半无限体压入的连续速度场解法

<正> 1.引言平冲头压入半无限体问题已有报道的解法为滑移线法与上界法,如图1(a),(b).本文主要特点是以连续速度场探索解析上述问题的方法.     

对《半无限体压入的连续速度场解法》一文的疑问

平冲头压入半无限体问题的滑移线解,当没有校核刚性区的应力是否违反屈服条件时,求出的极限载荷因子.n_(?)=P/2K=1+π/2≈2.57只能算是上限,但在文[2]中已校核了刚性区的应力满足平衡条件又不违反屈服条件,因此 n_(?)=2.57就是真实的极限     

圆模拉拔挤压速度场的一种不同解法

文中对模面为圆的平面变形挤压拉拔设定了直角坐标系运动许可速度场,对此速度场采用曲线积分与变上限积分得到拉拔.挤压应力的上界解析解.     

滑移线教学中粗糙平冲头压入半无限体的非Prandtl解探讨

针对经典教材滑移线理论教学中光滑平冲头和粗糙平冲头压入半无限体计算结果相同问题,构建了粗糙平冲头压入半无限体的非Prandtl滑移线场。与Prandtl场解相比,摩擦的存在使单位接触压力和应力状态影响系数增加了11%,与光滑平冲头压入半无限体计算结果相比,x方向的应力增加约82%,计算结果更能准确反映摩擦使变形力增加的塑性理论,有助于学生理解滑移线法以及滑移线理论的研究和应用。

     

半无限体压入简化滑移线场的上限模式的通解

本文导出光滑平冲头压入半无限体的简化滑移线场的上限模式的通解。此通解不仅包含已报道的简化滑移线上限模式解,而且其极限值就是滑移线解。     

三维刚性块速度场的上限元法与轴对称成形应力的解法

本文提出空间刚性块速度场的上限元法,是把塑性变形区设计成空心截锥体形,从而建立了锥体套锥体的上限模式。为了准确地求得空间截锥刚性体面上的速度间断量,引入了速度相似因子η的概念。经验证,所得公式完全适用于工程实际。     

顶部重力加砂颗粒速度场及浓度场的实验研究

对砂尘环境试验设备顶部重力加砂气固两相流的颗粒速度场及浓度场进行了研究．利用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所室内风沙环境风洞，采用激光数字式粒子成像测速技术(DPIV)，得到顺风向距加砂口不同水平距离截面位置颗粒相速度及空间分布规律．表明在顺风向距加砂口水平距离约3m左右处的位置，颗粒相速度才接近风洞风速，且粒子基本均匀扩散开，从而证明了国外砂尘实验设备的不合理性、为我国自行研制大型砂尘环境试验设备，确定加砂／尘方法及试验段参数等提供了依据．     

气固射流加砂方式中颗粒速度场及浓度场的实验研究

将激光数字式粒子成像测速技术(DPIV)方法应用于砂尘环境实验中颗粒速度场及浓度场的实验研究,成功地对环境风洞中颗粒速度场及浓度分布进行了无干扰瞬态测量,实验结果较真实地反映了气固射流加砂方式中粒子速度场及浓度场的分布规律。文中所获得的规律性认识为我国自行研制大型砂尘实验设备,确定加砂/尘方法及实验段参数等提供了依据。     

受限空间浮力羽流准稳态速度场的实验研究

利用作者自己发展的一种热球式低风速多点实时测量系统,测量了受限空间浮力羽流各横截面上竖直方向的速度分布。实验中改变火源相对于侧壁的距离以及火源的功率,发现火源距靠近的壁面越远,则浮力羽流横截面上的速度分布越趋于平缓,沿侧壁面Ｘ方向的速度分布是近似高斯分布,垂直壁面Ｙ方向的速度分布偏离高斯分布。羽流轴线向靠近的壁面偏斜,羽流轴线相对于火源中心线Ｚ轴之间的距离定义为轴线偏移距离δ。δ随火源与侧壁之间的距离Ｙ的增加先是增加然后下降;δ随火源功率的增加而增加。实验结果显示了受限空间浮力羽流场的基本特性。     

