关联式能够合理地预测商用螺纹粗糙管的传热和摩擦.     

Holography and speckle in phase-shifting digital holography（Invited Paper）

The correlation properties of the optical field diffusely reflected from a rough surface under coherent illumination are analyzed numerically. The cross-correlations of the complex amplitudes and the intensities before and after translation and/or tilt of the surface are calculated at an arbitrary observation plane in three-dimensional （3D） space. The results provide us with the 3D distributions of phase changes and speckle displacement that lead to the distributions measured by holographic interferometry and speckle relationships and physical interpretation of them are and signal-to-noise ratio of the displacement to be correlation technique. Comparisons with analytical also discussed.     

分形粗糙面上方目标电磁散射的双站特性

利用分形函数模拟海地粗糙表面，研究了目标与粗糙面的复合散射机制，并采用克希霍夫近似法分析了粗造面与其上方目标的双次反弹散射场，较详细地研究了目标与粗糙面的双次反弹双站RCS与入射角和表面粗糙度以及极化特性的关系．数值结果显示了一些有意义的结论．