球体入水空泡演变和运动特性影响试验研究

为了探究表面粗糙度对球体入水空泡演变及运动特性的影响,基于实验室开放水槽试验系统,选取了5种表面粗糙度的球体,使用高速摄像机记录入水过程,并得到了各个球体的入水空泡、喷溅的演变过程以及运动特性的变化。发现入水空泡和喷溅的闭合都会给球体一个负方向的加速度。通过对比不同表面粗糙度球体的位移、速度、加速度曲线,发现表面粗糙度最大的球体在砰击阶段结束后,其速度会明显小于其他球体,并且表面粗糙度对球体运动的影响主要体现在入水早期。分析了上述各球体的入水空泡闭合后,与自由面相连的空泡的收缩运动,发现其收缩速度和加速度曲线均会出现极大值点,呈现出球体表面粗糙度越大出现得越早的趋势。     

光滑粒子动力学方法的发展与应用

光滑粒子动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是一种拉格朗日型无网格粒子方法,已经成功地应用到了工程和科学的众多领域.SPH使用粒子离散及代表所模拟的介质,并且基于粒子体系估算和近似介质运动的控制方程.本文分析和综述了SPH模拟方法的发展历程、数值方法与应用进展.介绍了SPH方法的基本思想;从连续性、边界处理、稳定性和计算效率4个方面阐述了SPH方法的研究现状;介绍了SPH方法近年来在可压缩流动、不可压缩流动以及弹塑性材料高速变形与失效方面的一些典型应用;并对SPH方法的发展与应用进行了预测与展望.      

Shock calculation based on second viscosity using local differential quadrature method

Based on the second viscosity, the local differential quadrature (LDQ) method is applied to solve shock tube problems. It is shown that it is necessary to consider the second viscosity to calculate shocks and to simulate shock tubes based on the viscosity model. The roles of the shear viscous stress and the second viscous stress are checked. The results show that the viscosity model combined with the LDQ method can capture the main characteristics of shocks, and this technique is objective and simple.     

使用解析方法获得FitzHugh-Nagumo方程新的peakon解

依据对FitzHugh-Nagumo方程的研究,通过微分变化法近似分析出FitzHugh-Nagumo方程,获得了这个方程的尖峰孤立波（peakon soliton）的解,从而获得了更多形式的peakon解,同时也分析了微分变换法（differential transform method, DTM）收敛区域和收敛速度．构建的微分变换法,结合帕德(Padé)逼近,构建一个明确的,完全解析,对FitzHugh-Nagumo方程全部有意义的尖波解．其主要思想是限制边界条件而令导数在孤立波不存在峰值,但导数的孤立波在两侧存在．结果表明,微分变换法在参数很小的情况下可以避免摄动的限制．表明这种方法提供了一种强大而有效地获得FitzHugh-Nagumo方程新的peakon解的数学方法．     

激光刻痕聚丙烯塑料失效破坏的参数识别

采用等效截面积法建立了激光加工微孔的有限元模型及带激光刻痕聚丙烯塑料板的冲击模型,并 通过参数识别方法确定了材料的失效应变。通过极差分析得出该塑料材料的冲击断裂强度随撕裂线直径的 增大而增大,随冲击速度的增大而减小。这与实验结果一致。     

无限深水中具有指数密度变率的周期性永形内波渐进解析解

采用同伦分析方法研究了一系列有限振幅的周期深水驻波问题.水密度在垂直方向的分布可以是变化的,假设为指数连续分布.提出一种新形式的偏微分方程作为辅助方程,获得解的新的表达形式来满足底部的边界条件和无限大的刚性假设.给出了解的表达式中系数的递推关系和周期海洋内波形成的永久驻波的显式表达式.得到垂直方向和水平方向的全局收敛解,揭示了密度变量和内波幅度间的关系.同伦分析方法对求解具有指数密度率周期性的永形波解是一致有效的.     

涡旋演化的小波自适应模拟

该文考察了小波自适应方法用于涡旋运动的演化过程．首先,通过两个初边值问题,说明小波方法具有可精度可控和局部结构自动捕捉的能力．然后,计算了涡旋的合并过程,结果表明,小波方法可以准确高效的应用于流动涡旋的演化预测,进而,讨论了小波方法在湍流数值模拟中的应用．     

基于第二粘性用局部微分求积法计算激波

考虑第二粘性效应,采用局部微分求积法数值求解激波问题．首先解释了在激波计算时,有必要考虑第二粘性,然后基于粘性模型,对一维和二维激波进行了数值模拟,还分别考察了剪切粘性力和第二粘性力对数值结果的影响．结果表明,采用粘性模型加上局部微分求积法能够模拟出激波特征,具有客观、简单的优点．     

小波自适应方法模拟二维涡旋演化

以涡量方程为控制方程,模拟初始状态涡量分布为高斯分布三个涡旋演化过程.提出一个关联实际流动的小波系数临界值,小波系数分为临界值以上及以下部分,进而涡量可分成尺度系数项、小波系数突出项和小波系数平凡项三部分.只采用尺度系数项和小波系数突出项近似涡量,既可以节约计算量,还可以自动追踪绝大部分的拟涡能.数值结果表明,用不到10%的小波系数,可控制99%以上的拟涡能.     

让杂志向读者微笑

如何让杂志向读者微笑？ 这是个匪夷所思但又令我们不得不面对的问题，为了寻求答案，科技智囊杂志社请来了在培训界名头很响的汪俊宏先生（感激营销是其独有心得的咨询领域），为我们全体员工上了一次培训课。