转子动力学的非线性数值求解

将Euler(欧拉)角表示引入转子动力学系统,用以描述转子的非线性旋转运动,并与时间有限元相结合,进而提出了包含非线性因素的转子动力学保辛数值求解方法.以此方法为基础,分析了悬臂梁-圆盘转子系统的涡动行为.数值结果证明该数值解法的有效性与正确性,可用于各种转子系统涡动行为分析.     

转子动力学横向振动基本方程

针对转子动力学系统横向振动基本方程进行研究.将Euler（欧拉）角表示引入转子动力学系统,可以建立描述转子的非线性旋转运动的精细数学模型.并将该精细模型线性化,建立了描述转子动力的基本方程,通过数值算例分析验证了该方程的正确性和有效性.     

飞行器内裂纹转子系统的非线性动力学特性研究

在Jeffcott转子的开闭裂纹及方波模型基础上,建立了飞行器内裂纹转子系统的运动模型．数值研究表明:当飞行器以不同的等速度飞行时,转子轴与水平面之间夹角的变化将造成重力分量的变化,从而使转子运动在周期解、拟周期或浑沌状态之间变化,而且出现非线性现象的转速比、刚度变化比等参数的范围、进入和退出浑沌的路径、响应中的频率成份也会发生变化．飞行器的飞行速度变化还会改变裂纹转子响应的稳定性．飞行器等速飞行后的加速过程将引起转子振幅的突升及其后的下降,而且会使裂纹转子系统响应可能在不同的非线性状态下交替改变．     

湍动尺度的模糊聚类分析

湍流运动可看成是大小不同尺度的涡体运动的叠加.定量地确定湍动尺度的分类,对于更好地描述不同尺度的涡体运动,探讨不同尺度涡体之间的相互作用,建立较好的湍流模式都具有重要的意义. 对事物按一定要求进行分类的数学方法,叫做聚类分析.由于湍动尺度的分类具有一定程度的模糊性,因而本文采用模糊聚类的方法,对壁面光滑及租糙两种边界条件下的湍动尺度进行了分类,并对各类结构的特性及其相互作用进行了探讨.     

机械化数学在转子动力学研究中的应用

基于机械化数学-吴文俊消去法,分别采用短轴承油膜力模型和Muszynska转子力学模型,对转子轴承系统中的动力学行为与稳定性进行了分析研究.具体分析时,采用吴文俊特征列概念和基于Maple软件的符号计算平台,对短轴承涡动参数进行了解析分析,以及试算构造出了Liapunov函数,并给出了转子系统运动稳定性条件.     

飞行器尾涡对的不稳定性建模

为了确定飞行器尾流的保持距离和诱导失稳运动性质,首先在一阶近似Biot-Savart定律的基础上,推导了任意多个涡对的诱导运动模型,进而利用线性组合方法得到涡系诱导运动的对称以及反对称模态,并结合模态矩阵特征值的性质描述对称分布涡系的稳定性.因为尾涡结构的不稳定性依赖于相应的模态矩阵特征值的取值,所以在利用对称分布的二涡对的模态验证所推导的模态矩阵理论的正确性的基础上,进一步给出了三涡对的模态矩阵对应的失稳模态.理论推导和特征值的计算显示随着涡丝数量的不断增加,三涡系的不稳定性增强,并且涡系对扰动的放大作用增强.     

后掠翼边界层定常横流涡的非线性演化

横流失稳是后掠翼边界层主要的失稳形式.实验和数值研究发现在后掠翼边界层转捩之前,有一段较长的非线性幅值饱和阶段,因此线性稳定性不能有效预测横流失稳转捩过程,所以研究横流涡的非线性演化过程就极为必要.以NLF(2)-0415翼型为研究模型,在来流Mach数为0.8、后掠角为45°、攻角为-4°的条件下,用扰动方程计算了定常横流涡非线性演化过程.结果显示非平行性起着更加不稳定的作用.当基本波的幅值到达0.1时,非线性作用开始明显.横流涡经历了非线性幅值饱和过程,涡的形状呈现半蘑菇状,涡的涡轴与边界层外缘无粘势流平行.饱和涡使得原有流场发生极大的扭曲,流向速度和展向剖面出现了拐点.     

风力机叶尖涡尾迹结构PIV测量研究

空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所依托工程型大风洞（实验段直径3.2 m）,采用高分辨率CCD相机（4 008像素×2 672像素）,针对旋转状态下的风力机叶片尾流开展大视场（单个观测区域达到570 mm×380 mm）PIV(particle image velocimetry)测量,以NREL UAE Phase Ⅵ风力机叶片1/8缩比模型为实验对象,获取了叶尖涡产生、发展的流动数据,为研究风力机叶尖涡结构和流动机理研究提供重要的基础数据．观测结果表明,叶尖涡从后缘脱落后首先有一个短时间的向内运动,然后随着尾流的膨胀向外运动,其涡强度则先是短时间内降低,然后随着涡的卷起而增强,从而形成一个强大的叶尖涡．在实验观察范围内叶尖涡在来流方向的迁移规律近似线性．     

翼涡干扰前缘开孔被动控制数值研究

开孔方法是一种简单的流动被动控制方法.为找到一种有效降低桨涡干扰效应的被动控制方法,以NACA 0012翼型作为研究对象,建立了4种前缘开孔的模型.在不同来流速度、涡的强度和干扰距离条件下,对4种前缘开孔模型和无孔的基准翼型进行了二维平行桨涡干扰（翼涡干扰）数值模拟,对比了升力系数的变化.结果表明:前缘开孔可以降低翼涡干扰效应,但对翼型升力系数有一定的影响;宽度为2.5%弦长的直孔能在翼型升力系数损失较小的情况下有效地降低翼涡干扰效应,且适用范围较广.     

