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1.
Kelvin−Helmholtz (KH) instability is a fundamental fluid instability that widely exists in nature and engineering. To better understand the dynamic process of the KH instability, the influence of the tangential velocity on the compressible KH instability is investigated by using the discrete Boltzmann method based on the nonequilibrium statistical physics. Both hydrodynamic and thermodynamic nonequilibrium (TNE) effects are probed and analyzed. It is found that, on the whole, the global density gradients, the TNE strength and area firstly increase and decrease afterwards. Both the global density gradient and heat flux intensity in the vertical direction are almost constant in the initial stage before a vortex forms. Moreover, with the increase of the tangential velocity, the KH instability evolves faster, hence the global density gradients, the TNE strength and area increase in the initial stage and achieve their peak earlier, and their maxima are higher for a larger tangential velocity. Physically, there are several competitive mechanisms in the evolution of the KH instability. (i) The physical gradients increase and the TNE effects are strengthened as the interface is elongated. The local physical gradients decrease and the local TNE intensity is weakened on account of the dissipation and/or diffusion. (ii) The global heat flux intensity is promoted when the physical gradients increase. As the contact area expands, the heat exchange is enhanced and the global heat flux intensity increases. (iii) The global TNE intensity reduces with the decreasing of physical gradients and increase with the increasing of TNE area. (iv) The nonequilibrium area increases as the fluid interface is elongated and is widened because of the dissipation and/or diffusion.  相似文献   
2.
张劲夫 《力学季刊》2022,43(2):465-469
针对杆件在横向力和轴向压力共同作用下的内力计算问题进行了研究.在考虑杆件变形因素的情形下,推导出了杆件在横向力和轴向压力共同作用下的内力和正应力的计算公式,并与材料力学中未考虑杆件变形因素的对应公式进行了比较,说明了二者之间不同之处.  相似文献   
3.
Applied Mathematics and Mechanics - Mechanical models of residually stressed fibre-reinforced solids, which do not resist bending, have been developed in the literature. However, in some residually...  相似文献   
4.
苑忠慧  仲政 《力学季刊》2022,43(3):482-489
皮肤组织作为富含纤维的非均匀材料,具有复杂的力学特性.皮肤组织在循环加载作用下,随着循环次数的增加,加载过程的应力响应逐渐降低,并最终达到不随循环次数增加而改变的稳定状态,这种现象被称为应力软化行为.本文对加载过程中纤维的延展机制对宏观力学响应的影响进行研究,认为在外界载荷较小时该机制主导了宏观层次上的应力软化行为,随着外界载荷的增大,拉伸过程中微观结构损伤的演化开始产生影响,而且此时内部微观结构的演化由两种机制共同影响,据此建立了连续介质模型,将宏观尺度上应力软化行为和微观结构的演化相关联.将所获得的应力响应理论结果与猪离体头部皮肤在循环加载作用下的实验结果进行对比分析,证明了该模型能够合理地描述皮肤组织在循环加载作用下的应力软化行为.  相似文献   
5.
为了更真实地模拟水力压裂过程中的岩石变形、裂缝扩展及流体流动,在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合的连续-非连续方法的基础上,发展了一种流-固耦合方法。在该方法中,裂缝可沿四边形单元对角线和单元边界扩展,流体流动满足立方定律。通过与单一裂缝非稳态渗流模型及KGD模型的理论解进行对比,验证了该方法的正确性。由定向射孔水力压裂的模拟结果可以发现,(1)距离射孔越远,流体压力越小;随着时间的增加,裂缝中流体压力降低。(2)随着射孔角度的增加,裂缝起裂和扩展过程中的流体压力及转向距离增加;随着x方向水平应力的增加,裂缝起裂和扩展过程中的流体压力增加;两个方向水平应力之差越大,裂缝转向距离越小。(3)随着时间的增加,裂缝区段数目的增速变慢,这与裂缝体积增加变快有关。  相似文献   
6.
7.
