密度不同的颗粒在流体中的沉降特性

采用格子Boltzmann方法(LBM)对雷诺数范围为5≤Re≤12的双颗粒沉降进行了直接数值模拟研究,主要关注颗粒之间的密度差异k对其周期性振动的影响。根据雷诺数颗粒沉降特性可以分成三个阶段,即当Re较小时,颗粒的振动幅度随k的增大而减小,当Re较大时则正好相反,介于两者之间存在一个临界雷诺数,在此雷诺数附近,颗粒的沉降同时具有以上两种特征。同时还研究了两个颗粒的稳定沉降结构以及重颗粒摆脱轻颗粒的条件。     

颗粒在黏弹性流体扩张和收缩流中沉降的格子Boltzmann模拟分析

对于Oldroyd-B型黏弹性流体,本文应用格子Boltzmann方法(LBM),实现了流体在二维1:3扩张流道及3:1收缩流道中流动的数值模拟,获得了黏弹性流体在扩张和收缩流道中的流场分布．结合颗粒的受力和运动规则,基于点源颗粒模型,数值分析了颗粒在扩张流和收缩流中的沉降过程和特征,讨论了颗粒相对质量和起始位置以及雷诺数Re和威森伯格数Wi对颗粒沉降特征的影响．结果表明,颗粒相对质量和起始位置以及Re对颗粒沉降轨迹和落点影响较大,而Wi的影响则较小．     

矩形槽道内表面活性剂减阻流体流场特性

采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均. 结果显示: 与牛顿流体相比, 表面活性剂减阻流体接近于层流流动,横向速度脉动被大幅减弱,导致湍流输运减弱,雷诺应力远远小于水. 减阻流体流向速度脉动呈条带特征,沿流动方向发展,反映了减阻流体不同于水的湍流输运特征.      

矩形槽道内表面活性剂减阻流体场特性

采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁 面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉 动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均. 结 果显示: 与牛顿流体相比, 表面活性剂减阻流体接近于层流流动,横向速度脉动被大幅 减弱,导致湍流输运减弱,雷诺应力远远小于水. 减阻流体流向速度脉动呈条带 特征,沿流动方向发展,反映了减阻流体不同于水的湍流输运特征.     

涂层表面粗糙性对流体噪声的影响

在铝合金回转体表面涂上一定粗糙度的低表面能涂层，涂层表面的不平度平均高度在６．３～１０．０μｍ时，涂层模型表面为光滑水力壁，这时表面粗糙所引起的那部分流噪声可忽略不计．在光滑（Ｒｚ＝３．２～６．３μｍ）的铝合金模型表面喷涂涂层后，涂层表面较粗糙（Ｒｚ＝１０．０～２０．０μｍ）时，同样在相应的频率范围内涂层模型仍有降噪的效果，而且对不同涂层材料其表面粗糙度对流噪声的影响也不相同．     

表面凹槽对流体动压润滑油膜厚度的影响

利用自行研发的面接触光干涉油膜厚度测量系统,对表面凹槽滑块的流体动压润滑油膜厚度进行了试验测量,试验中以静止的微型凹槽滑块平面和旋转的光学透明圆盘平面构成润滑副,且两润滑平面始终保持平行;在固定的载荷(速度)条件下,对油膜厚度-速度(载荷)曲线进行测量.结果表明：凹槽的宽度,深度,方向和位置等因素对油膜厚度有着重要影响.同时采用经典Reynolds方程对油膜厚度进行了理论计算,结果表明理论值在某些条件下并不能解释试验结果.     

