广义热弹性问题研究进展

本文总结了广义热弹性问题最近10年的研究进展, 包括不同类型广义热弹耦合问题的研究、考虑磁\!--\!电多场耦合的广义电磁热弹耦合问题研究以及计及扩散效应和黏弹性效应的广义热弹性理论的发展、广义热弹性问题基本求解方法等, 通过总结, 使读者对广义热弹性问题的研究现状及发展趋势有较全面的认识, 帮助研究人员进一步开展广义热弹性问题更高层次的研究.      

考虑热渗效应的有限热源固结近似解1）

通过建立考虑热渗效应和热流固耦合效应的饱和土体固结方程,研究了无限长圆柱热固结问题. 利用Fourier 和Laplace 变换及其逆变换,给出了热固结问题的解析解;然后对空间内无限长圆柱形热源问题进行研究,得到非等温条件下柱体周围饱和土体温度、孔隙水压力的近似解,并总结其规律,分析了热渗系数、固结系数对温度作用下土体固结的影响.     

半无限大体广义电磁热弹耦合的二维问题

基于Lord和Shulman广义热弹性理论,研究了热、电可导的半无限大体电磁热弹耦合的二维问题。半无限大体受热和外加恒定磁场的作用,文中建立了电磁热弹性耦合的控制方程,利用正则模态法求解得到了所考虑物理量的解析解,并用图形反映了各物理量的分布规律,从分布图上可以看出,介质中出现了电磁热弹耦合效应,各物理量的非零值仅在一个有限的区域内。     

加强空心圆柱中纵向贯穿裂纹的热击应力强度因子

本文研究了带纵向贯穿裂纹的加劲空心圆柱的热击问题,文中对圆柱内腔突然冷却热击时所引起的温度变化、应力场及热击应力强度因子等问题,作了分析与计算,数值结果绘制了图形,这可供实际参考使用。     

荷载作用下多孔饱和地基的热-水-力耦合动力响应分析

基于广义热弹性理论,结合达西定律,对Biot波动方程进行修正,研究了一个受到荷载作用的多孔饱和地基的热-水-力多场耦合动态响应问题。建立了多孔饱和地基在荷载作用下的热-水-力耦合模型及控制方程,该模型可退化为热弹性耦合模型。采用正则模态法求解,得到了问题的解析解,讨论了热-水-力耦合模型和热弹性耦合模型的区别,分析了荷载频率变化对地基中各物理量的影响。最终给出了无量纲的竖向位移、超孔隙水压力、竖向应力和温度等物理量的分布规律。     

无限长圆柱体中广义电磁热弹耦合问题研究

基于L-S广义热弹性理论,研究了处于磁场中无限长理想圆柱导体在边界受热冲击作用时的电磁热弹耦合问题.建立了广义电磁热弹耦合的有限元方程,为避免积分变换方法求解带来的精度丟失.采用将有限元方程直接在时间域求解的方法,得到了圆柱体中的温度、位移、应力、感应磁场和感应电场的分布规律,反映了热的波动性及电磁热弹的耦合效应.结果表明,将有限元方程直接在时间域求解,可以获得各物理量的准确分布.得到温度在热波波前处的阶跃,准确地反应热波的波动效应.     

光纤陀螺的热分析与热设计方法

光纤陀螺随温度变化产生的热噪声及热致非互易性相移误差直接影响其使用精度。为解决温度问题,分析了光纤陀螺工作的热环境,根据光纤陀螺的体积功率密度选择了自然冷却方法,包括导热、自然对流和辐射换热的单独作用或组合。通过分析光纤线圈及其他光电器件的温度特性及温度变化产生误差的机理,指出热设计的目的是控制光纤陀螺内部的温度场分布及最高温度,并对光纤陀螺的热设计方法进行研究,包括光纤线圈的热设计、光电器件的安装方式、控制电路的热设计等。由最后热仿真与测试结果可知,热设计方法合理可行。     

热释电材料问题的通解与界面裂纹

该文讨论了热释电材料中的热弹性问题的一般解，进而求解了共线界面裂纹问题．利用Ｓｔｒｏｈ方法，把热释电材料的热弹性界面裂纹问题化为一向量形式的Ｈｉｌｂｅｒｔ问题，求出这一Ｈｉｌｂｅｒｔ问题的通解，进而求得了热释电材料热弹性界面裂纹的闭合解，得到了温度、热流、位移、电势、应力和电位移的全场解，得到了裂纹张开位移及电势差的精确表达式．在此基础上，还求得了均匀热释电体中单个热弹性裂纹裂尖场，单个界面裂纹裂尖场以及点热源与界面裂纹的作用．此外，该文还对界面裂纹顶点附近的端部场作了渐近分析．     

