浅水横流中异重冲击射流的大尺度涡结构

采用RNG湍流模型对浅水横流中异重冲击射流的大尺度涡结构进行了详细的数值研究．分析了冲击区滞止点上游壁面涡结构和近区Scarf涡结构的尺度、形成机理和演化特征．计算得到了上游壁面涡的特征尺度,结果表明上游壁面涡具有高度的三维性,其特征尺度依赖于流速比和环境水深．近区Sarf涡结构对横流冲击射流的横向浓度分布具有重要的影响．当流速比相对较小时,在底层壁射流与环境横流的横向边界附近出现明显的高浓度聚集现象,计算结果表明Scarf涡结构对这一高浓度聚集区的形成起主导作用．     

损伤粘弹性Timoshenko梁的拟静态力学行为分析

从考虑损伤的粘弹性材料——一种卷积型本构关系出发,应用Timoshenko梁的基本变形假设,建立损伤粘弹性Timoshenko梁的静、动力学行为研究的数学模型.分析了损伤粘弹性Timoshenko梁在阶跃载荷作用下的准静态力学行为,在Laplace域中得到了挠度和损伤的解析表达式．应用数值逆变换技术,考察了材料粘性参数对梁的挠度和损伤的影响,得到不同时刻损伤和挠度随时间的变化曲线．     

高阶(2+1)维Broer-Kaup方程的局域相干结构

利用推广的齐次平衡方法,研究高阶(2+1)维Broer-Kaup方程的局域相干结构.首先基于推广的齐次平衡方法,给出这个模型的一个非线性变换,并把它变换成一个线性化的方程.然后从线性化方程出发,构造出一个分离变量的拟解.由于拟解中不仅含有两个y的任意函数,而且还有{αi,βi,γk,kj,lk}和{N,M,L}这些参数可以任意选取,因此合适的选择这些函数和参数,可以得到新的相当丰富的孤子结构.方法直接而简单,可推广应用一大类(2+1)维非线性物理模.     

旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法及在波纹管计算中的应用(Ⅰ)

为切实有效地计算波纹管,建立了旋转壳在子午面内整体弯曲几何非线性问题的摄动有限元法。以结构环向应变的均方根为摄动小参数,将有限元节点位移列式和节点力列式直接展开。通过摄动小参数将非线性有限元的载荷分级和迭代过程有机地统一起来,即载荷的分级是有约束的,每一级载荷增量和所对应的位移增量之间的关系是已知的,每一级的计算一步到位。为叙述方便并具实用性,将旋转壳用截锥壳单元进行离散。位移分量和载荷分量沿环向按Fourier级数展开,沿子午线用多项式插值,端面弯矩和横向力化成载荷分量离散到节点上。采用Sanders中小转角非线性几何方程和各向同性广义Hooke定律。对多层材料叠合而成的旋转壳按各层薄膜应变、弯曲应变、扭转应变相等的原则进行处理,该方法能方便有效地计算单层和多层波纹管整体纯弯曲、横向弯曲的几何非线性问题。并为有限元处理非线性问题提供了一条新途径。     

旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法及在波纹管计算中的应用(Ⅱ)

利用(Ⅰ)提出的旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法分析了波纹管在纯弯矩、横向力作用下的刚度和应力分布。首先,将其中的一阶摄动解(线性解)和作者曾经提出的中细环壳一般解、初参数积分解进行了比较,以及与他人的实验、有限元分析进行了比较,表明本法具有良好的精度和可靠性,且如(Ⅰ)所指出的那样,波纹管子午线曲率的突变不妨碍一般直线单元的应用。然后,讨论了波纹管的非线性特征,结果显示,波纹管的非线性效应主要来自其环板,而且环板愈宽非线性效应愈大,例如,C型波纹管相当于环板宽度为零的U型波纹管,因而其非线性效应几乎可以忽略不计。此外,在纯弯矩作用下,依线性解波纹管各个波的应力分布是相同的,而依非线解各个波的应力分布是不相同的,但对于常见的波纹管,在工程精度内线性解是有效的。     

固体平板上超薄水膜去湿润过程的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟研究固体表面超薄水膜的失稳和破裂过程．结果表明薄膜中小扰动将失稳,并在初始阶段线性增长．但固体和液体的相互作用对扰动的初期增长影响较小．最小厚度的下降导致薄膜发生破裂．此后破裂边缘以一定的动态接触角后退．与宏观理论预测一致,边缘半径随时间的变化与时间平方根成正比．若固液相互作用较强,将引起破裂时间延迟,动态接触角减小,固体表面附近的液体密度增加．     

三维管道内有旋流动的涡势函数拟变分原理

通过对一种能解决跨声速有旋流场的数学模型——赝势函数-涡势函数数学模型中的涡势函数进行详细的变分分析,并进一步对涡势函数原方程的数学改造,推导出新型数学模型中涡势函数的几种不同的变分原理,并提出对涡势函数边界条件的处理方法．     

粘弹性板动力稳定性分析中的两模态Galerkin逼近

利用最大Liapunov指数分析法以及其它数值和解析的动力学方法,研究了大挠度粘弹性薄板的动力稳定性。材料的行为由Boltzmann叠加原理描述。采用Galerkin方法将原积分-偏微分模型简化为两模态的近似积分模型,而通过引进新变量,该近似积分模型可进一步化为一个常微分模型。数值比较了1-模态和2-模态截断系统的动力学性质,讨论了面内周期激励下材料的粘弹性性质、加载的幅度和初值对板动力学行为的影响。     

定时间步长变坐标步长差分求解单相Stefan问题

对单相Stefan问题提出了一种定时间步长、变坐标步长的差分求解方法.在固定时间步长内,以计算得到的移动界面位置作为网格节点的坐标,前后界面位置之差为空间步长,逐步地自动形成网格的划分,计算这些节点处的温度,从而获得下一时刻的移动界面的位置.     

蒸汽压力作用下板条的湿热粘弹性分析

本文分别采用Fick第二定律和Fourier热传导定律模拟了板条的湿气场和温度场,并利用分离变量法给出了板条湿气场和温度场的解析解;采用Wong模型的Kitano和Galloway形式,模拟了回流焊接过程中产生的蒸汽压力;基于Weitsman湿热粘弹性本构关系,利用半逆解法和Laplace变换法,给出了在蒸汽压力作用下湿热粘弹性板条位移场和应力场的解析解.借助解析解,研究了温度和湿度对蒸汽压力作用下粘弹性板条位移场和应力场时空分布的影响.