含湿相变粗糙多孔材质的热质耦合分形研究

多孔材质复杂的内部结构和含湿状态对传热和传质特性有着重要意义,其热质耦合传递过程广泛存在于能源开发和工程隔热等领域。不同于在多孔材质理想状态下对传热和传质特性的单方面分析,该文将孔道的分布参数、粗糙表面、含湿状态和相变等因素考虑进去,运用分形理论推导出了含湿相变粗糙表面多孔材质的渗流系数和耦合等效导热系数的表达式。结果表明,渗流系数与面积分形维数、含湿饱和度呈正相关,与相对粗糙度、迂曲分形维数呈负相关;耦合等效导热系数与渗流系数、相变量呈正相关,与相对粗糙度呈负相关。此外,结果还表明,相变量以及相变引起的气体膨胀压强差对热质耦合传递也有着重要影响。     

热弹性马氏体相变材料单晶体的细观力学统一本构模型

基于马氏体相变的晶体学理论和Hill Rice内变量本构理论 ,建立了热弹性马氏体相变材料单晶体的细观力学统一本构模型并对它进行了详细的讨论 .该本构模型能描述在复杂热力学加载条件下 ,热弹性马氏体相变材料微结构正向相变、反向相变以及重取向过程在单晶体中所表现出来的宏观本构特性 .理论预测与实验结果符合很好 .     

带相变的铸坯热弹塑性应力分析基本方程

本文讨论了温度、相变、应力间的耦合关系，给出了铸坯在考虑相变时的热弹塑性蠕变的本构关系，以及计算铸坯内应力的有限元迭代公式。     

随机级联α模型中的非热相变

用随机级联模型对高能碰撞中的非热相变作了仔细研究, 用Monte Carlo模拟得到了表征相变的特征参数λq与矩阶数q之间的关系, 证实了自相似多粒子系统中存在两相, 求出了相变点q=qc对起伏参数α的依赖关系,并和NA22实验结果进行了比较. 在中心极限近似下用解析计算作了同样的研究. 对中心极限近似的适用程度进行了讨论.     

基于功效函数法的储能砂浆相变材料用量优化

利用石蜡和膨胀珍珠岩制备相变材料,通过对比试验研究相变材料的掺量对储能砂浆稳定性,热工性能和强度的影响.在此基础上,建立储能砂浆性能评价指标体系,采用主观赋权和客观赋权相结合的方法,确定各指标权重,利用功效函数法优化出相变材料在储能砂浆中的掺量,具有推广应用价值.     

随机级联α模型中的非热相变

用随机级联模型对高能碰撞中的非热相变作了仔细研究 ,用MonteCarlo模拟得到了表征相变的特征参数λ _q 与矩阶数q之间的关系 ,证实了自相似多粒子系统中存在两相 ,求出了相变点q =q_c 对起伏参数α的依赖关系 ,并和NA2 2实验结果进行了比较 .在中心极限近似下用解析计算作了同样的研究 .对中心极限近似的适用程度进行了讨论 .     

热荷载作用下薄板的优化设计

板壳结构是一大类广泛使用的结构元件.在热荷载作用下,当热膨胀受到约束时,板壳结构产生内力及挠度,严重时影响结构的正常服役.由于热荷载的特殊性,简单地均匀加大板壳结构的厚度并不能有效地减少热变形和热应力,热结构设计因此特别困难.该文研究在给定材料体积的条件下,通过优化板壳结构的厚度分布来减少弹性薄板结构在热载荷下的变形.以结构的变形能为优化目标,在给定材料体积的条件下,建立了设计板壳结构厚度分布的优化问题列式,并采用变分法,推导出优化准则,给出了修改厚度的迭代公式.应用商用有限元软件的热结构分析功能,对程序进行二次开发,从而实现该优化算法.算例结果表明,采用该方法优化弹性薄板的厚度分布,可以大幅度地减小结构热变形,是一种有效的热结构设计方法.     

带球形空腔的广义热弹性无限大材料的弹性模量和传热系数与材料参考温度的相关性

利用具某一松弛时间的广义热弹性方程求解了带球形空腔的无限大材料问题．该材料的弹性模量和传热系数是可变的．空腔的内表面没有力作用,但有热冲击作用．利用Laplace变换求得直接逼近解．数值求解了Laplace逆变换．给出了温度、位移和应力的分布图．     

功能梯度材料杆的热后屈曲分析

对两端不可移简支陶瓷-金属功能梯度材料(FGM)杆建立了在热载荷作用下的非线性控制微分方程,采用打靶法分析了由二氧化锆和Ti-6Al-4V两种材料组成的FGM杆的热后屈曲行为．首先给出了在均匀温度场中不同梯度指标的FGM杆的热后屈曲平衡路径,并与二氧化锆和Ti-6Al-4V两种均质材料杆的相应特性进行了比较,同时讨论了不同端部转角下梯度指标对FGM杆稳定性的影响;然后分别研究了在温差一定、下表面温度变化时和在下表面温度一定、温差变化时FGM杆的热后屈曲特性,也与两种均质材料杆的后屈曲特性进行了比较．     

环形蓄热片相变材料固化时热传导问题的Green函数瞬时解

当环形蓄热片为相变材料所固化时,应用Green函数法分析其瞬时的温度分布.在一个柱形壳体中存储该相变材料(PCM),蓄热片上固体相变材料的厚度随时间而变化,并由Megerlin法求得.找到模型用Bessel方程构成的分析解,讨论了3种不同类型的边界条件,给出了解析解和数值解的比较.结果表明,所有情况下得到的蓄热片温度分布精度是令人满意的.     

