怎样制作笛子

<正> 笛子是非常普通的一种乐器,从小学生到职业演奏家,从牧童到文人雅士,都可以手(?)一管,吹出自己喜爱的乐曲.笛子的历史非常悠久.在先秦文献中已有记载,然而那时的笛子有点象箫,竖着吹.现在的笛子估计是汉代从少数民族传来的,初时称为横吹,或羌笛.唐     

第二届认知神经动力学国际会议简介

<正>对于大脑的智能之谜,我们还是可望而不可及.大脑的智能牵涉到从量子到社会的各个层次,为了研究这个问题,必须要用到各种学科知识,从各种角度来进行研究.其中一个非常重要的途径就是把大脑作为一个动力学系统来进行研究.许多科学家认识到为了研究脑,需要     

《音乐中的科学》简介

《音乐中的科学》,武际可著,本书收录了作者近十多年来的二十几篇科普文章.这些文章的主题都是与声学和音乐的科学原理相关的,涉及声音的产生和传播、声强的度量、建筑声学、笛子制作、各种乐器(弦乐器、管乐器、键盘乐器,以及锣和鼓等)的构造和发声原理等.特别是结合其中的科学道理及发现这些原理的历史,介绍了许多著名科学家的工作.同时,书中     

自主推进俯仰震荡翼型的数值模拟研究

运用自适应多重网格法和内置边条法研究了俯仰震荡翼型的运动.通过研究翼型的原地摆动与自由游动,提出了一种确定自主推进俯仰震荡翼型推力的方法,得到了推力系数、功率系数和推进效率与Strouhal数的关系.与以往研究不同的是,我们还得到了Strouhal数随雷诺数的变化规律.此外,从自由游动翼型诱导出的涡量场中可以清楚的观察到旋涡的合并,这与实验研究非常吻合.     

波射入等离子体的方式对波加热的影响

本文讨论了电子回旋波加热托卡马克等离子体问题,指出在考虑波加热时,除了要计算寻常波和非常波在等离子体内部的吸收效率外,还应计算入射电磁波从真空投射到磁化等离子休表面时,在边界处分裂成寻常波和非常波的能量分配。 数值计算结果表明,在入射角θ_i较小的情况下,当入射波的电场E~i平行入射平面时,入射波的能量主要转移为寻常波的能量,此时,寻常波的加热是有效的.当E~i垂直入射平面时,入射波的能量主要转移为非常波的能量,此时非常波的加热才是有效的。     

提高有限元解精度的若干问题

如何提高有限元解的精度,这是一个从理论到实践都非常重要而有意义的问题,也是有待于进一步研究解决的课题。本文拟就这方面的几个问题作一简单述评。 现以二维多边形区域上的二阶椭圆Dirichlet问题进行讨论。有些结果和方法可推广到多维高阶椭圆边值问题。     

不连续滑动面演化过程的力学分析

本文从工程地质中节理连通率的概念出发, 对有一组节理非常发育的不连续岩体建立了力学模型并推导了计算公式, 进而对边坡潜在滑动面在静水压力作用下从节理错动到岩桥剪断、从局部破裂到整体滑动逐步演化成滑动面的全过程进行了数值模拟和力学分析, 得到了有参考价值的结论。     

鱼洗内颗粒流动的数值模拟

实验表明,鱼洗内的流动存在高度非线性的相互作用,并最终导致表面连续性的破坏. 在数值模拟中,这类问题是非常难处理的. 该文从离散的观点出发,直接考虑容器内部粒子的运动. 即采用分子动力学方法,模拟鱼洗内的流动. 该方法所考虑的实质是颗粒流动,不要求介质是连续的,从统计物理的观点看,当所模拟的粒子数非常大时,在统计上和连续介质相当. 该文首先发展了基于消息传递(MPI)的并行计算程序,可以用来做大规模的颗粒流动模拟. 对鱼洗内的颗粒流动模拟结果表明,在外界激励下,鱼洗内的颗粒流动表现出的现象和液体流动类似,边界的能量以波的形式向内部传播,并很快耗散掉,在边界激励点附近,颗粒因为受到边界和内部粒子的挤压作用而跳起,从直观现象上看, 和鱼洗的流动实验一致. 在能量的概率密度分布函数中,可以观察到两个明显的指数区.      

