柱面受温度载荷的轴对称横观各向同性压电热弹性圆柱的精化理论

将精化理论的研究方法推广到轴对称横观各向同性压电热弹性圆柱的研究中,利用压电热弹性问题的轴对称通解以及准调和函数的Bessel算子函数表示方法,获得了该圆柱在柱面受温度载荷作用下的精确耦合场;当柱面受到随轴向Z增大而逐渐减小的轴对称量纲为一的温度载荷时,绘制出圆柱在半径r分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0时的位移分量、电势、温度增量沿轴向z的分布。结果表明:圆柱在同一高度的情况下,径向位移和轴向位移随半径增大而增大,电势的绝对值也随半径的增大而增大,而温度增量随半径的变化则不明显。此外,本文还通过算例验证了该精化理论应用的正确性。     

弯载下中长圆柱壳表面裂纹的线弹簧模型解

针对含环向表面裂纹的中长圆柱壳,基于薄壳半膜力理论和线弹簧模型,导出了其在弯载作用下的解析解,并给出了相应的表面裂纹前缘的应力强度因子的计算公式以及表面裂纹存在对整个圆柱壳柔度的影响的表达式。研究表明,对于中长圆柱壳中的较长裂纹,裂纹前缘最深点处的应力强度因子对裂纹前缘的形状并不敏感;相应的数值计算结果表明,本文的解与有限元结果的误差不超过3%。     

圆柱定程干涉法纯轴向模式间声速测量结果不一致性分析EI北大核心CSCD

气相声速是流体的基础热物理性质,圆柱定程干涉法是最精确的气相声速测量手段之一。纯轴向共振模式(以下简称纯轴向模式)是圆柱定程干涉法测量声速的常用模式,但不同纯轴向模式测量结果间存在不一致性。本文从声学共振和耗散理论的基本原理出发,结合实验测量数据,分析实验测量中的各类非理想影响因素,揭示了纯轴向模式间出现不一致性的内在机理,为圆柱定程干涉法测量的模式选择提供了理论依据。研究结果表明:奇数和偶数模式在壳体开孔和壳体振动影响方面各有优势;对于奇偶性相同的模式,模式数越大的共振模式受到边界层效应影响越小而受到分子弛豫的影响越大:在远离共鸣腔固有频率的区域内,对于模式数相差不大的纯轴向模式,其测苗结果经修正后,不一致性可降至较低水平。     

NONLINEAR INTERNAL RESONANCE OF FUNCTIONALLY GRADED CYLINDRICAL SHELLS USING THE HAMILTONIAN DYNAMICS

Internal resonance in nonlinear vibration of functionally graded （FG） circular cylin- drical shells in thermal environment is studied using the Hamiltonian dynamics formulation. The material properties are considered to be temperature-dependent. Based on the Karman-Donnell＇s nonlinear shell theory, the kinetic and potential energy of FG cylindrical thin shells are formu- lated. The primary target is to investigate the two-mode internal resonance, which is triggered by geometric and material parameters of shells. Following a secular perturbation procedure, the underlying dynamic characteristics of the two-mode interactions in both exact and near resonance cases are fully discussed. It is revealed that the system will undergo a bifurcation in near resonance case, which induces the dynamic response at high energy level being distinct from the motion at low energy level. The effects of temperature and volume fractions of composition on the exact resonance condition and bifurcation characteristics of FG cylindrical shells are also investigated.     

非定常不可压N-S方程的最小二乘算子分裂有限元法数值求解

采用最小二乘算子分裂有限元法求解非定常不可压N-S(Navier-Stokes)方程,即在每个时间层上采用算子分裂法将N-S方程分裂成扩散项和对流项,这样既能考虑对流占优特点又能顾及方程的扩散性质。扩散项是一个抛物型方程,时间离散采用向后差分格式,空间离散采用标准Galerkin有限元法。对流项的时间项采用后向差分格式,非线性部分用牛顿法进行线性化处理,再用最小二乘有限元法进行空间离散,得到对称正定的代数方程组系数矩阵。采用Re=1000的方腔流对该算法的有效性进行检验,表明其具有较高的精度,能够很好地捕捉流场中的涡结构。同时,对圆柱层流绕流进行了数值研究,通过流线图、压力场、阻力系数、升力系数及斯特劳哈数等结果的分析与对比,表明本文算法对于模拟圆柱层流绕流是准确和可靠的。     

利用光栅测半导体激光波长

依据光栅衍射原理,采用玻璃圆柱把半导体激光扩束成片光源,通过分光计测量激光光谱谱线的衍射角,测定半导体激光波长.这种方法操作简单实用,具有较高的测量精度.     

基于圆柱定程干涉法测量气体黏度的探索

黏度是流体的重要输运性质, 实验测量是获取黏度数据的基本手段. 圆柱定程干涉法是目前测量气相声速最精确的方法之一, 其测量参数为工质的声学共振频率和共振峰半宽. 共鸣腔中气相工质的黏性会导致共振频率的偏移和共振峰半宽的增加, 是声速测量中的重要非理想影响因素. 但通过对共振频率和共振峰半宽的精确测定, 并结合热边界层、进气导管、声学传感器及壳体振动等其他非理想因素的修正, 可以精确反推获得黏度. 本文从理论上探讨了应用圆柱定程干涉法测量共振频率或者共振峰半宽来得到黏度的新方法, 以氩 (Ar) 为例进行了实验验证, 测量结果与文献值具有较好一致性, 证实了方法的可行性. 关键词： 黏度 圆柱共鸣腔 共振频率 共振峰半宽     

自然现象中的黄金比之谜

 向日葵葵花子的排列,植物叶子的分布,猎鹰猎物时的飞行路线,兔子的繁殖,鹦鹉螺和其他软体动物身上的螺线,旋涡星系的外貌以及黑洞是如何从一种状态改变为另一种状态的?这些毫不相干的自然现象之间有什么共同之处吗?答案是:所有这些现象都与一个奇异的数字黄金比有关。黄金比又称“黄金分割”,“黄金数”,甚至有人称之为“极好的比例”,其实就它本身而言,完全不是什么新的概念。希腊几何学的泰斗欧几里德,公元前300年在亚历山大执教时,在其有关几何学和数学的著作《几何原本》一书中对黄金数就做出过定义。但他的定义完全限定在几何学的范围之内,并未揭示它与自然现象有丝毫关联。     

圆柱火焰的可燃极限及稳定性分析

本文从理论上分析了有辐射热损失和曲率的圆柱火焰,推导出了关于火焰位置、火焰温度同热损失和来流速度之间的关系式。并在此基础上对圆柱火焰的可燃极限进行了研究,结果表明热损失对可燃极限产生很大的影响。另外,作者运用线性稳定分析法对有辐射热损失的圆柱火焰作了稳定性分析,得出了判断圆柱火焰稳定与否的通用表达式。