泥沙在动水中的沉淀运动(一)——圆球在流体中运动时所受的阻力

在河道动力学中,一般在讨论泥沙和水的相对速度时,都应用斯笃克斯公式。但是这样一个假定是没有经过严格证明的,它的正确性必须仔细地加以讨论。本文根据流体力学的基本理论讨论了一个小球在不均匀流场中运动时候的情况。在讨论的时候,我们引进了两个基本假定:(1)圆球直径和流场的线性尺度比较起来小得很多;(2)水和圆球的相对速度很小。有了这两个假定以后,我们就可以把运动方程式线性化,然后再利用拉普拉斯转换找出线性化以后的方程式的解。最后得到小球在非均匀流场中运动时所受到的阻力。     

泥沙在静水中的沉淀运动——(Ⅱ)沉速在时间过程里的变化

一.引言 在工程上一般碰到泥沙在水中运动的时侯,都应用斯托克斯公式来计算泥沙所受到的阻力。但是斯托克斯公式是一个圆球在无穷的粘性流体中作匀速运动时的阻力定律,对于很多砂子同时下沉作非匀速运动时,斯托克斯公式显然不能应用。本文根据了流体力学在小瑞诺数情况下的理论来讨论比较稀薄的泥沙在静水中的非匀速的沉淀问题。     

在气轨上测定空气粘滞系数

在大学物理实验教学中，利用气垫导轨的测量大都忽略了滑块的运动阻力．但事实上，滑块运动过程中受到的阻力往往会给结果带来较大误差．这其中最主要的是空气粘滞阻力．本文从这一事实出发，通过求解滑块的运动方程，推导出测量空气粘滞系数7的实验公式．测量装置如图所示，将气轨的一端垫高h，令滑块从人端自由下滑．滑块在运动过程中除了受到下滑力mgsino作用外，还要受到阻力的作用，假定其大小为则滑块的运动方程为由此可得其中t—0时，v—v。，q—a／。v。、v分别为沿块通过两光电门时的速度，t为滑块经过两光电门之间的距离所用的时…     

泥沙在静水中的沉淀运动——(Ⅰ)含砂浓度对沉速的影响

一.引言 在讨论输砂问题时候,沉降速度是一个相当重要的因素。很多事实证明,含砂浓度的大小对砂子的沉降速度来说影响是非常大的。所以在讨论泥沙沉降速度时候,必须要考虑到含砂浓度对它的影响。过去曾经有过很多人在这方面做过很多工作(详见附录),但是有些工作计算繁复,有些工作在物理图案方面很不清楚,或者在处理过程中存在着若干不确定性。本文根据流体动力学的基本理论,考虑了由于其它泥沙颗粒的存在使泥沙颗粒附近水的流线向里的压缩。根据这样一个简单的物理图案,我们     

光速与光源运动的无关性

光速不变定律是相对论的基础,其内容为:光速在真空中的所有惯性系统都是一样的,它与系统运动方向无关,与光源的运动无关。这在建立相对论时是作为一个假定提出的。历史上有过很多人企图证明这个假定;与此相反,也有过很多人想维护利兹的假定:光速相对于光源是常数。在1924年前后对这一问题曾经有过热烈的争论,证实光速与光源的运动无关大都是利用双星的运动现象。     

载流线圈在非均匀磁场中的运动

载流线圈处在非均匀磁场中,在一般情况下,线圈除转动外还要平动。过去我们讲到这个问题时,只在黑板上画来回去,讲来讲去,给学生留下的印象不深,甚至脑子里还有“是这样吗?”的问号。 为了演示载流线圈在非均匀磁场中的运动,可以选用梁百先编著的“普通物理”电学部分下册第357页(65年版)所介绍的装置。 我们认为用这个装置演示载流线圈在非均匀磁场中的运动有二个缺点:1.线圈在运动过程中,重力掺杂进来了,因而没有突出磁场对载流线圈的作用;2.载流线圈必须拖二根细长导线,这样使用和携带都不方便。 为了解决这个问题,我们自制了一个演示效果…     

碰撞模型下的空气阻力及其两个实例

在空气中运动的物体必然会受到其阻力的作用,多数情况下这个阻力是有害的,如超音速飞机、高速运动的火箭就必须克服极大的空气阻力,但任何事物都具有两面性,降落伞就是利用空气阻力让跳伞者以一个很小的速度降落的.空气阻力的大小与运动物体的速度、形状、表面状况等诸多因素有关,其精确计算相当复杂.本文将以一种简化的空气分子碰撞模型来推导运动物体所受的空气阻力大小,这个模型将空气分子视为弹性小球,其基本假定如下.     

