墙体绕墙顶转动情况下挡土墙主动土压力分布

根据库仑土压力理论的假设,挡土墙上的土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,给出了墙体绕墙顶转动变位模式下土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点的理论公式,并与库仑土压力理论、墙体平动变位模式下土压力和有关实验结果进行了比较．结果表明,墙体绕墙顶转动变位模式下土压力合力与墙体平动变位模式下土压力合力相等,且等于库仑理论计算结果,但土压力合力作用点和土压力分布有显著差别．     

Elastic Analysis of Anisotropic Functionally Graded Rotating Disks With Non-Uniform Thicknesses北大核心CSCD

研究了任意梯度变化的变厚度各向异性转动圆盘的弹性问题.假设圆盘绕刚性轴匀速转动,其材料性能和厚度沿径向任意梯度变化.考虑圆盘在中心转轴处受位移约束,外侧自由,根据各向异性转动圆盘的平衡微分方程,得到关于径向应力的Fredholm积分方程,继而通过对Fredholm积分方程进行数值求解,得到结构的位移场和应力场.对具体梯度变化情况仅需代入相应梯度变化进行求解即可.数值算例部分,通过假设厚度、弹性模量等参数为特殊的幂函数形式,将由Fredholm积分方程求出的数值解与对应的精确解进行对比,以及针对常见的Voigt模型,将由该方法算得的数值解和ANSYS有限元计算结果进行对比,验证了该方法的准确性和精度.其次,针对Voigt模型,重点分析了厚度变化、材料性能梯度参数、各向异性度等对应力场和位移场的影响.提出了针对材料性能和厚度沿径向呈任意梯度变化的圆盘结构弹性分析方法,将为优化功能梯度圆盘的结构和材料参数、有效调整构件应力分布、提高结构安全性,提供强有力的工具;算例分析结果对功能梯度圆盘在复杂条件下的结构安全设计有重要的理论指导意义.     

圆柱土样Biot固结模型的Green函数及其土体体积应变规律

通过建立横观各向同性圆柱土样轴对称Biot固结问题的Green·函数,得到了用Green函数表示的径向位移分布表达式和相应的空隙水压力的精确解析解.该方法不仅避免了将问题的解分解为弹性静力学解和渗流拟动态解的叠加的过程和复杂的积分变换,而且问题的级数解形式简洁,收敛速度较快,便于数值计算和圆柱土样的全场渗流固结规律的分析.最后以此结果具体分析了Mandel-Cryer效应在圆柱土样不同位置的强弱程度和土的泊松比对Mandel-Cryer效应的影响,表明本文方法的正确性.     

刚性方程组M(X)(t)+C(X)(t)+KX(t)=F(t)解的探讨

讨论了刚性常微分方程组(1)的解析解和数值解,给出了解的一般形式和应用该算法的数值例子.     

带有平面边界凸曲面的无穷小刚性对偶问题的可解性

本文重新讨论了一类带有平面边界的凸曲面的无穷小刚性问题.找到该线性化等距嵌入系统和齐次线性化Gauss-Codazzi系统之间的对偶关系.主要找到了齐次线性等距嵌入系统的对偶问题及对偶边界条件,并证明了其具有非平凡解,再次验证了该类凸曲面具有无穷小非刚性.     

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.     

基于状态方程矩形层合板多种边界条件下的解析解

以边界位移函数方法为基础,推导了矩形层合板多种边界条件下的非齐次状态方程和定解条件.将非齐次状态方程增维齐次化,可避免积分时可能出现的数值病态问题,并简化了计算过程.边界位移沿厚度方向非线性分布假设可以适当减少数值结果收敛要求的薄层数.数值结果可作为其它数值法或半解析法的标准解.该文的方法可为分析更加复杂的边界条件问题提供参考.     

