矩形薄膜受迫横振动问题的求解及可视化

膜的横振动分析在乐器膜、耳膜以及植物细胞膜中有着广泛的应用价值.相比自由振动,受迫膜振动问题的研究更符合应用实际.本文采用数学物理定解问题的傅里叶级数法与冲量定理法,对四周固定的均匀矩形薄膜振动问题进行了研究,得到了此类问题在受迫振动下的解析解,并对其振动状态进行了可视化分析.研究发现：一维弦振动解法同样可为二维有界膜振动问题提供简便的求解途径,且膜振动将呈现更加丰富的特点.本文的二维非齐次振动问题的冲量定理解法还可推广到二维有源(汇)输运问题中去.     

强脉冲X光辐照硬铝靶产生喷射冲量的研究

 采用直接测量特定时间间隔系列和变磁阻传感技术的探头原理,实测了强脉冲X光辐照硬铝靶产生的喷射冲量。并给出了解析计算。结果表明,喷射冲量的计算值与实测值是基本符合的。     

电子束辐照冲量的数值计算与实验的对比

利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法模拟了电子在材料中的输运方程，得到了材料中电子的能量沉积剖面，同时结合弹塑性流体力学方程组，对“闪光二号”脉冲电子束发生装置产生的电子束与Ｌｙ－１２铝相互作用的热－力学效应逐炮进行了数值计算，着重研究了喷射冲量及质量亏损，并与实验测试结果进行了对比。     

脉冲激光与碲镉汞相互作用时的冲量耦合

在激光功率密度为４．０×１０８～５．０×１０９Ｗｃｍ－２的范围内，用冲击摆测量了ＮｄＹＡＧ脉冲激光（波长为１．０６μｍ，脉宽为１０ｎｓ）辐照大气中不同面积的ＨｇＣｄＴｅ样品时的冲量耦合系数。从理论上建立了等离子体爆轰模型，对激光结束后等离子体的膨胀过程进行了比较详细的描述，用此模型计算了不同能量的脉冲激光与不同面积的ＨｇＣｄＴｅ相互作用时的冲量耦合系数，计算值与测量值符合得较好。     

脉冲软X光辐射三种材料的喷射冲量实验研究

在强光一号脉冲加速器上进行了国内首次的实验室软X光辐射三种材料的喷射冲量研究。结果表明，在能量为(0.2～0.33)keV、平均脉宽为39ns左右的X光辐射下，对灰漆、白漆和硬铝，在能注量分别为(92～152)J/cm2、(115～136)J/cm2和(163～192)J/cm2时，它们的冲量耦合系数分别为(0.61～0.80)Pa·s/(J·cm-2)、(0.58～0.97)Pa·s/(J·cm-2)和(0.61～0.84)Pa·s/(J·cm-2)。     

基于有效冲量的水下爆炸冲击波对平板结构的毁伤准则

为了准确评估水下爆炸冲击波对平板结构造成的毁伤效果,提出以有效冲量作为毁伤准则的威力参量类别,并给出了考虑球面波斜入射效应的平板结构有效冲量计算方法。新准则通过动量守恒方程计算得到的平板结构实际获得冲量对比毁伤效果,表现为冲击波峰压、时间常数以及板结构特征参数的联合形式。借助数值模拟与文献数据,对比分析了准则的准确度和适用性。结果表明：相对于冲击波峰压、比冲量、能流密度等单一威力参量,新毁伤准则在评估平板结构的毁伤程度时误差更小;在对比不同炸药毁伤威力以及预估未知工况毁伤效果两种应用场景中,新准则的相对误差均在10%以内。新提出的毁伤准则用于对比和评估水下爆炸冲击波对板结构的毁伤效果时具有良好的通用性。     

具有摩擦的刚体碰撞

刚体碰撞是力学上的一个经典问题，但目前大都采用给定恢复系数进行分析的方法，本文则直接从两刚体碰撞时Newton第二定律出发，建立了计及摩擦的两刚体碰撞基本理论，并指出了以往研究通过给定恢复系数方法的错误之处。文中通过利用两刚体接触相对变位加速度与碰撞力的关系，定义了法向等效质量，对二维平面碰撞，通过一些简单的比较和定义给出了各种碰撞状态的分类判别法，并给出了碰撞力和冲量的解析式。指出法向等效质量依赖于碰撞状态，在反向滑动和停止滑动这两状态下的法向等效质量是变化的，因此导致其恢复系数是变化的，这样，恢复系数不仅与接触力(接触点情况)有关，而且还与两刚体的运动和动力参数有关，同时给出各种碰撞状态下的恢复系数计算式。     

大气呼吸模式激光推进的机理分析及数值模拟

就大气呼吸模式的推进机理作了较为系统的分析和研究,导出了考虑反射面几何约束的冲量及冲量耦合系数的近似解析表达式。在数值模拟方面,采用前期点爆炸自模拟解和后期高分辨率PPM格式相结合的新方法,计算了固定的抛物面反射镜聚焦入射平行激光击穿空气形成的高温等离子体流场及其对反射面产生的推动作用。结果表明,推进效应(飞行器获得的推力、总冲量、冲量耦合系数等)与反射面的几何参数和入射激光强度密切相关。83J的激光单脉冲能量算例得到的冲量耦合系数为246Ns/J,略高于同种工况下W.O.Schall等实验得到的耦合系数。     

激光水推进技术的实验研究

激光水推进技术是一种新概念的推进技术,其原理是以水作为推进工质,通过强激光辐照后水的爆炸、反喷进行驱动,具有很高的冲量耦合系数Cm。本文介绍了以硬铝LY12、黄铜、45号钢和石墨作为基板,通过改变基板表面蓄水槽的深度(0mm,3mm,5mm)进行了较系统的激光水推进实验,研究了不同材质基板和不同水槽深度对推进效能的影响,结果表明,蓄水槽深度为3mm的铝基板的Cm最高,达到了350dyne/w,比直接烧蚀提高了2个量级。通过分析实验数据还初步总结出:推进过程中,基板喷射产物颗粒越细,水推进的Cm就越大;对于金属基板,Cm随板材原子量的增加而减小。     

激光多普勒测振仪在炸药加载冲量测量中的应用

在采用炸药加载模拟锥壳结构遭受X射线辐照的结构响应实验中,利用激光多普勒测振仪测量了锥壳表面特征点的水平方向速度曲线.并从载荷的侧向余弦分布特点出发,推导了根据锥壳刚体运动的质心水平方向初速计算加载比冲量峰值的公式.同时根据锥壳表面的质点运动特征,提出了截取结构响应基本结束之后的曲线段进行算术平均,通过理论计算修正得到锥壳刚体运动的质心水平方向初速的数据处理方法.最后给出并分析了测量结果,结果表明采用激光多普勒测振仪可以测量炸药加载下结构的刚体运动速度,从而可进一步计算分析结构受到的载荷大小,其精度可以满足工程测量的要求.