快速瞬态传质过程中非费克效应的实验与理论研究

以ＮａＣｌ溶液和纯水快速接触质量传递过程为例,进行了快速瞬态扩散传质的实验与理 论研究。实验测定了质量传播速度与瞬态浓度分布等的变化规律,揭示了快速瞬态扩散传质所具有 的不同于经典扩散理论所描述的物理机制,并进行了相应的理论分析。结果表明,理论计算与实验 结果吻合良好,修正的Ｆｉｃｋ定律表达式能更真实的反映快速瞬态扩散传质规律。     

Feature Selection Using Tree Model and Classification Through Convolutional Neural Network for Structural Damage Detection

Structural damage detection(SDD)remains highly challenging,due to the difficulty in selecting the optimal damage features from a vast amount of information.In this study,a tree model-based method using decision tree and random forest was employed for feature selection of vibration response signals in SDD.Signal datasets were obtained by numerical experiments and vibration experiments,respectively.Dataset features extracted using this method were input into a convolutional neural network to determine the location of structural damage.Results indicated a 5％to 10％improvement in detection accuracy compared to using original datasets without feature selection,demonstrating the feasibility of this method.The proposed method,based on tree model and classification,addresses the issue of extracting effective information from numerous vibration response signals in structural health monitoring.     

单轴荷载下饱水岩石静态和动态抗压强度的细观力学分析

由于单轴荷载下饱水岩石的动态力学特性与静态力学特性存在很大差异,从宏观上进行力学分析存在局限性。根据岩石受压全应力应变曲线的细观机制,分析了静态及动态单轴荷载条件下孔隙水影响饱水岩石裂纹扩展的情况。在静态单轴压缩条件下,初始裂隙受压使自由水产生孔隙水压力,自由水对翼裂纹有向外挤压的应力,促进裂纹扩展。在动态单轴压缩条件下,自由水会产生粘结力,抑制裂纹扩展。根据翼裂纹受压扩展原理,推导出饱水单轴条件下动态抗压强度、静态抗压强度的计算公式,在相同断裂韧度下,饱水岩石静态抗压强度风干岩石静态抗压强度饱水岩石动态抗压强度。对自然风干和饱水砂岩进行单轴静态、动态压缩实验,结果与理论模型的结果相符。     

残余应力对压力容器破坏模式的影响分析

破前漏(简称LBB)是压力容器、核电站设备结构设计与评价中的一个重要准则.表面裂纹准静态扩展的几何形貌变化规律的预测是破前漏(LBB)评判十分重要的课题之一.本文对特定焊接残余应力场加载作用下,含三维表面裂纹的压力容器模型,用有限元软件(ABAQUS)进行了表面裂纹准静态扩展模拟计算,得到在此残余应力场作用下应力强度因子沿裂纹前缘的分布规律.结合外载引起的应力强度因子,就可以判别裂纹的扩展形貌,从而判断结构是否满足LBB要求.     

多层电磁弹性圆柱壳内波的轴向传播

对多层电磁弹性圆柱壳内波的轴向传播进行了分析.根据柱坐标系下电磁弹性多层结构的几何方程、平衡方程和本构方程,推导出了两个层间变量所满足的状态方程.通过状态方程的解和层间变量连续性条件,得到了多层圆柱体内外表面层间变量的传递关系.最后利用边界条件,导出了波在传播时所满足的频散方程,并求得该结构的模态参数.以一个三层的压电/压磁材料组成的柱壳结构作为数值算例,计算出波在其中轴向传播时的频散关系和模态参数,并对计算结果进行了分析.     

计算智能与力学反问题中的若干问题

计算智能是生物智能的计算模拟,包括人工神经网络、模糊系统和进化计算三个主要部分．参考国内外有关计算智能与力学反问题研究中的某些问题,并结合作者的研究工作,介绍了有关课题的研究状况以及目前的研究进展．     

沥青混合料疲劳过程的损伤力学分析

采用损伤力学方法研究沥青混合料的疲劳失效问题.针对悬壁梁弯曲疲劳试件,推导出疲劳过程中应力场、损伤场和疲劳裂纹形成寿命的工程封闭公式.根据沥青混合料特点,提出一种模拟疲劳裂纹扩展的特征单元失效模式,从而将疲劳裂纹形成与扩展两个阶段统一用损伤力学理论进行描述和分析.本文对沥青混合料试件的疲劳裂纹形成寿命与扩展寿命分段进行了预测,还对疲劳过程中刚度衰减及位移幅值的演化过程进行了数值模拟计算.理论预期与实验结果吻合良好.     

红外CT模拟在混凝土板内部缺陷探测中的应用

红外成像技术采用非接触式检测方法,对结构内部缺陷进行实时、快速大面积扫描探测,作为无损检测领域一项新的技术在土木工程中得到越来越广泛的应用.但是,这种技术的主要缺点是只能通过成像技术显示缺陷表面状况,却无法获知缺陷深度和厚度.本文以一维有缺陷混凝土板为研究对象,采用有限差分法对混凝土板进行热传导数值模拟分析,获得每一点物体表面温度差与缺陷深度及其厚度的非线性对应关系.在此基础上,采用人工神经网络算法,实现对混凝土板内部缺陷的三维重构,即红外CT模拟.本文提出的方法可以同时获得缺陷深度和厚度,并适用于任意形状的缺陷.     

BPM-FSRM混合法分析SOI脊形波导与光纤耦合

用束传播-自由空间辐射模（BPM-FSRM）混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式.将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式-重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分法才可以同时使用.     

方形管内楔形障碍物对火焰结构与传播的影响

通过实验与数值模拟方法对CH4/空气预混火焰在有楔形障碍物的卧式燃烧方管内的传播进行了研究。采用多镜头Cranz Schardin高速摄像机和压力传感器等实验设备获得了高清晰度的障碍物诱导火焰失稳的分幅时序照片以及障碍物背风表面压力变化曲线。数值模拟则基于RANS方法与EDU-Arrhenius燃烧模型,计算结果与实验结果基本相符,反映了火焰在管内传播与变形的详细过程。通过综合分析实验与计算结果,得到了由楔形障碍物导致的火焰加速与变形的内在机理,揭示了火焰传播过程中由层流燃烧向湍流燃烧转捩的本质。