流体的粘滞阻力对物体运动的影响

力学中有求解物体在流体介质（如空气和水）中运动的问题,如船在水中的运动,小球在空气或水中下落时的运动等．在这类问题中,什么情况下流体的粘滞阻力可以忽略,常使学生产生疑问,而教师又很少解释清楚．下面以小球在流体介质中下落力例,讨论粘滞阻力对物体运动的影响．     

用相平面法解大角度单摆运动方程

一、引言 长为l的轻杆和质量为m的小球所组成的单摆,当考虑到空气阻力时,则此摆的运动方 程为 式中h=, a是阻尼系数, 是角位移。如图 1所示。 方程(1)是典型的非线性方程,一般要得到它的解析解是困难的。通常我们假设0很小,使sin～0,此时(1)式即变为线性方程,那么就很容易获得共通解。但实际所遇到的单摆运动并非都满足小角位移的运动状态。因此在教学中同学们常常提出这样一个问题,能否存在更有效的方法来解释这一运动现象呢?对此利用相平面法可以较好地解释这个问题。此方法虽不能直接给出解析解.但能更直观、更形象地描述单摆的各个运动…     

阻力作用下铅球在空中运动的规律

考虑了铅球出手时具有一定的高度、初速度与投射角及铅球在空中受到的阻力等情况 ,利用Mathmatic软件对铅球的运动方程进行求解 ,得到了铅球飞行的最远距离与投射角、初速度与投射角的关系 ;进一步的研究 ,可望得到一个“选拔具有潜质铅球运动员模型”。     

演示物體在流體中運動時所受阻力的裝置

新编高中物理第一册第七章(原编第二册第八章)流体力学中,关於流体动力学一部份,介绍了一个实验装置来说明物体在流体中运动时所受的阻力。但是这个实验的装置,按我们现在一般学校实验室的条件,置备起来是很困难的。经过很多次的实验,我仍自制成了一种简便的装置,实验效果很好,适合各地学校使用。特介绍出来,供大家参考。这个演示实验的目的是要说明截面积相等而形状不同的物体在流体中运动时所受阻力的大小(见附图1)。     

高速摄影技术在河流泥沙研究中的应用

本文针对紊流近壁区域泥沙运动的跳跃长度、跳跃高度、休止时间及运动速度的研究目前仍处于摸索阶段,所得结果也非常粗糙,特别是在泥沙跳跃长度、跳跃高度实测方面缺乏较系统的,较精确的实验资料这一现状,设计了一套用高速摄影机拍摄紊流近壁区域泥沙滚动,跳跃运动的系统实验来揭示单颗粒泥沙在粗糙定床上的滚动、跳跃运     

逆合成孔径激光雷达机动目标运动补偿成像算法

逆合成孔径激光雷达(ISAL)成像运动补偿中,包络对齐的精度直接影响了相位误差估计精度.当目标速度和加速度较大时,距离包络严重倾斜且相位误差较大,图像无法进行良好聚焦.针对上述问题,在高精度成像模型的基础上提出了一种基于Nelder-Mead单纯形法和粒子群优化的全局联合运动误差补偿算法.首先,利用单纯形法估计目标速度,完成包络对齐.然后,将包络对齐过程获得的目标速度作为相位误差估计中参数初始化的约束条件.最后,用粒子群优化算法对各运动参数进行全局搜索并得到最优解,实现高精度运动参数估计及高阶相位误差补偿,得到聚焦良好的二维图像.实验结果表明,本算法的参数估计误差主要分布在±0.2％以内,参数估计精度和抗噪声性能均优于传统ISAL成像算法.     

