用迎风格式计算轴对称喷管的定常超音流动

本工作是用作者提出的迎风格式计算轴对称喷管的定常超音流动问题的一个尝试。迎风格式是守恒的(或弱守恒的)并且是特征线法的近似,同时有对应的边界格式。本文也讨论了用统一差分格式计算激波反射的熵现象,并提出了修正的方法。从一个喷管的计算结果看来,用所提出的迎风格式,边界处理和熵现象处理计算轴对称喷管的定常超音流动是可行的。     

圆柱形弹性壳液耦合系统大幅低频重力波的解析分析

以圆柱形弹性壳液耦合系统为研究对象,对已建立的多自由度非线性振动方程用平均法求其近似解析解,得到了方程组的一次近似定常解结果,由此可知当液固耦合系统受到激振力足够大,且激振频率处于弹性壳体的固有频率和重力波频率之和的一个窄频带范围时,液面以高频为主的振动会转化为以低频为主的大幅重力波运动,这是一种组合共振现象.     

粘性不可压缩流体定常层流管流及柱体的扭转

本文用加权残数法求得了任意等腰三角形及矩形截面的柱体的扭转问题以及和柱体形状相同的等截面长管的不可压缩粘性流体的定常层流问题的近似解.近似解有较高的精确度.另外,文中还提出了变率配域法的概念.     

实现电子闭环控制的非线性动力学系统的周期解

本文对具有自动频率跟踪和反馈稳幅功能的电磁振动机械进行了研究.对实现电子闭环控制的一个半自由度非线性动力学系统(见图1)建立了一个三维机、电振动微分方程纽。应用中心流形定理和Normal Form定理对这类具有自激振动性质的方程组求得第一次近似解.又以GZJ—4型机为例,计算了定常解的稳定域,并给出定常解同电磁铁激磁电压之间的关系.对设计和调试这类产品有指导意义.     

滑移爆轰作用下的金属复板运动

滑移爆轰作用下全属复板运动过程是一个二维不定常问题,迄今还没有个严格的解析解。本文在忽略引爆端部影响的定常假设下,根据Prandtl-Meyer的绕流理论和Lighthill的活塞理论给出了二维近似解析解。将不同质量比和不同爆速条件下的计算结果同闪光X光照片比较,通常,角度误差为1～2。     

各向异性硬化材料中Ⅲ型定常扩展裂纹的有限元分析

1.引言硬化材料的裂纹定常扩展是估计材料裂纹扩展阻力的重要课题。文献[1—2]分别用一种适用于裂纹定常扩展的有限元方法,分析了各向同性硬化材料的裂纹定常扩展问题。然而,大多数工程材料都表现出某种程度的鲍辛格效应,即材料在硬化过程中具有各向异性的性质。扩展裂纹尖端附近的材料经历了加、卸载甚至可能是反向加载的过程。因此,必须计入各向异性硬化的情况。Ibragimov用运动硬化理论讨论了Ⅲ型裂纹的定常扩展。文[4—5]研究了各向异性硬化材料的裂纹尖端渐近场。     

理想流体中定常自由涡环运动

本文研究理想均质不可压缩无界流体中的轴对称定常涡环运动。通过对柱坐标系下的定常Euler方程的高精度数值求解,给出了求涡核区有任意涡量分布情况下轴对称定常涡环解的方法,并就涡环的运动特性进行了讨论,其极限情况与已有的理论解完全一致。在此基础之上,还发展了一种柱坐标系下以傅氏级数为基函数作展开的高效谱方法,成功地解决了奇性(r=0)问题。     

扩展裂纹尖端的塑性热耗散与温度场

材料的不可逆变形功以热的形式耗散，形成温度场，本文考虑Ⅰ型裂纹尖端过程区塑性变形功的热耗散，视裂尖塑性过程区为内热源，通过合理地构造一个热源密度函数，结合裂尖塑性区的近似模型，给出了裂纹定常扩展过程中的裂尖温度场。     

微重力环境下Marangoni对流的有限元数值模拟

本文以悬浮区为背景研究液桥中气液交界面上由表面张力所驱动的流体对流。我们采用有限元方法对轴对称、定常运动方程,能量方程,自由面切向、法向应力平衡条件迭代求解,首次考虑了边界形状的影响,得到了自洽的流区位形和流场、温度场、表面压强分布。一般说来,流区自由面呈弯月形。结果表明,只要表面张力数 C_a<1,静态平衡的流区位形就是动态情况的良好近似。本文还分析了C_a数及G_r 数对流区位形的影响,得到了不同 M_a 数及散热条件下的温度场和流函数分布。     

不可压缩湍流非对称脱体涡流场数值分析

采用拟压缩性方法，Ｂｅａｍ－Ｗａｒｍｉｎｇ近似因式分解格式数值求解三维定常不可压Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程。对Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ代数湍流模型，采用Ｄｅｇａｎｉ－ｓｃｈｉｆｆ修正。计算绕尖头正切拱型旋成柱体的大迎角大雷诺数脱体涡流场，计算结果中的非对称脱体涡与实验相符．     

非线性弹性地基上矩形薄板受双频参数激励作用的非线性振动

应用弹性理论和Galerkin方法建立小挠度矩形薄板在非线性弹性地基上受两对均布纵向简谐激励作用的双模态非线性动力学方程。应用多尺度法求得系统满足双频主参数共振条件的一次近似解和对应的定常解,并进行了数值计算。分析了阻尼系数、地基系数、几何参数等对系统双频主参数共振的影响。     

