用Fourier变换莫尔法测量流体自由表面微幅波的振幅

采用一种非接触的光学方法－傅立叶变换莫尔法（Fourier transformmethod），结合数字图像处理技术，对微幅振荡的水表面波的振幅进行测量。它是对全场中每一个像素点进行测量，比较触测量法具有更高的灵敏度。它为微幅水表面波振幅的测量提供了一种手段。通过将计算机生成的周期性光栅图像经投影机直接投影到被测物体的参考平面，经CCD摄像头、图像板捕捉存储形成数字化的光栅图像，利用傅立叶变换莫尔法处理光栅图像，从而获得包含有水表面波的振幅的相位信息，再经适当的几何变换获得振幅信息。我们在垂直振荡装置上进行了不同激励频率和不同振幅的表面波的振幅测量。     

应变测量的光栅法

本文提出一种新的应变测量方法。用模压全息光栅作为应变传感器，测量光栅衍射点空间位置的变化量，直接获得应变或应力分量。全息光栅的模压制作，可以大幅度地降低成本。视频技术与微机技术的运用可以自动地获得应变和应力的数值。     

基于光栅式激光超声声谱的残余应变测量方法研究

提出了一种基于光栅激光超声进行残余应变测量的新型非接触超声检测方法。该方法利用光栅激光源激发具有特定波长的窄频带的相干表面波,通过测量表面波声谱的变化实现残余应变的测量。建立了考虑声弹效应的激光超声有限元模型,模拟了光栅激光超声在施加了预应变的介质中产生的相干表面波,研究了表面波中心频率与材料表面残余应变之间的变化关系,考察了该方法的检测能力。模拟结果表明,光栅激光超声产生的表面波(SW)波速与应变的大小呈线性关系;当应变场深度小于波长(0.05mm)时,表面波的中心频率有明显的下降,之后逐渐趋于平缓。最后,利用拉伸试验得到的具有不同残余塑性应变的试件进行实验测试,验证了基于光栅激光超声的残余应变测量方法的有效性。测量结果表明,相干表面波的波速与塑性应变呈线性关系。     

激光光栅显微图像检测技术及其应用

介绍一种可以用来测量曲面试件表面应分量（εｚ,εθ,εｚθ）的激光光栅显微图像检测技术（ＩＧＭ）,它能实现从小应变到大应变全过程的高精度定量测量。我们将这一技术成功地应用在铁基形状记忆合金（ＦＳＭＡ）管接头的结构设计中,在这项研究中,首先在管接头结构表面制作了变形的载体－位相型干涉光栅,由结构表面产生的衍射光通宵我学系统后形成新的干涉光栅,我们利用数字图像系统接收了逆相变前后各自的干涉图像,采用带     

相移数字云纹测量系统

介绍了一种相位移数字云纹变形测量系统．测试系统采用ＣＣＤ摄像系统记录光栅图像，控制采样的空间频率大约为光栅线密度的整数倍，对试件栅进行采样后用数字信号处理的方法，实现空间相位移及进行实时数字云纹条纹显示，并对相移误差及光栅信号的高阶谐波的影响进行了校正     

光栅应变法的图象处理技术

本文应用数字图象处理技术，对光栅应变法图象进行处理，提出了一种简捷的重心算法，使整个图象处理过程快速简单，自动化程度高，并能保证测量精度，使光栅应变法便于实际测试应用。     

基于Bragg光纤光栅的位移-应变传感器分析

光纤光栅传感器技术应用于力学测试是国内外正在发展的一门新技术.本文基于光纤光栅传感的基本原理,介绍了一种用于位移测量的应变传感器,测得应变与位移变化具有良好的线性特点,重复性好;对该传感器的测量过程进行了有限元模拟,并与实验值进行了比较.     