有限到无限:基于离散静力平衡推导悬链线方程和梁位移方程

悬链线问题是一类非常经典的力学问题,推导出悬链线方程的方法从静力平衡到变分原理,非常之多。本文基于离散的静力平衡模型,采用从有限到无限的求解方法,建立并求解了悬链线方程。在此基础上,本文进一步建立了含有扭簧作用的离散静力平衡模型,推导并求解梁位移方程。最后在不同参数下求解梁位移方程得到其渐变解,并分析了多种平衡状态的存在情况。     

有限到无限:基于离散静力平衡推导悬链线方程和梁位移方程

悬链线问题是一类非常经典的力学问题,推导出悬链线方程的方法从静力平衡到变分原理,非常之多。本文基于离散的静力平衡模型,采用从有限到无限的求解方法,建立并求解了悬链线方程。在此基础上,本文进一步建立了含有扭簧作用的离散静力平衡模型,推导并求解梁位移方程。最后在不同参数下求解梁位移方程得到其渐变解,并分析了多种平衡状态的存在情况。     

关于飞行器高超声速不平衡气体绕流的数值模拟

高速飞行器气动计算是伴随着计算机技术及空气动力学的发展而发展的.较早从宏观角度出发求解欧拉方程,N-S方程,到考虑真实气体影响带化学反应和电离的N-S 方程的求解,以及从微观角度出发用蒙特卡洛法对气体分子运动直接模拟求解(DSMC),即代表计算动力学理论的发展,也是计算机技术发展的结果.虽然从理论上说DSMC方法适用于各种流动,但所需的计算时间非常巨大,因此只在不可避免的情况下才会应用,否则仍用宏观的解决方法.本文讨论的是与气动热有关的高超声速飞行问题,包括数学模型的选择,空气化学组分的确定及其化学反应,边界条件处理,辐射热的计算等等,最后推荐如何正确选择高超声速飞行的数学模拟方法.      

温度对介电弹性体材料力电耦合变形的影响

介电弹性体(Dielectric Elastomer,简称DE)材料是一类在电场激励下可以产生大幅度尺寸或形状变化的新型柔性功能材料.DE材料具有非常宽的温度应用范围,这种宽的温度工作范围和快速大变形性能为各种柔性致动器结构提供了良好的基础,但作为一种粘弹性高分子材料,温度对其性能的影响也是非常明显的.然而到目前为止,所有关于DE材料驱动性能的研究仅局限于室温条件下,温度变化对DE材料力电耦合稳定性的影响几乎没有相关报道.基于此,通过实验研究了温度对最常用的DE材料(VHB 4910,3M)力电耦合变形的影响,结果表明:升高温度可以提高DE材料的力电耦合变形;温度越高,DE材料越容易发生力电耦合失稳.然后,从热力学和粘弹性力学出发,建立了考虑温度影响后的DE材料的粘弹性力电耦合模型,数值模拟理论结果和实验结果定性地吻合.     

评《运动稳定性》一书

尽管我力不从心,但仍荣幸而斗胆地接受了西南交通大学出版社的邀请,为该社1989年2月出版的舒仲周先生的《运动稳定性》一书写书评.这本书从材料取舍到结构安排,从思想方法到研究展望,从语言文字到习题配置,都是独具匠心,十分讲究的,无不凝集作者长期科研教学的经验、心血和体会.本书有以下特色:...     

螺旋波动力学及其控制

螺旋波是时空斑图结构演化的一个典型研究对象,无论从理论研究意义还是从应用价 值来看都是非常重要的,它可涉及到的领域包括:数学、物理、力学、天文、化学、生物、 医学等学科. 本文较为详细地讨论了螺旋波的动力学行为, 主要包含以下几方面: 螺旋波的 形成、螺旋波的几种常见的形式、螺旋波波头的运动、螺旋波失稳方式等. 由于螺旋波及其 破碎后的行为在许多具体的系统中的有害作用, 本文也介绍了螺旋波的几种控制方案: 反馈 控制方案、外力控制方案、调整参数控制方案等.     