计算流体选讲(二)——第二章 空气动力学方程边界条件的提法

计算流体的另一大难题是边界条件的处理,这方面的研究,无论是偏微分方程本身还是它的差分近似,都远远落后于实际计算,而在实际流场计算中,如果边界条件提得不合适,那么计算可能不稳定,或数值结果逼近错误的解,或在计算定常解时收敛很慢(收敛于正确或错误的解).对边界条件我们要求:个数正确,提法使初边值问题的解连续依赖于给定的初边值(我们     

小参数广义Lienard型耗散方程周期及三角多项式定常解

本文沿文献[1]提出的,借待定系数法确定Fourier级数的途径,讨论了直接求出小参数广义Lienard型耗散方程定常振动的Fourier级数形式的周期解的可能性和力法.也讨论了非线性自由振动这一特殊情况.找到了求Fourier系数A_(2K-1),B_(2K+1)(K=1,2,…)及非线性角频率ω的公式及方法,这些公式将它们表为复合导数f_t~(K)(x_0),g_t~(K)(x_0)(K=0,1,…)的线性组合.于是,这两类方程的求解,便简化为求各阶复合导数问题.但由于求高阶复合导数的复杂性,本法只能用于求三角多项式近似解.     

非线性振动系统周期运动及其稳定性的数值研究

§1引言确定型非线性振动系统的运动可分类如下: 1.非定常运动;2.定常运动:(1)周期运动,(2)各态历经运动,(3)浑沌运动。其中非定常运动是一暂态过程,会随着时间的增长逐步衰减乃至实际上消失。定常运动中的各态历经运动,指系统至少有两个互不通约(即其比值为无理数)的振动频率,因此运动虽然局      

由运动内热源引起的磁热黏弹性问题的研究

在具有两个热松弛时间的广义热弹性理论下, 研究了处于定常磁场中的均布各向同性黏弹性半空间中, 由以均匀速度运动的线热源引起的瞬态波问题. 通过引入黏弹性向量势和热黏弹性标量势,问题退化为求解3个偏微分方程. 运用Laplace变换(对时间变量)和Fourier变换(对一个空间变量), 得到了变换域内应力和位移的解析表达式. 采用级数展开法, 得到了边界位移在小时间范围内的近似解, 给出了解的近似范围, 同时还研究了两种特例：(1)热源静止不动, (2)不考虑热松弛时间的影响. 最后对于丙烯酸塑料介质给出了数值结果.     

数值求解不可压粘性流体定常运动的格林函数方法

本文提出了一种数值求解不可压粘性流体定常运动的格林函数方法.在本文中利用Stokes方程的基本解作为格林函数将求解不可压粘性流体定常运动的边值问题化为求解速度场和边界应力的非线性积分方程组,在解出速度场和边界应力后可直接计算流场中各点的压力;用有限元近似将积分方程离散化而进行数值求解。对于小雷诺数流动,只归结为求解边界积分方程,使求解区域减少一个维度。对于非线性问题,可用迭代方法求解,在每次迭代中只须解出边界点上的速度或应力。通过几个简单的算例,表明本文所提出的方法具有精度高、处理边界条件简单、通用性强的优点,并具有求解各种复杂流动的潜力。     

密度处理方法在圆柱腔体大温差自然对流数值模拟中的影响

采用Boussinesq近似、不可压-理想气体及密度线性差分三种密度处理方法对大温差(?Tmax=1000K)竖直圆柱腔体的定常自然对流进行了模拟.首先,通过模拟一封闭方腔流动并与文献对比,验证了数值模拟方法的有效性.在此基础上,进一步研究了圆柱腔体中表面曲率κ、瑞利数Ra及温差ΔT的影响,特别是这些因素影响下不同密度处理方法对热壁面平均努谢尔特数Nuave数值结果的影响.结果表明,表面曲率κ是影响圆柱腔体自然对流换热的重要因素,且随着κ的不断减小,其Nuave数会逐渐趋近于方腔对流;同时,在温差ΔT和表面曲率κ较大时,基于Boussinesq近似的方法对Nuave的预测存在较大偏差.     

改善平板风致静力的定常吸气方法

采用基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的数值方法研究了定常吸气方法对平板风致静力的影响。研究对象选为一处于均匀来流风场中的平板模型,在该平板靠近来流端设置定常吸气入口,通过改变定常吸气系数和吸气模式计算该平板模型的风致静力三分力,进而获取定常吸气对平板风致静力作用的影响。风场数值模拟采用RSM(Reynolds Stress Equation Model)湍流模型。计算结果表明,在定常吸气作用下平板的阻力系数显著降低,扭矩系数增大;平板迎风端面的压力随着吸气能量的增强而减小,背风端面的压力基本不变。数值结果表明:定常吸气可以有效地改善平板绕流边界层结构,降低风致阻力。     

线型聚能装药的理论研究

本文提出了一端起爆的线型聚能装药射流形成的不定常理论模型。根据这一模型,当金属罩在爆轰波作用下的运动速度为已知时,则不论此速度是否是时间或初始位置的函数,都能得到射流形成时的速度,质量和位置等参数。 按照本文模型,Defourneaux.M.的定常射流形成定常模型是一个简单的特例。我们利用本文的模型对等厚度装药的情况进行了计算,并与实验结果比较,两者符合良好。同时计算结果表明,考虑射流形成的不定常因素,可以较好地解释射流头部的质量堆积和射流内部的反向速度梯度等实验现象。本文的模型可以为线型聚能切割索的设计提供较为准确的理论指导。     

Чаплыгин非完整系统定常运动的不变流形

本文给出非完整系统定常运动的不变流形以及相对部分变量的定常运动不变流形举例说明结果的应用。