高温光栅应变法的研究

光栅应变法以高频反射式正交衍射光栅为传感器，通过考查光栅衍射图案的变化来确定试件被测点的全部面内应变分量的刚体转角。这种方法具有无机械接触、不需暗室、防震要求低、灵敏度可调以及易于实现数据采集与处理过程自动化等优点。文中对光栅应变法进行了新的分析，推导出物理意义明确、精度更高的计算公式，并首次将光栅应变法成功地应用于高温下的应变测量。     

一种新的全场应变光学测量方法

采用光栅衍射、光学全息、显微图像分析等技术，本文提出了一种用于固体表面应变直接测量的新的光学方法，并把这一方法应用于铝合金试件的单轴拉伸试验。实验结果表明：该方法的应变测量灵敏度为８×１０－５。     

液层厚度对浮力-热毛细对流面型的影响

将Michelson光学干涉测量系统与图像处理技术相结合，发展形成一种实时诊断热毛细对流和浮力对流流体表面形貌的实验测量系统. 采用光学干涉测量方法研究了两端带有温差的矩形池内薄层流体的对流、表面变形、以及表面波的基本问题. 应用Fourier变换方法对实验结果进行计算和分析，得到了流体表面变形和表面波的定量的实验结果. 实验结果表明了在浮力-热毛细对流的发展过程中，首先出现流体的表面变形，之后在该变形的基础上，叠加了一个表面波的信息，该表面变形和表面波与流体的温度梯度、表面张力、以及浮力有直接的关系；表面波隐藏在表面变形内.     

含环向表面裂纹圆柱壳的波传播特性研究

研究了振动波在含有环向表面裂纹的无限长圆柱壳中的传播特性.圆柱壳体的振动用Flügge方程来描述.运用线弹性断裂力学的理论,考虑到裂纹的张开、滑移和撕裂3种模式以及它们相互之间的耦合,利用分布的线弹簧来模拟裂纹并建立了裂纹所在区域的局部柔度矩阵,得到由此引起的附加位移和壳体中内力之间的关系.在入射波已知的情况下,根据裂纹两侧区域的位移和内力的连续性条件得到了反射和透射波的幅值系数.分析了入射波通过裂纹后的透射、反射系数与激励频率和裂纹尺寸之间的关系.为基于振动功率流方法识别圆柱壳表面损伤提供了理论基础.     

无穷大周期加筋微穿孔板结构振动响应及吸声特性

研究在平面声波斜入射情况下,无穷大双周期加筋的微穿孔薄板结构的振动响应及吸声性能.首先在马大猷和Takahashi微穿孔板声学理论基础上,建立了微穿孔加筋薄板结构振动的半解析模型;然后应用傅里叶变换及空间波数分析方法,将周期加筋微穿孔薄板的振动位移及辐射声压表示为频域内波数的分量迭加形式;最后通过对波数分量进行求解,并利用傅里叶逆变换得到双周期加筋的微穿孔薄板的振动响应及吸声系数表达式.计算结果表明,薄板的弯曲振动在水中对吸声的影响较大,空气中仅对轻质穿孔板的低频吸声效果有一定影响;同时微穿孔率对周期加筋薄板吸声系数的影响明显,通过改变穿孔率和加筋周期等可有效地提高水中微穿孔薄板结构的吸声性能.     

均匀流中双色波传播特性的模拟研究

针对双色波浪与均匀流相互作用问题,采用时域高阶边界元方法建立自由水面满足完全非线性边界条件的数学模型。求解中采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过与已发表试验结果对比,验证了本模型的准确性。通过数值计算研究了水流参数对各组成波及衍生的高阶波幅值、波浪和水流间能量交换的影响规律。     

双周期加筋微穿孔板的振动响应及声透射的研究

本文主要研究了水下无穷大双周期加筋微穿孔薄板,在平面声波斜入射下的振动响应和声透射,并提出了一种半解析半数值的计算方法。利用微穿孔板的声阻抗以及薄板表面的振速边界条件,建立了加筋穿孔薄板的振动方程,并根据傅立叶变换及空间波数法将振动位移表达为波数分量的迭加形式。采用数值计算的方法对波数分量进行求解并通过傅里叶逆变换,最终得到了双周期加筋穿孔薄板的振动响应及透射系数。通过与Takahashi穿孔板声压结果的对比,证明了本方法的正确性。在算例中,分析了加强筋及穿孔率对薄板结构的振动和声透射的影响。     