基于球单元组合颗粒模型的筒仓卸粮速度场演化机理研究

由于现有的单一球单元模型不能客观反映颗粒之间以及颗粒与筒仓仓壁之间接触的实际情况,本文提出了一种组合颗粒模型.以室内卸粮物理试验为基础,基于该组合颗粒模型进行离散元模拟,研究了卸粮速度场的时空变化,并对比分析了仓壁动态压力变化.研究结果表明:①改进的组合颗粒模型相比传统的ball单元模型,卸粮时间大幅增加,且动态侧压力波动幅度增大;②组合颗粒模型相比原模型中心颗粒垂直速度更小,而仓壁处颗粒由于剪切带颗粒堆积,两模型的垂直速度并无明显差别;③颗粒的水平速度波动与仓壁的动态压力波动呈同种变化趋势,且组合模型颗粒水平速度变化幅度较原模型更大;④组合模型由于颗粒间空隙较小、摩擦较为充分,在中心卸粮过程中会周而复始地出现压力拱现象,因此其中心颗粒的转动角速度(较仓壁处)的增长幅度更大.本文建立的组合颗粒模型能更准确地模拟筒仓卸粮动态物理特征变化,可广泛应用于粮食散体细观力学模拟等领域.     

基于局部连续场的重力匹配辅助导航

重力匹配辅助惯性导航是一种在惯性导航系统定位信息基础上利用地球重力场特征获取载体位置信息的组合导航技术。一般匹配辅助导航方法都是建立在格网化离散场的基础上,考虑到用局部连续场逼近离散散场的可行性,提出了利用连续场实现相关极值匹配算法,建立了基于局部连续场的相关极值匹配算法模型,采用随机初值迭代方式改进拟牛顿方法以实现在置信范围内全局寻优。最后在三组不同仿真条件下对该算法进行了仿真实验。从实验结果可以看出,在观测误差、初始定位误差较大的情况下,通过该算法获得的匹配航迹仍能以较高的精度跟踪真实航迹,从而验证了算法的有效性。     

半浮区液桥热毛细对流速度场特征

液桥流场的速度分布是液桥表面张力梯度驱动对流的一个重要研究内容。通过地面模拟微重力环境的液桥实验以及数值计算,研究了外加温差、液桥腰径等对流场速度分布的影响,实验结果与数值计算结果相当符合。结果还表明,当液桥腰径减小时,流场的结构发生了变化,涡心由一个转化成两个。     

PIV速度场坏矢量的本征正交分解处理技术

介绍了一种针对粒子图像测速(PIV)基于本征正交分解(POD)的速度场后处理技术.该技术改变了现在后处理技术将速度场坏矢量识别和修正分开实现的局面,通过迭代方法有效地实现了速度场坏点统一的识别和修复算法.算法利用POD分解的低阶模态信息重构出可以用于坏矢量识别的参考速度场,利用该参考速度场对全流场进行坏点识别并完成修正.通过对一套光滑的PIV速度场数据引入高斯分布的随机误差,测试验证了该POD方法的优越性.在坏矢量识别方面新方法较归一化中值检验有更高的正确性,能识别大面积出现的坏矢量区域.在坏矢量修补的插值算法中,新方法的计算效率又高于传统Gappy POD方法,且计算精度优于常见的矢量场内插数学方法.特别是在数据缺失的大连通区域,该方法对物理流场有很好的预测效果.     