弹性-触变性流体的定态剪切粘度与瞬态应力响应

用四种不同级数的动力学方程以表示分散物系内结构单元的聚集与解聚速率,并导出相应的定态和瞬态结构参数式。设弹性模量 G 与结构参数的关系具有与粘度函数相同的形式,求解 Maxwell 方程获得瞬态应力响应。 两种乳浊液的实验证明本文提出的流变模型可以表征弹性-触变性流体的流变性。用n=m=2 的模型可对这些乳浊液作出最佳模拟。     

孔隙流体耦合效应对射流冲击应力分布的影响分析

运用全解耦流固耦合理论,建立了水射流冲击岩石介质流固耦合数值分析模型,给出了数值算法,计算分析了考虑和不考虑孔隙流体耦合效应对射流冲击岩石时应力分布的影响规律。结果表明,在射流冲击作用下,如不考虑孔隙流体耦合作用,最大拉应力位于冲击面,离冲击中心径向距离与喷距成正比,最大剪切应力位于岩石冲击中心下部约0.5倍喷嘴直径位置;如考虑孔隙流体耦合作用,最大拉应力位于岩石冲击中心下部约0.4倍喷嘴直径位置。数值分析结果可为水射流破岩机理研究中岩石破坏准则的选择提供依据。     

非离子表面活性剂体系层状液晶中硫化锌纳米颗粒的抗磨性

利用层状液晶中溶剂厚度的限定性,在ＴｒｉｔｏｎＸ－１００／Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶中,分别各以０．１ｍｏｌ／Ｌ的Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２和Ｎａ２Ｓ水溶液代替组分水制备出粒径约为１０ｎｍＺｎＳ颗粒,并对层状液晶中ＺｎＳ纳米颗粒的抗磨性能进行了研究,结果表明,ＺｎＳ纳米颗粒能提高ＴｒｉｔｏｎＸ－１０Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶的抗磨性,但对极压性能无影响。     

弹性动力学的应力效应

讨论了弹性动力学中的应力应变关系，并给出一种修正的关系式。     

弹性动力学的应力效应

讨论了弹性动力学中的应力应变关系,并给出一种修正的关系式。     

偶应力的弹性理论

1.引言在经典的连续介质力学中,物体是假设由无穷小的质点所组成,因而不能承受分布的体力偶及面力偶的作用,不然的话就要导致无限大应力的出现.在此假设下,得到的应力张量是对称的.1887年W.Voigt 设想过物体是由非常小但不为零的体积元素所组成,内面力偶的存在是可能的.1909年Cosserat 兄弟提出了一个偶应力(couple-stresses)的理论,但长期内,这个理论没有受到应有的注意.1910年C.Somigliana,1953年S.Bodaszewski 考虑了非对称应力的情况,但他们的结果是错误的.1956年R.Tiffen 和A.C.Stevenson 研究了受有体力偶的弹性体的无     

T应力对光弹性条纹影响的理论分析

以裂尖弹性应力场的多参数模型为基础,研究I型、II型以及I/II混合型裂纹参数对光弹性条纹的影响. T应力的存在和符号影响着等色线条纹环的半径大小和旋转方向,对于纯I型或II型裂纹而言,条纹环的旋转角度只与T应力有关;而对于I/II混合型裂纹,条纹环旋转角度与K_{\rm I}, K_{\rm II}和T应力有关. T应力的存在使得I型裂纹在裂尖±π/3方向上出现2个各向同性点(T应力为正时),使得II型裂纹在裂尖后的裂纹面上出现1个各向同性点. 对于I/II混合型裂纹而言,当T应力为正时等倾线出现距裂尖半径不等的3个各向同性点;反之, T应力为负时在裂尖后只存在1个各向同性点,这些各向同性点分别与I型和II型裂纹情况具有相同的规律.      

