均匀来流条件下并行排列旗帜耦合运动模式的实验

利用高速摄影技术在低速风洞中记录了不同间距并行排列的两个旗帜在不同来流速度中的耦合运动。利用自编的时间-空间演化图像处理软件分析总结了旗帜的耦合运动模式以及旗帜摆动振幅、频率和St数的变化规律。实验结果显示,随着排列间距和来流速度的变化,两旗帜可能以静止、同向摆动、反向摆动和过渡状态这四种不同的模态耦合运动。两旗帜同向摆动时摆动频率明显低于单个旗帜在相同来流中的值,反向摆动时情况相反。在过渡状态中两旗帜摆动的振幅交替增减并且运动中同时包含有两个频率,而同向和反向摆动都是单频率的运动。     

混凝土楔入劈拉和三点弯曲断裂过程的细观数值模拟Mesoscale simulation on fracture process of wedge splitting and three-point bending of concrete

基于离散元思想和Voronoi单元划分技术,利用混凝土细观刚体弹簧元模型,开展了混凝土楔入劈拉试件和三点弯曲切口梁的断裂过程数值仿真分析。从裂缝开展过程、试件破坏形态、荷载-张口位移曲线(P-CMOD)和断裂能等方面,将数值分析结果与已有的试验结果进行了对比。结果表明,细观刚体弹簧元法较准确地模拟了混凝土楔入劈拉试件和三点弯曲切口梁断裂过程。最后,分析了缝高比和骨料体积含量对混凝土断裂过程的影响规律,发现断裂能随骨料体积含量呈单调递增趋势。     

柔性体与运动流体耦合问题研究进展综述

介绍了柔性体流固耦合运动的研究背景和研究意义,回顾了均匀来流和复杂非均匀流场中单个及多个柔性物体耦合运动问题的研究进展和最新研究现状.在此基础上,揭示了国内外柔性体流固耦合问题研究深度逐步推进和研究方法不断改进的历程,归纳了对柔性体流固耦合运动的主要影响因素及各因素作用规律的认识.基于现阶段柔性体流固耦合运动机制的主要研究内容和研究成果,提出了相关研究的下一步开展方向.     

混凝土楔入劈拉和三点弯曲断裂过程的细观数值模拟

基于离散元思想和Voronoi单元划分技术,利用混凝土细观刚体弹簧元模型,开展了混凝土楔入劈拉试件和三点弯曲切口梁的断裂过程数值仿真分析。从裂缝开展过程、试件破坏形态、荷载-张口位移曲线(P-CMOD)和断裂能等方面,将数值分析结果与已有的试验结果进行了对比。结果表明,细观刚体弹簧元法较准确地模拟了混凝土楔入劈拉试件和三点弯曲切口梁断裂过程。最后,分析了缝高比和骨料体积含量对混凝土断裂过程的影响规律,发现断裂能随骨料体积含量呈单调递增趋势。     

基于图像处理的蝌蚪匀速直线游泳运动分析

蝌蚪作为两栖类动物变态发育的水生幼体，针对其生物特性的研究较多，但对其行为运动的关注一直较少。作为典型的非流线型游泳动物代表，蝌蚪游泳行为的运动特征和力学机制对相关仿生应用有重要参考意义。本文利用高速摄影技术记录了不同大小和速度的蝌蚪游泳过程，通过图像处理分析游动过程中蝌蚪身体形态的变化，得到了蝌蚪头部偏转角度和尾部摆动频率、变形波长等运动特征参数，并归纳总结了各运动参数随体型、速度等因素的变化规律。根据蝌蚪的身体形态和运动特征，提出了头部转动与尾部摆动二分量组合的游泳运动描述公式，并基于实验数据拟合得到了表征参数，在此基础上对蝌蚪游泳时的流场和力学特性进行了计算分析。研究结果表明：蝌蚪具有可与鱼类相比的游泳能力；中小蝌蚪偏向于相对高频、头部大幅偏转的运动模式，大蝌蚪偏向于相对低频、头部小幅偏转的运动模式；随着相对游泳速度的增加，蝌蚪摆动频率、头部偏转角、尾部摆幅和波长均呈增加趋势；蝌蚪头部偏转的幅值与尾部摆动的频率、幅值呈正相关关系。