W型火焰锅炉炉内三维速度场数值模拟研究

W型火焰锅炉采用了煤粉浓缩、长火焰及分级送风等技术,有利于燃料的着火、火焰的稳定以及燃料的燃尽,在煤种适应性、低负荷稳燃能力、飞灰燃尽率等方面有很大的技术优势.本文通过数值模拟研究了W型火焰锅炉的三维速度场分布,得到了不同工况下炉内W型气流的流场图.通过比较数值结果和试验结果的流场图,结果表明:数值结果和试验结果基本吻合,W型火焰锅炉内的空气动力场取决于拱顶风与前后墙风的动量比,炉内气流形成两个明显的漩涡,延长了煤粉气流在下炉膛的停留时间,同时也增加了炉内气流充满度,有利于煤粉的完全燃烧.加大喉口风速,漩涡运动更加明显,在炉内形成γ型气流,煤粉气流在下炉膛的停留时间更长,炉内的一、二次风混合更加均匀.     

动能侵彻体垂直侵彻半无限厚混凝土靶的试验研究

分析了国内外对混凝土侵彻机理、试验和仿真的研究情况,提出了一种大长径比动能侵彻体侵彻混凝土的模拟试验方法,通过侵彻速度为300m／s～600m／s的57mm动能侵彻弹对半无限厚靶的垂直侵彻试验,得到了最大侵彻深度、着靶姿态等试验参数。由侵彻混凝土的经验公式得到的最大侵彻深度数据与试验数据基本吻合,试验数据为反深层工事的毁伤机理和数字仿真研究提供依据,同时通过毁伤效应的试验研究,为找到一条高效毁伤典型深层工事的方法提供条件。     

基于不连续场修正权的无网格断裂分析

论文采用不连续场修正权函数法来处理二维无网格断裂力学问题.相较于目前常用的无网格裂纹不连续性处理方案,采用修正权函数处理裂纹附近不连续场时只需要对原权函数进行修正,算法简便易实现.本文基于不连续场修正权函数的无单元Galerkin方法(EFGM),对在边界上施加Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹位移场的斜裂纹板和带直裂纹受剪矩形板进行了数值分析,并与可视性准则、衍射法和透射法等不连续准则对比了裂尖位移场、应力场和应力强度因子解的数值精度,并分析了不同的M积分域尺寸、节点及背景网格等计算参数对裂尖奇异场数值解精度和形函数计算时间的影响.     

半无限空间弹性体上梁的实用级数解法

半无限空间弹性体上梁的计算,由于数学上的困难,至今仍不得不采用链杆法。该法自1947年提出后,虽几经改进,但其主要缺点--为使精度提高,必须设置较多链杆,完成大量的计算--并无明显改善。     

梯度增强Cosserat连续体的广义Hill定理

基于经典Cauchy连续体的Hill定理,在平均场理论的框架下导出了梯度增强Cosserat连续体细、宏观均匀化方法的广义Hill定理。在梯度增强Cosserat连续体中,不仅宏观样条点上的应变和应力张量,而且它们的梯度均作用于与该样条点相关联的细观表征元（RVE）。依据此广义Hill定理,对梯度增强Cosserat连...     

关于C-φ土中速度场所满足的条件

本文指出了,对于按塑性势理论导出本构关系的理想刚塑性c-φ土的平面变形问题,塑性区的速度场所应满足的条件;并且证明了,塑性比功率D≥0及初始塑性流动将伴随体积膨胀率的两个条件,是等价的。     

非均质Cosserat连续体细-宏观均匀化条件

基于平均场理论的多尺度模拟关键问题之一是给定恰当的代表性体积单元(RVE)的边界条件,以使均匀化过程满足Hill-Mandel细宏观能量等价条件,也即Hill宏观均匀化条件.对于非均质Cosserat连续体,已有的研究工作只能得到合理的混合平动位移-偶应力表征元边界条件,常用的一致平动位移-转角以及周期边界条件等均不能使用,给计算均匀化算法推导和实施带来了困难,也阻碍了多尺度分析方法的进一步发展与应用.为此,论文在推导和建立一个新的Hill定理版本基础上,不仅成功地给定了多种强形式表征元边界条件,而且构造出了合理的弱形式周期边界条件,这些条件既满足细宏观能量等价也符合一阶平均场理论基本假定,可在均匀化方法中推广与应用.