用光弹性方法研究厚壁压力容器内表面裂纹的应力强度因子

本文针对三维裂纹纹尖的应力状态及裂纹表面均匀受压的情况，用应力函数法导出了纹尖近区域应力级数解；用光弹性方法测定厚壁压力容器内表面沿９０°（纵方向），５７°，４１°，２７°，０°（横方向）布置的圆形裂纹应力强度因子Ｋ１，ＫⅡ和ＫⅢ的分布，在光弹分析中引入了二阶非奇异项，并在数据处理中采用了阻尼最小二乘法以获得精度较高的解。     

圆柱壳体的曲率半径对表面裂纹应力强度因子的影响

本文探讨了含周向内、外半椭圆表面裂纹圆柱壳体的曲率半径对其应力强度因子K_1的影响.主要内容包括三个部分:1.用光弹性法测定了含周向半椭圆表面裂纹圆柱壳的应力强度因子.2.用焦散线法测定了含周向半椭圆表面裂纹圆柱壳体的应力强度因子.3.拟合出了曲率修正因子F_c的近似计算公式.文章给出的结果与已有的理论结果吻合.曲率修正因子F_c的近似计算公式在给定的范围内能够满足工程上的需要.     

泊松系数对用光弹性法确定应力强度因子的影响

光弹性法确定应力强度因子的概念是 G.RIrwin 在1950年提出的,之后,特别是七十年代以来,许多人进行了这方面的研究,使这一方法由最初提出的求解二维静态 K_1的方法发展成为能解决三维静态 K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ和二维动态 K_1,K_Ⅱ的方法。由于工程上常见的复杂三维裂纹体的应力强度因子用计算方法求解的困难,三维光弹性确定应力强度因子的方法就更具有吸引力了。然而,在用三维光弹模型确定工程结构的应力强度因子时还存在一个不符合相似准则的     

表面活性剂溶液中弹性胶束断裂作用下圆柱绕流特征研究

表面活性剂分子溶于水自组装形成的蠕虫状胶束溶液由于其高表面活性和高黏弹性,具有独特的力学响应特性,呈现出与牛顿流体迥异的流动特征。采用考虑溶液中胶束可逆断裂和重构效应的双组分VCM本构方程,研究了溶液流变学特性,发现溶液拉伸应力随应变率呈现出拉伸硬化-稀化-硬化的强非线性特征。研究了蠕虫状胶束溶液绕圆柱流动的特性,在低雷诺数(Re～0.01)下,当维森贝格数Wi>1时,流场出现较强的不稳定性,绕流尾迹区流场呈现随时间波动的特征,通过功率谱分析发现流场波动具有拟周期特征,当胶束断裂引起流体拉伸应力对弹性响应的非线性增强时,流场波动的不规则性增强。圆柱后缘附近出现一对周期性变化的对称涡,表明流体弹性会促进流动分离的发生,流体拉伸应力对弹性变化的强非线性响应是造成低雷诺数绕流流动不稳定性的根本原因,揭示了蠕虫状胶束溶液在低雷诺数高黏弹性时绕流流动不稳定性的产生机理。     

表面能对纳米颗粒的晶格收缩和固有频率的影响

由于纳米颗粒具有很大的比表面积，因此，表面能对它的力学性能有着不可忽略的影响．本文给出了由表面能所导致的纳米颗粒晶格收缩效应的解析结果，与试验观察定量上相当一致；计算了表面能对纳米颗粒固有频率的影响，预测了由于表面能的影响，纳米颗粒出现的“振动软化”现象．     

双颗粒沉降的动力学分析

采用格子Boltzmann-虚拟区域方法对雷诺数范围为50≤Re≤200的双颗粒自由沉降进行了直接数值模拟。首先,研究发现双颗粒最终沉降的位置分别在通道的1/4和3/4位置附近,且与颗粒的初始间距、雷诺数以及通道宽度无关。其次,重点研究了颗粒沉降过程中所受的侧向力(与沉降方向垂直),首次揭示了侧向力的振动频率与雷诺数呈二次关系,且单颗粒的结果始终小于双颗粒的结果;研究还发现侧向力的振动频率与通道宽度近似呈幂律函数关系,且幂律指数与雷诺数有关,雷诺数越大,幂律指数的绝对值越小。最后还研究了雷诺数及通道宽度对侧向力振动振幅的影响。