基于当流活塞理论的气动弹性计算方法研究

发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法--基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例,并和原始活塞理论、非定常Euler方程结果作了比较.由于局部地使用活塞理论假设,这种方法大大地克服了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的限制.与非定常Euler方程方法相比,当地流活塞理论的效率很高.     

小波分析在悬臂梁裂纹识别中的应用

基于空间信号的小波分析理论,将含裂纹悬臂梁前四阶振型信息直接用于小波变换,小波系数在空间域上的突变反映了裂纹的存在并指出了裂纹的位置.本文分析了前四阶振型对小波识别结果的敏感性,利用小波系数模极大值在尺度上的表现与Lipschitz指数之闻的关系建立了集中因子和裂纹深度之间的关系,以此来估计裂纹深度.鉴于实测信号往往是含噪声信号,分析了噪声对识别结果的影响规律.数值算例表明利用sym4小波对含裂纹梁的四阶振型信息进行小波分析可以准确地识别出裂纹的位置和深度;高阶振型对结构损伤较为敏感,高阶振型更适合于微裂纹和含噪声信息的处理,但高阶振型的非线性也会给裂纹识别带来一定的困难.使用本文方法进行结构裂纹参数识别,噪声对裂纹位置的影响只是指示清晰度的影响,基本不会产生错误的识别,而对裂纹深度的影响远比对位置的影响复杂,由于小波系数混入了噪声成分,从而增加了集中因子的取值,致使识别结果总是比真实结果偏大.     

基于气动力降阶模型的跨音速气动弹性稳定性分析

基于离散型输入输出差分模型,运用非定常CFD方法训练信号,然后运用最小二乘方法进行参数辨识,得到降阶的非定常气动力模型,再将该离散差分模型转换为连续时间域内的状态方程。耦合气动状态方程和结构状态方程,得到耦合系统的气动弹性状态方程。求解不同动压下状态矩阵的特征值,根据根轨迹图分析系统的稳定性特性。分析结果与直接耦合CFD/CSD方法结果相吻合,可以计算跨音速非线性气动弹性问题。其计算效率比直接耦合CFD/CSD方法提高1~2个数量级。针对Isogai wing在跨音速出现的S型颤振边界进行了较为细致的分析,阐述了该现象是由于系统诱发颤振的分支随着速度(来流动压)的提高而发生转移所导致的。     

再谈拔河比赛中的力学分析

本文建立了拔河运动员的受力模型,分析了拉绳倾角、身体倾角、运动员姿态等因素对拔河结果的影响规律.结果表明,抬高拉绳有利于增大我方的最大静摩擦力;较小的身体倾角有利于减小拉绳的拉力矩,但需要综合考虑拉绳倾角的影响;手臂弯曲后可减小拉绳的拉力矩;腿部微弯会同时导致拉力矩和重力矩减少,但通过脚蹬地,可将腿部力量转化为拉力从而...     

利用Duffing系统周期跳跃的弱超声导波识别

在超声导波检测中,由小缺陷产生的弱回波信号有可能淹没在噪声信号中从而造成漏检风险,通过分析Duffing系统随策动力幅值变化的分岔特性,获得了系统发生周期跳跃的临界状态,将与策动力同频率的弱回波信号作为干扰项叠加到Duffing系统临界状态中,相当于改变了策动力的幅值,从而引起临界状态的周期跳跃,依据系统的周期跳跃实现...     

简议塔科马大桥坍塌的原因与启示

塔科马大桥建成仅4个月就坍塌毁掉了。坍塌的主要原因是风致颤振,此外,还有许多其他形式的解释。本文从设计、建设、坍塌过程、事故调查、科学家针对大桥的各种研究等方面对大桥坍塌的原因进行了简明的介绍,并总结了事故对之后大桥设计与建造的启示。     

The complex variable meshless local Petrov—Galerkin method of solving two-dimensional potential problems

Based on the complex variable moving least-square(CVMLS) approximation and a local symmetric weak form,the complex variable meshless local Petrov-Galerkin(CVMLPG) method of solving two-dimensional potential problems is presented in this paper.In the present formulation,the trial function of a two-dimensional problem is formed with a one-dimensional basis function.The number of unknown coefficients in the trial function of the CVMLS approximation is less than that in the trial function of the moving least-square(MLS) approximation.The essential boundary conditions are imposed by the penalty method.The main advantage of this approach over the conventional meshless local Petrov-Galerkin(MLPG) method is its computational efficiency.Several numerical examples are presented to illustrate the implementation and performance of the present CVMLPG method.     

Spin-orbit coupling adjusting topological superfluid of mass-imbalanced Fermi gas

Topological superfluid state is different from the normal superfluid one due to the excitation energy gap on the boundary. How to obtain the topological superfluid state by using spin-orbit coupling to control the s-waves paired mass-imbalanced Fermi gas is a recent novel topic. In this paper, we study the topological superfluid phase diagram of two-dimensional mass-imbalanced Fermi gas with Rashba spin-orbit coupling at zero temperature. We find that due to the competition among mass imbalance, pairing interaction and spin-orbit coupling, there is a double-well structure in the thermodynamic potential, which affects the properties of the ground state of the system. We comprehensively give the phase diagrams of the system on the plane of spin-orbit coupling and chemical potential, and the phase diagrams on the plane of the reduced mass ratio and two-body binding energy. This study not only points out the stable region of topological superfluid state of mass-imbalanced Fermi gas, but also provides a detailed theoretical basis for better observation of topological superfluid state in experiments.     

Non-Condon效应对电子转移速率影响的理论模拟及其在有机半导体中的应用

随着Condon近似下各种电子转移理论的不断发展与完善和人们对non-Condon效应在电子转移过程中重要作用认识的逐步深入,已建立了几个理论模型来研究这种效应对电子转移速率的影响.本文主要总结了近两年来我们在non-Condon效应电子转移理论方面的工作,首先阐述了指数型、高斯型以及直线型non-Condon电子转移速率的全量子表达式,然后运用该理论模型以及分子动力学模拟计算了二噻吩四硫富瓦烯（DT-TTF）有机半导体的迁移率.此外,还进一步利用数值模拟详细研究了这三种线型的non-Condon效应在量子尺度上对电子转移速率的影响.     

高超声速再入体表面热流计算

运用非结构网格计算外部无粘流场,并结合边界层内粘性主导区域的工程算法,计算高超声速飞行器的气动加热。通过求解三维Euler方程确定复杂外形飞行器的边界层外缘参数,在理论与经验公式的基础上,利用局部相似性解的方法计算了钝锥和钝双锥外形有攻角再入的表面热流,并与国内外文献的NS方程数值计算结果和风洞试验结果进行了对比,三者的结果吻合较好。