微极热弹性无限板的轴对称自由振动

研究了在应力自由和刚性固定边界条件下,无能量耗散的均匀、各向同性微极热弹性无限板的轴对称自由振动波的传播,导出了相应的对称和斜对称模态波传播的闭合式特征方程和不同区域的特征方程.对短波的情况,应力自由热绝缘和等温板中对称和斜对称模态波传播的特征方程退化为Rayleigh表面波频率方程.根据导出的特征方程得到了热弹性、微极弹性和弹性板的结果.在对称和斜对称运动中计算了板的位移分量幅值、微转动幅值和温度分布,给出了对称和斜对称模式的频散曲线,并示出了位移分量和微转动幅值和温度分布的曲线.能够发现理论分析和数值结论是非常一致的.     

定荷载和双面排水条件下非饱和土一维固结的解析解

基于多孔介质弹性理论,结合粒间吸应力表示的有效应力原理,建立了非饱和土固结的耦合偏微分控制方程.考虑一维问题,采用Laplace积分变换,得到了定荷载和双面排水条件下非饱和土固结的解析解答.通过数值算例,分析了土体饱和度对超孔隙水压力、有效应力以及土层沉降的影响规律.结果表明,土体的初始饱和度越高,则孔隙水压力消散得越快,有效应力增加越快.     

带有临界点的解析函数的圆模式逼近

一个圆模式是指复平面C上具有特定交角的一种圆格局.给定有界单连通区域ΩC内一个具有有限多个临界点的解析函数F,首先利用有分枝圆模式枝术构造了F的离散近似解,然后证明了这个近似解序列在Ω的紧子集上一致收敛于该解析函数F.这为带有临界点的解析函数的数值计算提供一种新的方法.     

Variational calculus method for passive earth pressure on rigid retaining walls with strip surcharge on backfills

In light of the limit equilibrium conditions of soil mass retained by rigid retaining walls with distanced strip surcharge on its top surface, a variational calculus method is provided to calculate the passive earth pressure on the wall. By establishing the functional relationship between the earth pressure and potential slip surface as well as normal stress on it under a specified action point of the resultant force of the earth pressure, a unified closed-form solution to the passive earth pressure is derived and preformed easily by an implicit solution tactic via Matlab. It can quantitatively exhibit the influences of fundamental parameters on the force and corresponding critical slip surface including the soil properties, soil-wall interface friction angle, dip angle of the wall back, dip angle of the top surface of the retained soil, strip surcharge, net distance from the wall back to the surcharge, distribution width of the surcharge, and so on. These parameters except for unit weight, cohesion of soil and strip surcharge have nonlinear influence on the value of the passive earth pressure. Analysis results of some examples indicate the passive earth pressure by the proposed method is usually less than that by traditional limit equilibrium methods, and equal to the Coulomb's solution under certain conditions.     

New mathematical model for computing natural frequencies of retaining walls considering soil–structure interaction

In this study, a new analytical model is proposed for estimating natural frequencies of retaining walls, and accordingly three closed-form formulas are presented for calculating the first three natural frequencies. In the first step, rigid body motion of retaining walls is taken into account and two closed-form formulas for calculating natural frequencies of the rigid mode of deformation are presented via exact solution. Next, applying the energy method, a new closed-form formula is developed for calculating the natural frequency of the flexural deformation mode. Another innovation of this paper is the modeling of the foundation soil with both torsional and translational springs that make it possible to consider rocking and sliding modes for retaining wall motion. Additionally, the effect of backfill soil interaction is taken into consideration by massless translational springs along the wall. The results thus obtained from the proposed formulas are then compared with numerical analysis using ANSYS software, and a good agreement was observed.     

Analysis of fluid flow and heat transfer in coolant ducts of friction clutches

This paper deals with the numerical simulation of the fluid flow in coolant ducts as wall as the calculation of temperature field in fluid and solid of a friction clutch. The simulations are carried out by means of commercial software based on a finite volume method in a relative framework, where the fluid flow is not time dependent. The results in dependence of rotation speed and slip velocity show interesting secondary flow in the ducts. Different flow pattern have distinct influence on the temperature field and the heat transfer. (© 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

基于坐标平移法的正常固结非饱和土三剪弹塑性本构模型

采用单应力变量法和双应力变量法建立了非饱和土的三剪统一强度准则,在此基础上用坐标平移法分别推导了相应的破坏应力比.将所得破坏应力比与非饱和土修正Cambridge模型进行结合,分别建立了单应力变量及双应力变量下的正常固结非饱和土三剪弹塑性本构模型,并对其做了ABAQUS二次开发.以南昌非饱和重塑红土为研究对象,分别对其...     

