表面涂层半球全发射率的非接触测量探索

涂层表面发射率是飞行器表面涂层性能的关键指标之一。本文针对现有测量方法的局限性,建立了非接触测量半球全发射率的数学模型,应用红外相机作为探测器,开发了涂层发射率的非接触测量装置,该装置可实现原位、实时的测量;通过实验分析了影响测量结果的多个因素,利用搭建的非接触测量装置对多种涂层试样进行了标定和检测,并将测试结果与某型辐射率仪的测量结果进行比较,半球全发射率最大相对误差百分数小于4.1%,验证了该测量方法的有效性。     

车路耦合非线性振动高阶Galerkin截断研究

将移动车辆模型化为运动的两自由度质量-弹簧-阻尼系统,道路模型化为立方非线性黏弹性地基上的弹性梁,并将路面不平度设定为简谐函数．通过受力分析,建立车路非线性耦合振动高阶偏微分方程．采用高阶Galerkin截断结合数值方法求解耦合系统的动态响应．首次研究不同截断阶数对车路耦合非线性振动动态响应的影响,确定Galerkin截断研究车路耦合振动的收敛性．研究结果表明,对于软土地基的沥青路面,耦合振动的动态响应,需要150阶以上的截断才能达到收敛效果．并通过高阶收敛的Galerkin截断研究了系统参数对车路耦合非线性振动动态响应的影响.     

一种基于H-R变分的杂交广义元方法

基于Hellinger Reissner变分原理,通过构造合适的应力场函数使其能更方便和更准确地得到节点上的应力值,同时结合广义有限元构造广义位移插值的方法,在不提高单元节点数目的前提下提高位移场函数的阶次,从而提高其求解精度．这种方法能同时灵活地构造应力场和位移场,在同等精度条件下能占用较少内存和求解更少的方程数目,计算结果也显示了这种方法的有效性和很高的计算精度．     

基于元胞自动机模型的C型交织区交通流特性

根据C型双侧交织区的车辆换道特征建立相应的换道规则,采用多车道元胞自动机模型研究交织区系统的交通流特性. 通过数值模拟得到了不同交织区长度下的相图,表明当主路和匝道交通流均为自由流时,交织区长度对系统影响不大,但当主路或匝道拥挤时,交织区长度的增加可以明显改善入口匝道的交通流状况. 进一步讨论了主路畅通而交织流量较大情形下主路上的车辆密度、速度和换道频率分布,发现换道集中在合流区和分流区附近,并造成相应路段上的局部拥堵.      

Rayleigh-Bénard湍流热对流研究的进展、现状及展望

对流现象广泛存在于恒星和行星里.在地球上,对流现象在诸如大气、海洋、地核和地幔等众多动力学系统中起着重要作用.Rayleigh-Bénard(RB)湍流热对流系统是从这些复杂的自然现象中抽象出来的研究对流问题的经典流体力学模型.本文主要从湍流传热、羽流、大尺度流动结构、速度和温度脉动的小尺度统计和非传统RB对流等几个方面着重评述近年来RB对流的若干研究新进展,并对今后的研究做出展望.     

ADVANCES AND OUTLOOK IN TURBULENT RAYLEIGH-BENARD CONVECTION

对流现象广泛存在于恒星和行星里.在地球上,对流现象在诸如大气、海洋、地核和地幔等众多动力学系统中起着重要作用.Rayleigh-Bénard（RB）湍流热对流系统是从这些复杂的自然现象中抽象出来的研究对流问题的经典流体力学模型.本文主要从湍流传热、羽流、大尺度流动结构、速度和温度脉动的小尺度统计和非传统RB对流等几个方面着重评述近年来RB对流的若干研究新进展,并对今后的研究做出展望.     

横观各向同性超弹性球壳的有限振动

应用有限变形动力学理论研究了一种横观各向同性不可压超弹性材料球壳在表面突加均布拉伸载荷作用下的有限振动问题．给出了球壳振动的振幅和外加载荷之间的关系,得到了,球壳振动的相同和近似的周期,讨论了球壳振动的振幅、相图及振动的周期和材料各向异性程度的关系．     

交通流瓶颈效应的运动学描述.

采用一个推广的LWR模型研究交通瓶颈效应.通过求解流通量间断的Riemann问题,得到关于模型解结构的解析结果,由此导出了描述在瓶颈上游车流的排队现象及其队列长度和高度(密度)的一个典型解,并能够构造模型方程的一种δ-映射算法.更有意义的是,表明了通过采用三角形基本图,这一运动学模型能够描述时走时停波.通过数值模拟,验证丁数值结果与解析结果的一致性,从而支撑了文章的理论结果.     

跳跃振子平衡及其分岔的能量分析

用能量方法研究了跳跃振子的平衡与分岔.用势能驻值条件确定了平衡位置所满足的方程,通过势能极值判断平衡的稳定性.在不同的弹簧构型下,数值计算了平衡随系统弹性刚度和质量比变化的分岔图.结果表明,弹性刚度和质量比较小时,系统只有一个稳定平衡点和一个不稳定平衡点;刚度和质量比充分大时,系统分岔出一个新的稳定平衡点和一个新的不稳定平衡点.     

纳米颗粒的表面效应和电极颗粒间挤压作用对锂离子电池电压迟滞的影响

硅作为锂离子电池电极材料之一,其应力效应尤为突出,进而将影响电池性能.本文建立了电化学反应-扩散-应力全耦合模型,并研究了恒压充放电条件下扩散诱导应力、表面效应和颗粒间挤压作用对电压迟滞的影响.结果发现,应力及其导致的电压迟滞程度与颗粒尺寸相关.在大颗粒(颗粒半径r 100 nm)中,扩散诱导应力是导致电势迟滞效应的主要因素,这将导致电池能量耗散.对于纳米级小颗粒(r 100 nm)而言,表面效应占据主导,表面效应虽然能缓解电压迟滞,同时却会使驱动电化学反应部分的过电势回线下移,造成锂化容量衰减.本文综合考虑了扩散诱导应力和表面效应,得出:半径为10 nm的颗粒将会使电极具备较好的综合性能.此外,对于硅电极而言,颗粒间挤压作用会使应力回线向压应力状态演化,进而导致锂化容量的衰减.计算结果表明,在电极设计中,对孔隙率设定下限值有助于提升电极性能.