《拉家常 说力学》作者的话与篇目

说来别见笑. 如果从1958年我从北京大学数学力学系毕业算起,混迹力学界已经50年了. 50年来虽然写过和指导学生写过不少论文,但直到接近耳顺之年,才真正认识到,写文章是 给人看的. 1987年,我受命于中国力学学会,出任综合性力学学术刊物《力学与实践》的主编. 为了改 进刊物,我曾经同我所从教的北京大学力学系的部分学生座谈,问他们看不看这本杂志. 他 们说看不懂. 这件事对我触动很大. 《力学与实践》是我国力学界一本发行量最大的杂志,其中的大多数文 章,却连本行业的大学生和研究生都看不懂,这说明杂志的文风存在问题. 进而一想,现在 学术界的确有一种把浅显的东西说得深奥难懂的趋向. 似乎写得愈是难懂作者的学问愈是高 深. 对这种情况,我回忆起在20世纪30年代学界有一则歌谣说：``深入浅出是通俗,浅入 浅出是庸俗,深入深出还犹可,浅入深出最可恶. '} 联想到我自己过去发表的有些论文,虽不一定够上``最可恶'但也面目可憎,不禁汗颜. 我 想,杂志应当办得深入浅出、为人们爱看,必须从自己做起. 为此,我便约了好友王振东教授共同写一些大学生容易看懂而且有趣的文章陆续在《力学与 实践》上发表,搞了一个专栏名叫《身边力学的趣话》. 几年下来,居然达到20多篇,由南 开大学出版社结集为《力学诗趣》. 这些文章影响所及,《力学与实践》后来收到不少作者同 样风格的来稿,大大丰富了杂志的内容. 有一回,我应邀到太原理工大学给学生做报告,到会的学生比我预计的要多出许多. 在报告 开始前、学生们嘈杂的谈话声中,我听到有两位说``这就是捞面条的那个老师'. ``捞面 条'指的是我的``捞面条的学问'一文. 后来还不断收到读者来信同我讨论我们文章中的问题. 这些使我意识到我们的努力收到了一点效果. 之后,同行和好友给我许多鼓励. 1997年我去香港访问,香港科技大学的余同希教 授说：``多写点这种文章,这比你写论文对社会的贡献还要大. ' 2000年,在大连遇到力学界的老前辈、中国力学学会前理事长钱令希先生,并向他索要墨宝. 他 当天就送我一幅条幅,以一手漂亮的行书写的是张继的《枫桥夜泊》诗,并在落款中附记云： ``唐诗寒山寺《枫桥夜泊》素为脍炙人口之绝唱,力学家武际可著有《力学诗趣》,书中曾就 夜半钟声句中概括之声音夜间传播之现象,以科学之美增益诗情画意之美. 谨志'. 这段话 指的就是我的``夜半钟声到客船'一文. 通过这一段写作实践,对什么是``科普'才算是有了一点真切感受. 有人把高技术,像纳米 技术、基因工程介绍给大众;有的把新产品,像可视电话、高清晰度电视介绍给大众;还有 的则是把科学技术中的新思想,像宇宙大爆炸、反物质等介绍给大众;更有的则是把奇怪事 物收集起来,像尼斯湖的怪兽、百慕大三角洲、UFO、神农架野人等等. 总之,见仁见智,不 一而足. 而我的体会是,科普是要把科学中最普遍的规律中的美阐发出来,以通俗的语言使 尽可能多的读者领悟. 科普不是猎奇. 它的真谛不仅是介绍,更主要的是挖掘和阐发、是研 究、是创新. 因此只有作者对科学深深热爱了,并且体味和挖掘出科学规律中的美来,才能 写出以科学美来感染人的文章. 科普的对象不仅是青少年、门外汉,而且可以是中老年和专 家. 钱令希教授对我的题词就是对我们在这方面努力的一种肯定、鼓励和概括. 在《拉家常 \ 说力学》这本小册子里收集的32篇文章,就是这些年来我写的科普 文章的一部分. 其中排在最后的三篇,与力学关系不太大,但涉及技术发展和科学 精神方面,也一并附在后面. 我眼下已经退休,将沿着这条路走下去,科普写作将变为我的主要追求和爱好. 希 望能够为科普做出更多贡献. 为了使读者理解这本书的大致内容,将它的目录列在下面:} 《拉家常 \ 说力学》的目录: 力学科普丛书序言 戴世强教授序 1.捞面条的学问 2.倒啤酒的学问 3.从土豆的内伤谈起 4.马尾为什么提不起豆腐来 5.洗衣机为什么老翻衣服兜 6.从肥皂泡说起 7.从窑洞的冬暖夏凉谈起 8.漫话高压锅 9.谈火的进步 10.钟表和力学的发展 11.灰尘为什么会扬起来 12.人类是怎样学会量血压的 13.被中香炉与万向支架 14.坐在大汽车的后排为什么比坐在前排要颠 15.从噗噗噔儿谈到非线性 16.甩鞭子为什么会响 17.从抽陀螺到惯性导航 18.从打秋千说开去 19.从麻脸的高尔夫球谈起 20.飞盘是怎样飞行的 21.飞去来器为什么会飞回来 22.《格列佛游记》的错误 23.跳蚤应当与人跳同样的高度 24.夜半钟声到客船------谈声音和波的传播 25.千锤打锣一锤定音 26.怎样制作笛子 27.公路交通事故 28.说热机效率话冷却塔 29.马路,是越宽越好吗 30.西方的放血疗法是怎么回事 31.从``腐草化萤'说起 32.谈镜子     

