力学研究中"大数据"的启示、应用与挑战

大数据在全世界发展迅猛, 应用成效显著.大数据独特的思维和方法, 为科学研究与探索提供了全新的范式.力学研究中,高时空分辨率、多参数同步观测与高精度、大规模模拟手段的发展,为力学大数据的发展提供了契机,大数据、机器智能方法的应用正呈现快速上升趋势.本文旨在分析大数据思维方法在力学研究中的应用, 及其启示与挑战.首先从大数据资源、大数据科学及大数据技术3个层面分析了大数据的内涵及研究态势,概括了国内外政府及组织机构的大数据发展规划.而后对比分析了力学思维方法与大数据思维方法的特点,指出两者的本质区别在于数据使用方式的不同而带来的范式差异:大数据采用数据驱动模型替代力学中的偏微分方程组以描述问题,在复杂系统的分析、预测中优势显著.回顾了大数据方法在材料性能预测、材料本构建模、湍流建模、结构健康监测及试验力学等方面的最新研究进展,以及动态数据驱动与数字孪生等大数据驱动的建模模拟新范式.总结了大数据在力学研究中应用的3种方式, 即驱动已有模型改进,挖掘复杂隐含的规律, 以及替代已有的理论方法等. 最后,建议以力学研究为主体和牵引, 大数据与力学双驱动,推动大数据与力学交叉形成理论与方法突破、及学科发展新方向.      

在均匀横向载荷作用下蜂窝夹层园柱曲板蜂格剪切失稳的实验

蜂窝夹层结构是一种比较好的结构型式。蜂窝园柱曲板在均匀横向载荷作用下,承载能力的问题是飞机设计中常会遇到的实际问题。本报告通过实验,观察了四边滑动简支蜂窝曲板丧失承载能力的现象和过程,又从理论上计算了蜂窝曲板在均匀横向载荷作用下,靠近边界的蜂格壁板剪切失稳的临界载荷,并与实验测得的试件丧失承载能力时的最大载荷(简称流动载荷)进行了比较。结果表明:后者比前者大4倍左右。     

轴对称弹性体的有限元法(网格结点自动形成)

一、前言在生产实际中,经常会提出一些在轴对称载荷作用下轴对称结构的应力分析问题。往往由于结构的几何形状复杂,材料非均质,采用解析法求解是困难的,必须借助于近似的数值解法,有限元法对解决弹性力学问题就是一种强有力的计算工具。对于结构的几何形状、约束情况、外载荷条件等均对称于某一轴时,其应力、应变、位移分布也必然对称于该轴,它们在圆柱坐标系中,只是r、z的函数,与θ无关,可看作二维问题的特殊情形,被划分的单元体是一些园环体,结点是园环线,基本未知量是结点园环线在径向和轴向的位移。     

汽轮机高、中压转子的缺陷分析和安全性评价

应水电部委托,我们对姚孟电厂第一台30万瓩高温高压中间再热大型火力发电机组(一号机)的汽轮机高、中压转子能否安全使用的问题进行了一些工作,这项工作是在水电部科技司、西安热工研究所和姚孟电厂共同努力下完成的。     

圆柱壳在静水压力作用下弹性屈曲的简化计算公式

圆柱壳在静水压力作用下发生弹性屈曲时,它的临界压力的计算公式最早是米赛斯(Von Mises)提出的。文献[2]曾将此公式进行了简化,建议了简化计算公式。文献[3]将二者进行了比较,表明在壳体较短或较厚时,文献[2]的公式与米赛斯公式结果有较大的误差。为了缩小简化计算公式的误差,本文建议了一个新的简化计算公式,通     

环向加筋园柱壳在静水压力作用下的总体塑性屈曲

一、前言环向加筋园柱壳是潜艇的主要承载部件,因此,研究它在静水压力作用下的总体塑性屈曲问题,具有很大的实用意义。在[1],[2],[5],[6][8]中都曾研究过此问题,在[7]中将以往的工作加以总结。并建议了与[6]中相似的近似计算公式。由于以往的工作都停留在公式推导,最后只是计算几个例子,不可能看出环向加筋园柱壳的各个几何参数对总体屈曲压力的影响,也难以评价[6][7]中的近似公式的误差程度。本文以典型的材料拉伸曲     

北京市创新综合性国家科学中心 搭建大科学装置群

正据北京市发改委相关负责人介绍,国家发展改革委、科技部联合批复了《北京怀柔综合性国家科学中心建设方案》,同意建设北京怀柔综合性国家科学中心。到2020年,北京怀柔综合性国家科学中心建设成效将初步显现;到2030年,全面建成世界知名的综合性科学中心。在国务院去年发布的《北京加强全国科技创新中心建设总体方案》中,北京将统筹规划建设中关村科学城、怀柔科学城和未来科学城,建立与国际接轨的管理运行新机制,推     

氢气对正丁烷/空气混合物催化着火的热作用和化学作用

通过对正丁烷/氢气/空气混合物在Pt 催化表面的详细反应机理分析, 研究了氢气添加对正丁烷/空气混合物催化着火过程的影响. 研究发现, 在正丁烷/空气混合中添加氢气有助于正丁烷在更低的温度下实现催化着火, 而且不同的氢气添加量对混合物的着火温度和着火过程呈现不同的影响: 当氢气添加量较小时, 氢气的作用主要呈现为热影响; 而当氢气添加量较大时, 氢气的作用主要呈现为化学影响. 这些结果与实验结果是一致的. 本文进一步确定了发挥不同作用的氢气添加量的范围, 并分别对热作用和化学作用情况下的着火启动反应进行了动力学分析.