为提高K9光学玻璃在一些特殊应用领域(如高压、温度变化剧烈等)的力学性能,并保证其光学性能符合精密光学仪器要求,对K9光学玻璃进行了化学钢化技术研究。以脆性材料断裂过程微裂纹扩展理论为基础,导出化学钢化玻璃强度应力因子计算模型,分析化学钢化表面应力与表面微裂纹深度、韧性之间的关系,指出化学钢化工艺应注意的事项。通过实验研究,分析化学钢化温度和钢化时间对K9光学玻璃抗弯强度、表面应力及应力层厚度的影响,优化得出K9光学玻璃化学钢化温度为400 ℃、钢化时间为40 h。采用优化工艺,获得了表面应力为500 MPa、应力层厚度为50 μm量级及规格为220 mm×110 mm×22 mm的化学钢化K9光学玻璃样件。钢化后,样件抗弯强度提高了3.5倍以上,且表面疵病、光学鉴别率、透过率等光学性能指标未见明显变化。  相似文献   
8.
利用旋转式金刚石对顶砧压机(RDAC)结合显微激光拉曼光谱和微区X射线衍射,研究了三水铝石(γ-Al(OH)3)在高压剪切作用下的结构稳定性。常温加压至1.5 GPa,旋转180°后,γ-Al(OH)3的结构开始转变。初始样品在高波数段的4个羟基伸缩振动峰(3363、3434、3524和3618 cm-1)相继消失,出现3303和3560 cm-12个新峰。低波数段拉曼谱强度明显减弱,无非晶态宽峰;Al-O-Al变形振动双峰(568、539 cm-1)和Al-O伸缩振动肩峰(321和307cm-1)分别融合为一个振动峰;4个羟基变形振动峰(1052、1018、981和922 cm-1)仍然可见。继续加压至3.5 GPa,旋转360°后卸至常压,高波数段新出现的两个羟基伸缩振动峰、原Al-O-Al变形振动峰和Al-O伸缩振动峰仍然可见。对比准静水压条件下γ-Al(OH)3高压相的拉曼谱和相转变压力(约2.7 GPa),认为常温高压剪切作用下γ-Al(OH)3脱羟基生成了H2O和H3O-2。卸压样品微区的X射线衍射谱进一步揭示,在高压剪切作用下,γ-Al(OH)3的(OH)-Al-(OH)配位八面体骨架被破坏,沿c轴方向原子叠加的层间距缩小,对称性增强。这种不同于准静水压实验的结构改变来自腔体内压力的不均匀分布(0.5~4.5 GPa)。高压剪切作用下,三水铝石的结构稳定性研究对查明板块冷俯冲带中含水矿物的稳定性,推演俯冲板片的物理化学性质以及板块俯冲的速率具有重要意义。  相似文献   
9.
Many studies have shown that microbubble cavitation is one mechanism for vascular injury under ultrasonic excitation. Previous work has attributed vascular damage to vessel expansions and invaginations due to the expansion and contraction of microbubbles. However, the mechanisms of vascular damage are not fully understood. In this paper, we investigate, theoretically and experimentally, the vessel injury due to stress induced by ultrasound-induced cavitation (UIC). A bubble-fluid-vessel coupling model is constructed to investigate the interactions of the coupling system. The dynamics process of vessel damage due to UIC is theoretically simulated with a finite element method, and a focused ultrasound (FU) setup is carried out and used to assess the vessel damage. The results show that shear stress contributes to vessel injury by cell detachment while normal stress mainly causes distention injury. Similar changes in cell detachment in a vessel over time can be observed with the experimental setup. The severity of vascular injury is correlated to acoustic parameters, bubble-wall distance, and microbubble sizes, and the duration of insonation..  相似文献   
10.
贺丹  门亮 《计算力学学报》2018,35(3):326-330
基于一种新的各向异性修正偶应力理论,建立了碳纳米管增强复合材料功能梯度板的自由振动模型。该模型能够描述尺度效应,且仅包含一个尺度参数。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理推演了板的运动微分方程,并以四边简支板为例给出了自振频率的解析解。讨论了板的几何尺寸、碳纳米管体分比含量和分布方式等因素对板的自振频率的影响。结果表明,本文模型所预测的板的自振基频总是高于经典弹性理论的Mindlin板模型的预测结果,两者间的差异在板的几何尺寸接近尺度参数的值时非常明显,且会随着板的几何尺寸的增大而逐渐消失。  相似文献   
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