对二维编织复合材料弹性、热、强度及失效分析模型的评论

纺织结构作为聚合物复合材料的增强相在许多工业应用中变得非常重要,例如在航海与航空 领域中,由于其刚度及强度与其重量的高比值而倍受欢迎.由于工业及工程应用的需求, 研究纺织复合材料的弹性性质及失效行为变得非常重要.这篇文章重点评论了关于二维编织复合材料弹性、热、强度及失效分析的数值及解析模型,给出了主要的建模技术及方法. 同时也简单给出了编织复合材料从最初的一维模型到最近三维模型的发展.本文的目的不是对所 论模型的数学方法进行详细分析,而是告知研究者关于先前工作的主要思想. 这篇评论总共引用了122篇文献.      

离心力和滑翔距离对于高超声速巡航飞行性能的影响

高超声速巡航飞行器(HCV)是21世纪国际空天技术竞争的焦点, 它的飞行性能可以用初始发射质量与广义有效载荷之比衡量. 文献[1]建立了该性能的耦合分析框架. 在这个框架下进一步考虑了离心力和滑翔距离两个重要因素的影响. 定量分析表明: 给定飞行距离, 对HCV飞行性能影响最大的是巡航速度, 其次是升阻比, 再次是巡航发动机比冲. 随着飞行距离的增加, 由于离心力和滑翔距离的计入, 火箭动力HCV的飞行性能大幅提高, 从近中程到远程均显著优于经典的最小能量弹道. 吸气式冲压发动机尽管比冲大幅优于火箭发动机, 但在巡航速度适用范围和飞行器升阻比方面, 均不及后者. 综合而言, 火箭动力HCV是现阶段非常有竞争力的选择.      

含缺陷厚壁圆管爆轰膨胀断裂的数值模拟

将金属圆管受到炸药爆轰产物产生的冲击压力简化为直接施加在圆管内壁的压力,通过数值模拟对比分析了计及圆管厚度方向的含缺陷圆管的应力分布影响趋势.结果表明,圆管外表面的缺陷对沿壁厚方向的应力集中影响非常明显,即使只有不到厚度尺寸1/100的微缺陷,圆管最大的等效塑性应变显著增加,甚至可以超出无缺陷时数十倍.这种应力分布造成了圆管从外表面宏观可见裂纹产生到完全贯穿长达十余微秒的断裂过程,从而影响到圆管膨胀断裂实验获得的损伤参数定义的有效性.     

用剪切波聚焦影象全息摄影检测应力腐蚀裂纹

前言对于金属结构中存在的裂纹,用无损检测方法确定其尺寸,早已在实践中采用.从安全角度看,为估计结构物的强度,这是非常重要的.常规的超声脉冲回波检测法早已广泛用于探测结构物中存在的裂纹并估计裂纹的尺寸.     

沿平板下落薄膜流动的研究综述

沿平板下落薄膜流动的时空演化一直是流体力学中一个相当活跃的研究领域.全面回顾了下落薄膜从长波近似方程到积分边界层方程, 从线性稳定性分析到弱非线性分析, 从首次失稳到二次失稳以及从有限振幅计算到直接数值模拟的发展历程, 总结了下落薄膜已有的理论结果和数值结果.此外,还介绍了沿加热平板下落的薄膜流动的最新研究进展, 概述了其它类型下落薄膜的研究情况.