属性与温度相关材料的广义热弹性问题有限元分析

计及材料特性与温度的相关性,基于Lord和Shulman(L-S)广义热弹性理论,建立了此类问题的有限元控制方程. 由于材料属性的温度相关性,温度控制方程具有非线性,积分变换求解方法难以采用,因而将有限元方程直接在时间域求解. 利用所建立方法研究了材料特性与温度相关、带有孔洞的无限大体在热冲击和机械冲击作用下的广义热弹性问题. 分析表明,在时间域直接求解材料属性与温度相关的广义热弹性问题是可行的,所得结果具有很高的精度,热的波动性得到充分的展现. 同时发现,热冲击载荷作用时,材料属性与温度的相关性对结构的机械响应影响显著,对温度响应影响很小;机械载荷作用时,材料参数与温度的相关性对所有响应影响都很小. 因此,研究热冲击载荷作用的机械响应时,必须考虑材料属性的温度相关性,而研究温度响应时,无论何种冲击载荷,都可以不考虑材料属性的温度相关性.      

热-应力耦合结构灵敏度分析方法

研究稳态／瞬态热传导灵敏度分析、以及热与机械荷载同时作用的热结构应力灵敏度分析问题。考虑了温度场随设计变量的变化及其对应力的影响,提出温度场与结构热应力耦合问题的灵敏度计算方法。特别指出了热－应力耦合灵敏度分析中温度场导数的影响, 说明了在热－应力耦合结构灵敏度分析中必须考虑耦合灵敏度。在应用软件系统JIFEX中实现了所提出的方法,数值算例验证了灵敏度算法的精度。     

地质环境与城市发展研究综述

该文概述了城市地质环境与城市发展国内外研究现状,指出了我国城市工程地质工作存在的问题,论证了地质环境与城市发展中主要问题的解决途径,提出了地质环境与城市发展研究与工作的一些建议。论文还介绍了与地质环境与城市发展密切相关的我国工程地质专业设置现状与发展趋势。     

Radiation and Wall Boundary Conditions for Computational Aeroacoustics: A Review

A review of unsteady computational boundary conditions for computational aeroacoustics (CAA) problems is presented. This review is meant to serve as a general overview of previous work on solid wall, radiation and outflow boundary conditions that have been proposed and used in CAA calculations. Both the physical nature of the boundary condition problem as well as the numerical considerations affecting their implementation are discussed.     

二维切口问题完备特征解的研究现状与进展

简要回顾和介绍了文献中常见的几种求解二维切口问题特征根的方法,评述这些方法 的特点及其求解范围．重点介绍了在求解二维切口问题完备特征根方面的一些进展,包括特征 根的求解方法、特征根的重根探讨以及相应的特征函数计算,这一问题基本上得到了解决．为 基于特征展开研究二维断裂问题打下了基础．      

A Complexity Theory Model in Science Education Problem Solving: Random Walks for Working Memory and Mental Capacity

The present study examines the role of limited human channel capacity from a science education perspective. A model of science problem solving has been previously validated by applying concepts and tools of complexity theory (the working memory, random walk method). The method correlated the subjects' rank-order achievement scores in organic-synthesis chemistry problems with the subjects' working memory capacity. In this work, we apply the same nonlinear approach to a different data set, taken from chemical-equilibrium problem solving. In contrast to the organic-synthesis problems, these problems are algorithmic, require numerical calculations, and have a complex logical structure. As a result, these problems cause deviations from the model, and affect the pattern observed with the nonlinear method. In addition to Baddeley's working memory capacity, the Pascual-Leone's mental (M-) capacity is examined by the same random-walk method. As the complexity of the problem increases, the fractal dimension of the working memory random walk demonstrates a sudden drop, while the fractal dimension of the M-capacity random walk decreases in a linear fashion. A review of the basic features of the two capacities and their relation is included. The method and findings have consequences for problem solving not only in chemistry and science education, but also in other disciplines.     