外爆条件下冲击波与组合壳结构的相互作用

为研究冲击波与组合壳结构的相互作用,针对带防护墙的地面直立钢筋混凝土组合壳结构,考虑结构安置于地面和周边围土2种工况,开展结构爆炸实验,分析了结构外表面冲击波荷载分布及振动特性。实验结果表明:冲击波作用下,结构外表面爆炸荷载主要产生在冲击波绕射过程,确定荷载时应考虑冲击波压力在绕射传播过程中的自然衰减;整个结构中与冲击波最早接触的构件先产生振动,而后由于结构整体参与使得振动频率降低,振动幅值减小;结构周边围土可降低防护墙迎爆部分构件的振动频率,减小防护墙和组合壳的振动幅值。     

Efficient computation of steady solitary gravity waves

An efficient numerical method to compute solitary wave solutions to the free surface Euler equations is reported. It is based on the conformal mapping technique combined with an efficient Fourier pseudo-spectral method. The resulting nonlinear equation is solved via the Petviashvili iterative scheme. The computational results are compared to some existing approaches, such as Tanaka’s method and Fenton’s high-order asymptotic expansion. Several important integral quantities are computed for a large range of amplitudes. The integral representation of the velocity and acceleration fields in the bulk of the fluid is also provided.     

深海采矿系统中悬臂式立管涡激振动分析

不同于传统的海洋立管, 深海采矿系统中的垂直提升管道可以被视为一个底部无约束的柔性悬臂式立管, 工作过程中同样面临涡激振动和柔性变形问题. 本文采用一种无网格离散涡方法和有限元耦合的准三维时域求解数值模型, 系统性地研究了不同流速下悬臂式立管的涡激振动问题. 结果表明: 悬臂式立管的横向振动模态阶数随折合速度增加而增大, 在一定折合速度范围内主导振动模态保持不变; 当主导模态转变时, 对应的横向振幅会发生突降, 但是当新的高阶模态被激发后, 立管振幅随来流速度增加而再次逐渐增大; 在相同的振动模态下, 立管底部位移均方根值随折合速度线性增加, 主导振动频率在模态转变时会出现跳跃现象; 特别地, 本文讨论了三阶主导模态下悬臂式立管的振动响应, 无约束的立管底部呈现出较大的振动能量, 且振幅的驻波特征随折合速度增加而逐渐增强; 本文比较了两端铰支立管与悬臂式立管的涡激振动响应特征, 两者在振幅和主导振动频率两方面均表现出了相同的变化趋势.      

覆水饱和双相介质圆弧场地P波激励下散射问题的理论解

采用波函数展开法对平面P波入射复杂水域地形的空间变异性地震动场进行研究,该水域地形具有覆水层、饱和双相介质、场地非平坦以及第二类分层(场地跨越分层界面)等属性.首先,依据地震波反射和透射特性推导直角坐标系下的自由波场分布;然后,根据场地属性并引入大圆弧法分析极坐标系下的含有待定系数的散射波场;进而,结合土-水分界面和饱和土层分界面边界条件,求解散射波场中的待定系数;最后,通过自由波场和散射波场得到覆水饱和双相介质圆弧场地波函数理论解.基于理论解,通过算例验证了理论推导的合理性及可靠性,分析了地表位移在不同入射条件下的差异性.结果 表明,相对于均匀介质,饱和双相介质会显著影响地表位移分布.此外,入射波频率和角度对地震地面运动特性也有较大的影响.     

Water surface wave radiation generated by multiple cylinders oscillating with identical frequency

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｕｂｊｅｃｔｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗａｖｅｓａｎｄｂｏｄｙｉｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｔｗｏ＿ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒａｄｉａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｃｙｌｉｎｄｅｒｓｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｉｎｏｒｂｅｌｏｗｔｈｅｆｒｅｅｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ,ｗｈｉｃｈｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｗｉｄｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．ＥｖｅｒｓｉｎｃｅＵｒｓｅｌｌｐｕｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｐａｐｅｒ［１］ｉｎｖｏｌｖｉｎ…