基于光子图海水点扩展函数的估计

海水中粒子对光的散射是水下图像模糊的主要原因。点扩展函数能够反映海水中光的空间扩散程度,使用点扩展函数,水下图像能被恢复或增强。提出了一种基于光子图海水点扩展函数的估计方法,该方法通过用光子图求解辐射传输方程,对光场内任意点的辐射强度进行估计。通过与蒙特卡洛仿真点扩展函数的方法相比较,结果表明两者具有较好的一致性。     

黏性流体环境下V型悬臂梁结构流固耦合振动特性研究

V型悬臂梁结构在原子力显微镜、微纳机械传感器件中得到了广泛应用, 该结构通常在黏性流体环境下实现精密检测、传感与性能表征,同时也会使得结构的流固耦合振动特性更为复杂, 直接影响器件的动态性能.本文针对V型结构变截面、变刚度等复杂几何特征, 建立了黏性流体环境下V型悬臂梁结构的流固耦合动力学模型, 导出了基于截面孔宽比参数的梁结构的修正水动力函数, 确定了截面孔宽比和频率参数影响下V型悬臂梁结构的水动力函数;理论分析得到了黏性流体中V型梁结构的频率响应特性.同时, 设计了多种不同几何尺寸的V型梁结构, 并在水环境中开展了实验验证, 结果表明, 实验所得频率响应与理论分析结果吻合较好, 验证了V型梁结构水动力函数修正表达式及流固耦合动力学模型.此外, 基于该流固耦合动力学模型, 详细分析了不同流体黏度、V 型梁角度及尺寸变化对耦合系统振动特性的影响.      

柱形装药水中爆炸近场径向压力测试初探

 针对端面起爆柱形装药水中爆炸近场冲击波阵面呈现非球形传播的特点,采用分幅相机记录了炸药起爆36 μs内近场冲击波的传播情况,分析了冲击波在不同时间和不同位置的形状;采用两台高速扫描相机测量了侧边任意一点的冲击波速度,结合Rankine-Hugoniot关系,得到了冲击波阵面的压力;同时用LS-DYNA方法对侧边任意一点的压力进行了数值模拟,两者得到的结果基本一致。     

简单Green函数法模拟三维水下爆炸气泡运动

假定水下爆炸气泡脉动阶段的流场是无旋、不可压缩的,运用势流理论导出气泡边界面运动的控制方程,采用高阶曲面三角形单元离散了维气泡表面,用边界积分法求解气泡的运动．并将计算结果与Rayleigh-Plesset气泡模型和试验数据进行对比分析,分析结果表明高阶曲面单元能够高精度的模拟水下爆炸气泡运动,且比线性单元有多方面的优越性．分别模拟了有、无重力场和刚壁时对气泡运动的影响,并预测了气泡在流场中膨胀、坍塌、迁移、射流形成等苇要动力学行为,同时建立了水下爆炸气泡与圆柱简相互作用的三维模型,模拟了自由液面、圆柱筒附近三维气泡的动力学特性．     

Dynamic Modeling and Tracking Control of 2-Joint Manipulators in Ocean Current Environment北大核心CSCD

The hydrodynamic performance of the underwater manipulator is greatly influenced by the current load. The underwater environment is assumed to be a still water environment and the current load is only considered as a simple random disturbance in the current control research, and the traditional control precision is usually rather low. Based on the Lagrange method and the Newton-Euler method, a dynamic model for 2-joint manipulators in the uniform ocean current environment was derived. In view of the relative motion of the ocean current and the manipulator, the Morison formula was introduced to calculate the water resistance and the inertia force of the ocean current on the manipulator. Based on this dynamic model, the sliding mode control strategy was used to achieve accurate tracking of the ideal trajectory of the manipulator. The simulation results show that, compared with the PD (proportional derivative) control, the sliding mode control strategy has better control effects. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.