准晶数学弹性力学和缺陷力学

对准晶数学弹性理论的基本概念和基本框架作了介绍,在此基础上分别针对目前已经发现的几类一维准晶、二维准晶和三维准晶讨论了其数学弹性的理论体系．为了求解准晶弹性的边值问题或初值一边值问题,还必须发展相应的方法论．物理工作者在研究准晶位错弹性问题中发展了Ｇｒｅｅｎ函数方法．针对一维与二维准晶弹性中几类问题提出了分解与叠加程序,这一程序的使用,使极其复杂的准晶弹性问题得到简化,进而引进位移函数或应力函数,把数目。庞大的准晶弹性基本方程化成一个或少数几个高阶偏微分方程,进一步使求解步骤大为简化．对三维立方准晶弹性也采用了类似步骤使求解过程大为简化．在以上化简的基础上,发展了准晶弹性的边值问题或初值一边值问题的复交函数方法和 Ｆｏｕｒｉｅｒ分析方法,求得了一系列准晶位错问题和裂纹问题的分析解（古典解）．在研究准晶弹性的边值问题古典解的同时,也讨论了同这些边值问题相对应的变分问题和广义解（弱解）以及这种弱解的数值方法──有限元法．在物理学家工作基础上开展的这些工作可以看作对经典数学弹性理论和方法、经典Ｖｏｌｔｅｒｒａ位错理论、普通结构材料断裂力学和经典有限元的某些发展．此外,还把一维六方准晶弹性动力学的结果与统计物理的某些     

EFFECT OF STRESS-STRAIN CURVE OF MATERIAL ON SOLUTION OF PLANE-STRESS PROBLEMS WITH LARGE PLSTIC DEFORMATION

本文首先将以前所得到的关于两个轴对称塑性平面应力问题(薄圆环和旋转盘)的有关方程和计算结果作了一个简单的叙述.这些计算结果是根据两种不同硬化特性的材料和一种理想塑性材料的应力应变曲线在不同负荷下计算得到的.这些结果指出这三种不同材料的应力应变曲线和负荷对于这两个问题的主应力比值和比例应变的影响很小,而对于比例应力的影响则很大.之后,分析了二维的塑性平面应力问题的方程;这些方程考虑了大应变,但不包括体积力(body force).分析这些方程中的包括材料应力应变曲线项和载荷数项的结果,认为假若在边界上的主应力的比值和比例应变不变,则材料的应力应变曲线和载荷对于主应力比值和比例应变的分布的影响可能不大,而对于比例应力的影响则很大.这种边界条件在实际问题中的普通加减下,满足的可能想是很大的.薄圆环和旋转盘的边界条件及所得的结果和这分析的结果是完全一致的.从这些结果并可提出一个简单而相当准确的近似解,最后并将本文所得的结果和依留辛(Ильюшии)的理论——关于小应变下三维问题形变理论的应用条件——作了比较.     

Review of the 1st Spectral Line Shapes in Plasmas code comparison workshop

A review is given of the first workshop dedicated to the detailed comparison of various approaches to the calculation of spectral line shapes in plasmas. A standardized set of case problems was specified in advance, together with the prescribed atomic data and assumptions to be used. In this brief review, motivations for the case problems chosen are outlined, followed by a discussion of selected results. Plans for the next workshop are discussed in the conclusion.     

The elasto-plastic exquisite corpse: A Suquet legacy

Pierre Marie Suquet's pioneering work on plasticity paved the way for the mathematical theory of plasticity as we know it today. In this contribution we propose to review the most recent advances on that front and to illustrate how those impact classical problems of quasi-static elasto-plastic evolutions. Most notably, we exhibit new flow rules and derive conditions that prohibit the onset of plastic slips. From these, we obtain new uniqueness results for such evolutions.     

Recent developments in axial tomography for heat transfer and fluid flow studies

The need for three-dimensional, nonintrusive field measurements in the area of heat transfer and fluid flows grows very rapidly, and at this time there are very few experimental techniques that can be used for such a purpose. Axial tomography is a promising technique for accurate quantitative measurements for a variety of heat transfer and fluid flow problems. It has already been tested and practiced in a number of applications, including medical scanning technology. The technique is based on Radon's original work and reconstructs a three-dimensional field from its two-dimensional projections (integrated measurements) obtained at different view angles. This review highlights some of the most important methods used in tomography and their applications to experimental heat transfer and fluid flow studies.