液固两相流中流体旋涡对固体粒子运动影响的数值研究

基于离散涡方法求得的非定常、不稳定流场和颗粒的Lagrangian运动方程,数值计算了四种St数下的泥沙粒子在圆柱绕流场中的运动。计算结果证明了颗粒运动与流体旋涡存在着明确的相关结构：在钝体（圆柱）表面附着泥沙,当流体流过钝体时产生具有剧烈分离的不稳定流动,带动钝体表面泥沙起浮。对于小St数（0．15～0．59）与中等St数（1．33～2．36）的泥沙颗粒被流体旋涡所带起,井被卷入流体旋涡结构内,被卷入流体旋涡结构内的泥沙颗粒在运动过程中始终分布于旋涡区,即在旋涡区聚集。     

关於物体运动因地球自转而产生偏斜的实验装置

说明地面上的物体运动路线因地球自转而产生偏斜的演示实验装置,不仅在物理直观教学上有其重大的意义;同时也是航海专业课直观教学上所不可缺少的一种装置。有了这个装置就可以把抽象的理论化为具体的形象,使学生容易理解和接受。按照航海专业课教学上的需要,我们要求这个实验装置本身,在演示实验过程中能够体现出科里奥利斯(Coriolis)加速度的存在(即偏转加速度的存在)。从而好利用它完满地来说明以下几个问题:     

变质量物体在介质中的运动

众所周知:变质量物体运动的密歇尔斯基方程[1]是其中F为作用于主体的外力的合力,vr为质元dm相对于主体的运动速度,乃是由于质量变化而引起动量变化所产生的对主体的“反推力”.在一般的理论力学教材中,通常只讨论F为常力(如重力)的情况.事实上,如果物体在介质中运动,介质阻力总是存在的,因此,从实际出发,不能不考虑介质阻力.然而一旦计及与速度有关的阻力,求解方程(l)的困难就大大增加了.但是,在几种特殊情况下,我们求得了解析解.如果把它介绍给学生,这对帮助学生形成理论联系实际的学风,培养分析问题和解决问题的能力,是有好处的。 一对于…     

人脑 GABA-MRS 中回顾性运动校正方法研究

运动会影响? -氨基丁酸(GABA)磁共振谱图质量,因此,数据采集后应对是否运动加以辨别并对运动的波谱数据作相应处理．该文报道了 GABA 磁共振活体波谱测量中回顾性运动校正后处理方法．该后处理方法通过残余水峰来判断被试扫描过程中的头部运动,重建时舍弃受运动影响的数据,从而改善最终得到的编辑谱的质量．同时该文将这种运动校正方法集成到 MEGA-PRESS 序列的重建模块中,使得扫描完成后能直接得到运动校正后的编辑谱,并可采用 LCModel 对编辑谱进行定量分析．研究结果表明,这种方法可以有效去除受运动影响的数据,使得最终得到的谱图质量明显改善,从而为医学诊断和研究提供便利．
     

斯托克斯公式的应用

斯托克斯公式具有广泛的用途．本文就两个具体实例来加以讨论：１斯托克斯公式由于流体的粘滞性，固体在流体中运动会受到两种阻力，一种是由于层流体附着在固体表面，层流体和邻层流体间的内摩擦力；另一种是为压强阻力，压强阻力的实质是尾随运动着的固体后面的流体中，...     

运动物体在颗粒介质中的阻力形式

物体由重力驱动在颗粒介质中的运动过程，从动力学上可以用等效重力、颗粒床的黏性阻力及静压阻力来描述.通过求解此动力学模型，找到了一个能够控制颗粒系统处于不同阻尼状态的参量Γ，Γ的表达式直接反映了黏性阻力项和静压阻力项的竞争.这种竞争使得颗粒介质能够处于不同阻尼状态，表现出不同的表观阻力行为.根据理论分析结果设计实验，实现了对颗粒介质体系阻尼状态的调节，验证了理论模型给出的运动物体在颗粒介质中受到的阻力形式. 关键词： 颗粒体系 阻力 动力学过程     

双侧回波联合的合成孔径声呐运动补偿算法

利用单侧回波可估计合成孔径声呐基阵的斜距误差,但无法区分横荡误差和升沉误差。针对此问题,提出了一种双侧回波联合的运动补偿方法。该方法首先根据双侧基阵运动误差的几何关系,建立了双侧基阵的运动误差模型,再结合偏移相位中心算法估计基阵的横荡误差和升沉误差,最后利用所估计的运动误差对不同掠射角上的回波进行运动补偿。仿真结果表明:该方法能精确估计双侧基阵的运动误差,其估计值与实际值的偏差为10-4 m左右,估计结果的标准差接近克拉美罗下界;对回波进行运动补偿后,能获得比基于单侧回波运动补偿方法更好的成像效果。水下球串目标的湖试数据的成像结果显示,与基于单侧回波的运动补偿方法相比,所提方法能更好地抑制图像的散焦现象。