复杂形状及开孔功能梯度板的三维分析

推导出适应功能梯度材料构件分析的半解析梯度有限元法基本算式,并针对功能梯度构件的材料参数随空间坐标变化的特点,将材料参数纳入到力学方程中进行整体积分计算,从而分析不同情况功能梯度板件问题.该法适应性强而又简洁高效,采用一维离散,给出三维分析结果,是一种解决功能梯度构件力学分析的有效数值方法.用提出的方法分析几种具有复杂形状及开孔的功能梯度板,给出了板件的力学量三维分布形态.     

Hamilton体系下层合板弱粘接模型的应用

层合板的层间粘接模型对整个层合板的结构有重要影响．运用Hamilton正则方程对层合板层间的不同类型的粘接模型进行了分析．结合弹性材料修正后的Hellinger Reissner变分原理和插值函数,构建了直角坐标系下8节点层合板的每一层的线性方程;考虑到脱层板的连接界面处应力和位移的关系,改进了现有的常用弱粘接模型,建立不同粘接模型的控制方程;最后通过求解整个板的控制方程,得到层合板的层间应力和位移．数值算例验证了该模型的正确性,并研究了层间界面为线性和非线性时的问题．结果表明:应用改进后的弱粘接模型,能够更好地模拟层合板的弱界面失效过程．     

Hamilton体系下含弱粘接复合材料层合板的灵敏度分析研究

基于径向基点插值函数(RPIM),在Hamilton体系下研究了含弱粘接复合材料层合板的灵敏度分析问题．利用弹簧层模型和修正H-R(Hellinger-Reissner)变分原理,推导了可用于含弱粘接复合材料层合板响应和灵敏度分析的混合控制方程,给出了基于该混合控制方程进行灵敏度分析的解析法(AM)、半解析法(SA)和有限差分法(FD)．该混合控制方程的主要优点是可以在进行灵敏度分析过程中避免卷积运算．另外,利用该混合控制方程进行灵敏度分析不仅能够同时得到响应结果和灵敏度系数,而且还考虑了层合板的层间弱粘接问题．     

热环境中粘贴压电层功能梯度材料梁的自由振动

研究了上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler-Bernoulli梁在升温及电场作用下的屈曲和自由振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立了压电功能梯度材料层合梁在热-电-机载荷作用下的几何非线性动力学控制方程.其中,假设功能梯度材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,上下压电层为各向同性均匀材料.在小振幅和谐振动假设下,上述非线性偏微分方程组被转化为两套相互耦合的常微分方程组,即过屈曲问题的控制方程和过屈曲构形附近的线性振动控制方程.采用打靶法数值求解上述两个耦合的常微分方程边值问题,获得了在均匀电场和横向非均匀升温场作用下两端固定压电.功能梯度材料层合梁在屈曲前和过屈曲构型附近的自由振动响应.绘出了梁的过屈曲平衡路径以及前3阶固有频率随热、电载荷及材料梯度参数变化的特性曲线.结果表明,梁的前3阶频率在屈曲前随着温度升高而减小,在进入过屈曲后它们却随着温度升高而增加.通过施加电压在压电层产生拉应力可有效地提高粱的热屈曲临界载荷,从而提高其固有频率.     

放/吸热流体在两个充满多孔材料的竖直平行板之间作不稳定的自然对流

在一个由两块无限竖直平行板组成的管道中,充满着多孔的介质材料,使用Darcy模型(Brinkman模型的推广)的动量方程,连同能量方程,计算不可压缩、粘性、放/吸热流体在该管道中的不稳定自然对流,即Couette流动.流动是由于边界平板有不对称的加热,以及作加速运动所引起.选用合理的无量纲参数,对控制方程进行简化,通过Laplace变换进行解析求解,得到闭式的速度和温度分布曲线解,随后导出表面摩擦力和传热率.发现在竖直管道中的不同剖面,流体的流动及温度分布曲线随着时间而增加,且在运动平板附近更高.特别是,流体的速度和温度随着平板间距的增加而增加,但是,表面摩擦力和热传导率随着平板间距的增加而减小.     

具有修理延迟的两不同部件冷贮备系统的可靠性分析

研究了有修理延迟的两个不同部件和两个修理工组成的冷贮备系统.假定部件的工作寿命服从一般分布,故障后的延迟修理时间和修理时间均服从指数分布.利用马尔可夫更新过程、拉普拉斯变换和拉普拉斯-司梯阶变换工具,得到了系统的首次故障前时间、可用度和平均故障次数等可靠性指标.     

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.     

战略性绩效管理系统设计中的决策问题

战略性绩效管理系统的设计中存在很多决策问题,本以一家制造业公司为例,介绍了应用Nash均衡建立绩效监察博弈模型。确定组织的绩效系统规模;通过AHP方法的创新应用,确定组织的关键业务领域,同时对组织关键业绩指标分类分层设计的思路做了简要阐述。