关于绕任意机翼非定常流动的一种无条件稳定的欧拉方程解

本文给出了绕二维与三维刚性或弹性振动机翼非定常无粘流动的欧拉方程解。首先利用Jameson的有限体积方法建立了求解欧拉方程的Runge-Kutta方法。为了提高受Runge-Kutta法稳定性限制的时间步长,文中采用了变系数的残值光顺方法。该方法避免了常系数残值光顺引起局部流场损失较大的问题。同时可在保证原计算格式精度要求下,大幅度提高计算时间步长,从而提高了计算效率。文中以二维与三维矩形机翼为例,分别对其在跨音速流场中作则性或弹性振动的非定常气动力进行了计算,研究了不同振动频率对流动产生的影响。部分计算结果与相应实验结果进行了比较。结果证明本方法是可靠的,可以用于求解绕任意运动机翼非定常流动问题。     

微分本构粘弹性轴向运动弦线横向振动分析的差分法

给出了微分本构粘弹性轴向运动弦线横向振动数值仿真的一种差分法．文中建立了具有微分本构的粘弹性运动弦线的横向振动模型;通过对系统的控制方程和本构方程在不同的分数节点离散,得到一种新的差分方法．利用这一方法,弦线振动方程的数值计算过程可以交替地显式进行,且有较小的截断误差和好的数值稳定性．与通用的方法比较,新的方法计算简单、方便．文中利用方程的不变量检验了数值结果的可靠性,并利用这一方法给出了一类弦线模型的参数振动分析．     

直管束流固耦合振动的数值模拟

为了研究反应堆结构中的诸如燃料棒、蒸汽发生器和其它换热器传热管束等的流体-结构交互作用问题,利用有限体积法离散大涡模拟(large eddy simulation, LES)的流体控制方程,用有限元方法求解结构动力学方程,并结合动网格技术,建立三维流体诱发振动的数值模型,模拟直管束中流体的流动及结构振动,实现计算结构动力学(computational structure dynamics, CSD)与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)之间的联合仿真．首先,基于流固耦合方法对单管的流致振动特性进行了详细分析,得到了其动力学响应与流场特性;其次基于建立的传热管束流致振动计算模型,研究了两并列管、两串列管以及3×3正方形排列管束的流致振动行为．     

任意边界条件下圆柱厚壳自由振动分析的空间变量变换法

本文提出一种一般解析方法——空间变量变换法,用以求解任意边界条件下圆柱厚壳自由振动问题.运用本文方法对悬臂圆柱厚壳的自振特性作了计算,计算结果与薄壳理论相应结果及试验值作了比较.理论分析和计算结果表明,本文方法具有很好的收敛性和精确性,可以推广用于分析梁、板、壳的自由振动.     

有限元法在船体总振动中的应用

当用梁理论计算船体振动的高谐调特性时,理论计算值与实际试验量测值有较大偏差.这样,梁理论不能作为计算高协调振动的一个实际可用的方法.本文应用二维和三维有限元模型计算船体垂直振动.采用我们自己编制的多单元结构动力分析程序DDJ(DL)在国产709计算机上计算了船体A和船体B两个船的船体总振动特性. 计算结果与实测结果比较表明,建立的二维有限元模型较之传统梁模型有明显的优越性.理论计算与实测之间的偏差大大改进,其四、五协调的计算误差由原来梁模型的20%.以上降低到5%以内.而且由于计算模型简单,原始数据准备方便,计算时间短的特点,适宜在国产中小型计算机上实施.因而该计算模型可供设计部门在船舶设计阶段较为精确地计算船舶振动特性使用.     

三维横向流体诱发直管振动的数值模拟

基于有限体积法和有限元法,结合动网格控制技术,建立了横向流体作用下三维弹性直管流致振动计算的数值模型,实现了计算结构动力学与计算流体力学之间的联合仿真．首先,通过对刚性管的静止绕流计算,研究了网格离散方式和不同湍流模型对圆柱类结构静止绕流流场特征的影响和预测能力,得到了适用于双向耦合分析的CFD模型;其次,利用基于双向流固耦合方法的流致振动模型,计算并分析了流体力与结构位移间的相位关系,指出流体力与位移间的相位差是由流体力引起的,同时对双向耦合和单向耦合进行了比较分析;最后通过对直管流致振动的数值计算,联合管表面压力、尾流区时均速度、分离角等时均量,分析了尾流区的流场特征.     

非线性振动系统周期解的数值分析

用直接数值积分法求非线性振动系统的周期解,求解时对初始条件进行迭代,使它与终点条件相一致.积分时间区间(即周期)或运动方程中的某些参数,也可在迭代过程中随同变化,积分方法是变步长的. 用这种“打靶”法求周期解,所需计算工作量相对较少.其中误差主要来源于数值积分,故不难估计并控制它足够小.这种方法可处理各种类型的振动问题,如单自由度和多自由度系统的自由无阻尼振动、强迫振动、自激振动和参数振动等等;也能求得不稳定解和那些对参数变动十分敏感的解.解的稳定性根据相关的周期系数微分方程来研究.求共振曲线或其他振动特性曲线时,利用插值方法并自动调节步长来定出迭代始值. 为了阐明这种方法的通用性,计算了若干例子.非线性的描述可用解析函数或任何其他形式,例如分段线性函数.文中还就所得周期解指出了非线性振动的一些值得注意的性质.部分计算结果与已有的近似解或实验结果作了比较.     