气固两相固射流场涡结构影响固粒扩散的研究

用三维离散涡丝方法模拟轴对称圆射流场涡结构的发展,所得结果在某个周向位置上与用二维点涡方法计算的结果符合较好。然后采用单向淹合模型模拟固粒在圆射流中的运动,说明当固粒Ｓｔ数远小于１时,固粒受流场的作用较明显,当Ｓｔ数为１时,固粒主要分布在涡结构的周围,分布较均匀;当Ｓｔ数远大于１时,固粒受流场的影响较弱,当对涡环沿周向施以五个波长的扰动时,固粒扩散的范围较宽,固粒的扩散与扰动的振幅成正比,中所得     

具有吸收和非线性边界流的非线性扩散方程的爆破估计

本文研究一类具有非线性吸收和非线性边界流的非线性扩散方程，建立了解的爆破速率估计，所得结果依赖于模型中三种非线性机制之间的相互作用。     

非线性转子系统稳定性量化分析方法

转子轴承系统是一类多自由度非线性动力系统,广泛应用于工程实际．设计观念和维修体制的变革提出了稳定性量化分析的要求．本文利用轨线保稳降维方法提出了转子系统稳定性的量化分析方法．首先,对高维非线性非自治转子系统进行数值积分,将n维空间的轨线映射为一系列一维的映象轨线,并将各自由度的运动方程中除该自由度外的所有状态变量用积分结果代换,得到n个互相解耦,含有多个时变参数的单自由度方程．然后,在一维观察空间的外力位移扩展相平面上定义了动态中心点,研究转子系统中常见的几种运动的动态中心点动能差序列的特点,给出了上述典型运动形式的轨线稳定裕度的定量评估指标,应用灵敏度分析技术快速有效地预测周期运动的倍周期分岔点和Hopf分岔点．以一个具有非线性支承的滑动轴承柔性转子模型为例,证明了该方法的有效性．     

一类具有非线性传染率的SEIS传染病模型的稳定性分析

研究了一类具有非线性传染率的SEIS模型,模型中包含常数输入率、自然死亡率、因病死亡率等.定义了模型的基本再生数R_0,并证明了当R_01时,无病平衡点是全局渐近稳定的.当R_01时,得到了唯一的地方平衡点是全局渐近稳定的条件.     

Volterra级数在非线性网络分析及故障诊断中的应用

本用Volterra级数求解描述非线性网络性状的非线性微分方程，得出了网络响应的Volterra递推算法和分析步骤及其在故障诊断中的应用。     

一类非线性不等式组的相容性及其应用

本文讨论了一类非线性不等式组的相容性,给出了其相容的充分必要条件．利用其相容性,我们分别给出了一类非线性规划的解析最优解和一类几何规划有最优解的判定条件     

考虑地基耦合效应含裂纹中厚矩形板的非线性振动分析

基于Reissner板理论和Hamilton变分原理,建立了双参数地基上具有表面横向贯穿裂纹的中厚矩形板的非线性运动控制方程.在周边自由的条件下,提出了一组满足问题全部边界条件和裂纹处连续条件的试函数.且利用Galerkin法和谐波平衡法对方程进行求解,分析了考虑地基耦合效应的中厚矩形裂纹板的非线性振动特性.数值计算中,讨论了不同裂纹位置、裂纹深度、板的结构参数和地基物理参数对弹性地基上具裂纹的四边自由中厚矩形板的非线性幅频响应的影响.     

双重内共振系统非线性模态分岔的奇异性分析

利用多尺度法构造的一类1:2:5双重内共振系统的耦合非线性模态的分岔是一个两变量的分岔问题.利用Maple计算机代数可以通过消元将耦合的模态分岔方程分离为两个单变量的分岔方程.对分离后的单变量分岔方程进行奇异性分析,发现随着系统参数的变化,非线性模态的分岔既可以是一种模态向另一种模态的转化,也可以是一种模态的突然出现与消失.最后给出了两变量分岔问题可以利用消元后得到的单变量分岔方程和耦合方程进行处理的一种方法.     

具有多重解的非线性奇摄动问题

利用边界层法,研究了一类具有多重解的非线性奇摄动问题．在适当的假设下,通过给出外部解展开式系数及其对应边界条件的一般表达式,根据退化问题的边值作为某方程的根的重数,得到了此问题不同形式的渐近解．特别地,当这种根的重数为偶数时,问题具有二重解．另外,将相关结果应用于化学反应器理论,并通过对具有多重解的例子的渐近解和精确解的数值模拟说明如此构造的渐近解具有较高的精度．     

非线性边界滑移挤压膜流动

用一种包含初始滑移长度和临界剪切率的非线性边界滑移模型研究了两个球体间的挤压流体膜问题．研究发现初始滑移长度对低剪切率下的滑移行为起主要作用,而临界剪切率决定了高剪切率下的边界滑移程度．球体表面挤压流体膜的边界滑移量是与半径坐标相关的高度非线性函数．在挤压膜的中心点和远离中心点处由于低剪切率滑移量等于初始滑移长度,然而在高剪切率区域滑移长度迅速增加．球体挤压膜的流体动压力随着初始滑移长度的增加和临界剪切率的减小而减小,并且临界剪切率对流体动力的影响要比初始滑移长度大的多,当临界剪切率很小的情况下,流体动压随着最小膜厚的减小几乎不再增加．所用模型给出的理论预报和实验非常吻合．