新型低共熔溶剂的制备、表征及物性研究

以氯化1-丁基-3-甲基咪唑鎓([Bmim]Cl)和二元羧酸为原料,由不同摩尔比混合制备了一类新型低共熔溶剂,采用红外光谱对[Bmim]Cl和二元羧酸之间的作用进行了分析。分别测定了其粘度、电导率、密度、折射率等物理性质,并研究了温度、二元羧酸结构和摩尔比对这些物理性质的影响。结果表明,新型低共熔溶剂的粘度随温度的升高而降低,电导率随温度的升高而增加。温度对两者的影响可以采用VTF方程进行精确地拟合。新型低共熔溶剂的密度随温度的升高而呈线性下降。对新型低共熔溶剂的过量摩尔体积进行计算的结果表明,过量摩尔体积均为正值,二元羧酸对过量摩尔体积的贡献远大于[BMIM]Cl,而结构特性的贡献多于物理作用。折射率和密度随二元羧酸碳数的变化趋势基本相似。     

有限时间尺度内分子指向相关的不对称扩散研究

传统的经典扩散理论常常将分子和物体假设为球形,这些分子和物体的扩散是无偏移各向同性的。然而,当我们在纳米尺度去看分子和物体时,这些分子和物体呈现出各种不对称的结构。进一步,当我们观察的时间有限到小于几十纳秒时,我们会看到这些分子和物体的自由扩散表现出与它们的初始方位相关的特性。对于像甲醇分子这样的小分子,在约100 ps的有限时间内,常温下,不对称扩散能占到总扩散的10%左右。这样的不对称扩散丰富了分子的扩散理论,对生命和其他自然界现象的理解具有重要的意义,同时也可能提供一种通过控制分子的方向来驱动分子的方法。     

与结构动特性协同的自适应Newmark方法

提出了一种与结构动特性协同的自适应Newmark方法,其参数可基于数值弥散和数值耗散最小化的条件用解析方法求得.对线性单自由度动力学系统,该方法的相位误差精确为零并且谱半径为1.对线性多自由度系统和非线性系统,该方法在所有二阶积分解法中最精确.数值结果验证了新提出格式的高精度和结论.     

形函数分段定义的弯矩梁特征单元

基于势能原理,根据梁单胞在单位弯矩作用下的静力特性分析,提出了一种允许单元内部存在材料和几何性质不连续的新的梁特征单元,称之为弯矩梁特征单元. 与已有特征单元方法、均匀化方法和一般有限元方法进行了数值比较和分析,位移、内力和频率结果说明了弯矩梁特征单元在精度和效率方面的优越性. 弯矩梁特征单元具有双尺度特征,为构造编织等周期性复合材料结构的宏细观力学行为分析提供了一种思想和方法.     

频域光学相干层析系统的快速色散补偿算法研究

对频域光学相干层析成像系统中色散现象做了理论推导并发展出一种补偿系统色散的软件算法.该算法通过将光谱直接做映射进行色散补偿,省略了希尔伯特变换.这种软件算法比硬件补偿灵活准确,同时与已有软件补偿方法相比,运算速度可提高数倍.从而为实用化的频域及三维光学相干层析系统提供了一种可选择的色散补偿方法.     

各向异性损伤力学在螺纹疲劳寿命预估中的应用

引用损伤力学方法研究金属构件疲劳问题.在微结构力学模型基础上建立轴对称的各向异性疲劳损伤本构关系,通过有限元-附加力解法编制考虑各向异性损伤的有限元程序.应用引入门槛条件的损伤演化方程,并以损伤划分步长预估了构件疲劳裂纹形成与扩展寿命.用这一方法预30CrMnSiNi2Aφ5和φ8螺栓全寿命.结果表明,理论S-N曲线与试验S-N曲线吻合良好并且门槛条件对修正低应力下疲劳寿命有很好的效果.本方法所需机时较少,可用于工程实际构件的高周疲劳寿命预估及抗疲劳优化设计.     

多级轴流压气机叶栅内三维紊流流场的数值模拟

对多级轴流压气机叶栅内三维紊流流场进行数值模拟,采用高精度高分辨率的三阶ENN格式以保证对激波的捕捉和对紊流特征的正确模拟,利用LU-SGS隐式解法提高了计算速度,从而构成了一种既准确又高效的多级跨声速轴流压气机紊流流动数值求解系统.重点研究了动静网格的交接方法及相应的动静交接面处理模型.计算了某带进口导叶的三级轴流压气机,计算结果与实验数据吻合较好.     

钢管混凝土拱稳定分析的有限元法

在20结点三维块体等参元及16结点相对位移板壳元[1]的基础上、引入梁的基本假定,采用等效数值积分法,构造出12-20结点三维退化平面和柱面层合曲梁单元,同时给出用于梁或拱线弹性稳定性分析的有限元列式,最后,以绍兴轻纺大桥为工程背景,计算出轻纺大桥钢管混凝土拱面内屈曲及面外侧倾屈曲的临界荷载.     

高温真实气体底部流动的NS方程数值计算

本文数值模拟了高超音速飞行时钝锥的底部流动.采用轴对称NS方程并考虑真实气体效应.湍流模型采用修正的Baldwin-Lomax涡粘性代数模型,数值方法空间离散对流项采用显式NND格式,粘性项采用中心差.时间离散采用三阶的龙格-库塔法.真实气体模型采用考虑七种组分四种反应的汉森模型.给出了底部流场的压力和温度分布及各组分的浓度分布.可以看出在近底部区域高速流-绕过拐角就产生一回流旋涡区.由于温度变化很大,气体的热力学特性受气体离解、复合和振动能激发的影响.所以整个流动过程变得十分复杂.     

用偏倚缩减法检测壁湍流相干结构的时空尺度

提出了用偏倚缩减法计算壁湍流信号自相关函数,提高了自相关函数的计算精度.用壁湍流脉动速度的时间序列的自相关函数达到第二峰值对应的延迟时间检测壁湍流相干结构的平均周期.用槽道流直接数值模拟近壁区脉动速度自相关函数达到第二个峰值对应延迟长度检测壁湍流相干结构的空间平均尺度.