Vertical motion of a spherical body with decreasing mass

The paper studies the fall and ascent in air of a spherical body with radius linearly decreasing with time. The first integral of the nonlinear equation of motion is expressed in closed form in terms of Bessel functions on the assumption that the aerodynamic drag depends on the velocity as a quadratic polynomial. The second integral is evaluated by an approximate formula. The reliability of the analytic solution is confirmed by comparing it with a numerical solution of the Cauchy problem __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 44, No. 6, pp. 118–125, June 2008.     

Surface instability of a semi-infinite anisotropic elastic body under surface van der Waals forces

We investigate the surface instability of an anisotropic elastic half-plane subjected to surface van der Waals forces due to the influence of another rigid contactor by means of the Stroh formalism. It is observed that the surface of a generally anisotropic elastic half-plane subjected to van der Waals forces from another rigid flat is always unstable. The wave number of the surface wrinkling is only reliant on the positive M₂₂ component of the 3 × 3 surface admittance tensor M, the van der Waals interaction coefficient β and the surface energy γ of the elastic half-plane. The decay rate of surface perturbation along the direction normal to the surface of the anisotropic half-plane is different from the wave number, a phenomenon different from that observed for an isotropic half-plane.     

CMP流场的数值模拟及离心力影响分析

化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)是一项融合化学分解和机械力学的工艺, 其中包含了流体动力润滑的作用.在已有润滑方程的基础上, 提出并分析了带有离心力项的润滑方程.利用Chebyshev加速超松弛技术对有离心力项的润滑方程进行求解,得到离心力对抛光液压力分布的影响. 数值模拟结果表明,压力分布与不带离心力项的润滑方程得出的明显不同;无量纲载荷和转矩随中心膜厚、转角、倾角、抛光垫旋转角速度等参数的变化趋势相同,但数值相差较大, 抛光垫旋转角速度越大差别越大.      

侧向多喷口干扰复杂流动数值模拟研究

采用具有高分辨率的NND格式,通过数值求解N-S方程对典型外形多喷口侧向喷流复杂干扰流动进行了数值模拟. 为了提高计算效率,采用了LU-SGS隐式算法. 采用分块对接网格技术,生成高质量的贴体计算网格,精确模拟喷口截面. 对比分析了不同计算格式、限制器形式、网格拓扑及流动形态(层流与湍流)对喷流干扰流场结构和压力分布特性的影响,研究和分析了喷口附近流场的涡系结构、波系结构和喷流干扰引起的气动力特性. 在上述研究的基础上,针对典型飞行器外形的侧向喷流干扰特性进行了详细的数值模拟,得到了喷口参数(喷口位置、数目等)及来流条件对喷流干扰流场结构、气动力特性的影响规律,并对其流动机理进行了相应的分析. 研究表明,发展的针对多喷口侧喷干扰的数值计算方法是成功的,可以应用于飞行器侧向喷流干扰的流场结构分析及气动力特性数值预测.      

静电微电机微转子接触动力学特性分析

提出静电微电机中转子和固定轴承间相互接触的数学模型，对微尺度下的接触应力和应变 特性进行理论推导，分析静电微电机几何参数、静电力、材料特性及加载电压对接触宽度、 应力和应变特性的影响，对比研究不同工况下接触宽度、接触应力和应变的变化，并就相同 的问题进行有限元分析，探讨摩擦系数对接触区von Mises应力、应变和接触压力 的影响，结果表明有限元模拟所得接触应力和应变分布与数学 模型的解析值较为相似.     

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 在条纹沟槽表面减阻的研究发展及其优点的基础上 对条纹沟槽表面减阻进行水洞实验,研究在航行器外表面加工条纹沟槽所具有的阻 力特性. 通过对光体、0.1mmV型条纹沟槽表面和0.2mmV型条纹沟槽表面3 种不同模型在零攻角、不同水流速度下进行阻力测量, 测得条纹沟槽表面减阻特 性曲线. 从特性曲线中可以看出减阻效果约为8.3%. 实验的结果表明, 条纹沟槽 表面能明显降低水下航行器的阻力.     

不同体型建筑物尾流作用下的高层建筑的风荷载特性

采用高频底座力天平方法,研究了不同断面形状的施扰建筑对一典型断面受扰建筑的静力和动力干扰影响,分析了正方形断面施扰建筑和非正方形断面施扰建筑的干扰效应的差异和产生差异的干扰机理。结果表明:施扰建筑断面形状的改变对静力干扰的影响不显著,但对于动力响应方面则有非常明显的影响。由于位于上游的切角断面施扰建筑脱落的在其尾流中的漩涡频率要明显大于正方形断面施扰建筑的涡脱频率,使得其产生的最大包络动力干扰因子值(EIF)要显著高于断面为正方形施扰建筑的EIF值,最大可达4.41(顺风向)和3.69(横风向),相比断面为正方形的高出142%和82.7%。     

AFM稳定性研究

“突跳”现象严重影响着原子力显微镜(AFM)的性能。根据W igner-Seitz模型微观连续介质理论,建立了AFM针尖同试样面接触力包含斥力的数学模型;由分析力学的稳定平衡条件,发现了引起AFM“突跳”的本质是不稳定平衡点的存在;通过增加AFM悬臂梁刚度,提出了一种避免AFM“突跳”现象发生的方法,并给出仿真结果。     

微力矩导弹舵机负载模拟器的理论研究

以某型号反坦克导弹舵机为对象，对一种称之为微力矩负载模拟器进行了研究。根据该型号导弹舵机的特点，对系统关键元件的选择设计进行了分析，建立了系统的数学模型，并通过分析多余力矩的产生机理，对系统进行了多余力矩补偿和校正，最后进行了仿真分析。     

A SCREW DISLOCATION IN A THREE-PHASE COMPOSITE CYLINDER MODEL WITH INTERFACIAL RIGID LINES

The problem of the elastic interaction between a screw dislocation and a three-phase circular inclusion with interracial rigid lines （anti-cracks） is investigated. An efficient and concise method for the complex multiply connected region is developed, with which explicit series form solutions of the complex potentials in the matrix, and the interphase layer and inclusion regions are derived. Based on the complex potentials, the image force on the screw dislocation is then calculated by using the Peach-Koehler formula. The equilibrium position of the dislocation is discussed in detail for various rigid line geometries, interphase layer thicknesses and material property combinations. The main results show that the interracial rigid lines exert a significant perturbation effect on the motion of the screw dislocation near the circular inclusion surrounded by an interphase layer.