轴向运动梁的横向振动分析

论述了轴向运动梁横向振动问题以及研究轴向运动梁横向振动问题的方法,指出对轴向运动梁横向振动问题研究中存在的一些错误并进行了更正.针对一端可看作固定边界条件的轴向运动悬臂梁,基于连续体的模态叠加法,推导出含自重效应的轴向运动梁动力响应的计算公式,进行实例计算,并对计算结果进行了详细的讨论,得出影响轴向运动梁振动响应的因素主要有速度和运动方向.     

低能电子与N2分子碰撞的振动共振激发微分散射截面 *

用经作者改进后的振动密耦合散射方法和基于量子力学从头计算的静电、交换、与极化散射作用势研究了低能电子与N₂ 分子的振动激发共振微分散射截面 .由于充分考虑了高角动量和分子高对称性对散射过程的贡献 ,所得到的 ( 0→ 2 ,0→ 3,0→ 4)振动激发微分散射截面与实验结果符合得很好 ,获得了实验测得的散射共振位置和振动共振多峰结构.     

柔性头颅模型撞击弹性板的动态响应分析

将柔性接触撞击过程处理为一个振动系统响应,采用机械网络图和求机械阻抗的方法解决了这一动态响应问题。柔性接触撞击模型考虑了头部的实际结构,把头部简化成撞击部位的头皮和头骨的质量、头部其它部分的头骨和脑液的质量、头部的刚度、头皮和脑液的阻尼系数组成的振动模型,弹性板也同样简化成由质量、刚度和阻尼构成的振动模型。采用求激振点速度阻抗的方法,得到了系统的动态撞击力、头部所受到的撞击加速度值,以及板的弹性变形、系统的固有频率等动态响应。实验数据与计算数据符合较好,证明方法是计算撞击作用下系统动态响应的实用方法,从而为头部撞击保护设计提供参考。     

汽车电磁悬架系统的Noether对称性及其应用

研究了含有电磁悬架汽车振动系统的Noether对称性,给出了系统的守恒量,并通过守恒量求得系统的对称性解.以能量形式,建立汽车不同振动形式下的Lagrange(拉格朗日)方程.选取位移坐标为广义坐标,研究了各种振动形式下系统的Noether对称性,并给出相应的Noether恒等式、Killing方程和广义Noether定理.研究系统守恒量,运用存在的守恒量,给出一种新的求解汽车振动系统响应的方法;并应用到具体的车体振动系统计算中,给出了系统在转弯、制动或加速等情况下的位移响应和速度响应曲线.     

光滑曲线与可求长曲线

一些高等数学(微积分)教材在推导曲线长度计算公式时,都假定了“光滑曲线”这一条件.指出光滑性不是建立弧长计算公式的必要条件,在导数x(′t),y′(t)可积的条件下建立了弧长计算公式.     

光滑曲线与可求长曲线的注记

文献[1]指出光滑性不是建立弧长计算公式的必要条件,并在导数x’（t）,y’（t）可积的条件下建立了弧长计算公式．本文对可求长曲线弧长的计算问题进一步探讨,在黎曼（Riemann）可积条件下,给出有限维赋范线性空间上的曲线弧长计算公式．     

Photothermal response of polymer microcantilever with metal coating in fluids

Cantilever beams are used as sensors in a great variety of applications. It is a promising research to study the vibration characteristics of microcantilever for biological and chemical detections. In this paper, a (a a) theoretical model was used to calculate the photothermal vibration frequency spectra of coating polymer microcantilever, which immersed in fluids and excited by an intensity-modulated laser beam. The comparison was made among the response of vibration in different fluids. Theoretical analysis demonstrated that a great distortion occurred to the vibration frequency spectra due to the high density and viscosity of liquids. In addition, it can be concluded from theoretical calculation that the coating has significant effect on the dynamic response of microcantilever.     

截面连续变化悬臂构件挠度计算的等效柱法

基于最大位移相等原理,应用辛普生积分公式导出了截面连续变化悬臂构件挠度计算的等效柱法,将变截面构件挠度计算的复杂积分运算转化为等截面等效柱的惯性矩计算,力学概念明确.算例表明,等效柱法简便实用,适用性广,精度较高,是截面连续变化构件挠度计算的有效方法.     

多元回归分析方法在水力计算中的应用

针对无喉堰的流量计算问题,在模型试验的基础上,应用三元回归分析方法对多个三元非线性数学模型进行筛选,得到了无喉堰淹没出流流量系数的经验公式,并对其精度进行了讨论.对指导实际工程意义重大.     

Growth functions,rewriting systems,and the Euler characteristic

We present a formula that expresses the number of admissible words for an arbitrary system of prohibitions in terms of the generating series. We also indicate applications of this formula to the calculation of the topological entropy of symbolic systems and to the calculation of growth functions of groups and algebras. Translated fromMatematicheskie Zametki, Vol. 58, No. 5, pp. 653–668, November, 1995. This research was partially supported by the Russian Foundation for Basic Research under grant No. 94-01-00820 and by the International Science Foundation grant MV1000.