Finite element calculations of flow past a spherical bubble rising on the axis of a cylindrical tube

The velocity and pressure fields of a Newtonian fluid with homogeneous and constant physical properties flowing around a sphere on the axis of a cylindrical tube with no slip, free slip and partial slip at the sphere surface and no slip at the cylinder wall have been calculated by solving the Navier-Stokes equations and the continuity equation using the finite element technique with the penalty function method. Terminal rise velocities of spherical air bubbles in water have been calculated as function of the bubble radius and some conclusions have been drawn about the nature of the interface. Finally, the influence of the presence of a cylindrical wall on the drag force has been determined and a new empirical equation is derived for the wall correction factor for a sphere rising with free slip at its surface at low Reynolds number.     

一维气液两相漂移模型全隐式AUSMV算法研究

气液两相漂移模型显式AUSMV（advection upstream splitting method combined with flux vector splitting method）算法的时间步长受限于CFL（Courant-Friedrichs-Lewy）条件，为了提高计算效率，建立了一种全隐式AUSMV算法求解气液两相漂移模型.采用AUSM格式结合FVS（flux vector splitting）格式构造连续方程和运动方程的对流项数值通量，AUSM格式构造压力项数值通量.离散控制方程是非线性方程组，采用六阶Newton(牛顿)法结合数值Jacobi矩阵求解.计算经典算例Zuber-Findlay激波管问题和复杂漂移关系变质量流动问题，结果分析表明:全隐式AUSMV算法，色散效应小，无数值震荡，计算精度高.在压力波波速高的条件下，可以显著提高计算效率，耗散效应小.     

微极流体蠕动泵经由滑移边界管道输送的Stokes流动

计及管道边界条件滑移的影响,研究微极流体蠕动泵,经由圆柱形管道输运的Stokes流动.壁面运动的控制方程为正弦波方程.使用润滑理论,得到了轴向速度、微转动向量、流函数、压力梯度、摩擦力和机械效率的解析数值解.用图形表示出构成参数,如像耦合参数、微极参数和表征蠕流泵特性的滑移参数、摩擦力和俘获现象的影响.数值计算表明,当耦合参数较大时,需要蠕动泵的压力更大,而微极参数和滑移参数正相反.俘获团块的大小随耦合参数和微极参数的减小而缩小,而随滑移参数的增大而缩小.     

粉末注射成形填充过程的数值模拟

本文将粉末注射成形喂料在薄壁模腔中的流动视为二维流动，以流变学的基本方程为基础，建立了从动量方程、连续方程和热传递方程得到的描述PIM喂料充模二维流动的数学模型。在无滑移边界的条件下，推导了喂料熔体流导率的计算公式和压力场的控制方程，得到的压力场控制方程是一非线性椭圆偏微分方程．从而可用Galerkin方法进行数值求解，使模型的数值求解成为可能，为进一步对粉末注射成形进行计算机模拟和数值分析奠定了数学基础。     

基于线性涡模型的风洞孔壁干扰特性分析

发展了一种适用于二元翼型试验洞壁干扰特性的评估和修正方法.基于Prandtl-Glauert速度势方程和布置在模型及洞壁表面的线性涡,采用迭代方法计算了风洞孔壁对翼型表面压力分布特性的影响,分析了不同孔壁透气特性参数的影响规律和量值,利用与国外参考结果及风洞试验结果的对比确定了该方法的准确性.结果表明,孔壁对翼型绕流的影响主要反映在上翼面吸力峰和最大厚度位置之间,使压力系数减小,积分后的升力系数降低,且随着孔壁透气特性参数的增大,洞壁干扰由实壁特性向开口特性发展,洞壁干扰、影响量急剧增大.与传统方法相比,该方法计算快速,结果可靠,同时具备试验前评估的能力,可用于亚临界范围内翼型表面压力的快速估算,以及翼型试验的洞壁干扰修正.