MULTISCALE MECHANICAL BEHAVIORS IN DISCRETE MATERIALS:A REVIEW

The discrete material,which belongs to the category of soft materials,is one of the most prevalent forms of matter in nature and engineering fields.These materials often exhibit abundant and complex mechanical properties which are still far from being perfectly understood.From the view of multi-scale framework concentrated on the ‘bridge’ role in the macro-micro relation,this review mainly introduces some theoretical investigations of mechanical behaviors in discrete materials,including the continuum constitutive model based on the macroscopic phe-nomenological approach and coupled micro-macro approach,the statistical analysis of some micro-scopic physical quantities involved contacted forces between particles and its transmission within the whole system,and the statistical analysis for some microscopic processes in aeolian landform systems involving the grain-bed impact,the transportation and sedimentation of wind-blown sand flux,et al.Finally,some further worthwhile challenges in these fields are suggested.     

兰州化物所多尺度强韧化类金刚石碳基薄膜研究与应用取得进展

中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室薛群基院士和王立平研究员带领的团队在多尺度强韧化类金刚石碳基薄膜研究与应用方面取得了重要进展。     

黏弹性屈曲梁非线性内共振稳态周期响应

研究了内共振下简支边界屈曲黏弹性梁受迫振动稳态周期幅频响应.考虑Kelvin黏弹性本构关系,并通过对非平凡平衡位形做坐标变换,建立屈曲梁横向振动的非线性偏微分-积分模型.基于对控制方程的Galerkin截断,得到多维非线性常微分方程组.在前两阶模态内共振存在的条件下,运用多尺度法分析截断后的控制方程,利用可解性条件消除长期项,获得一阶主共振下的幅值与相角方程.通过数值算例以展示系统稳态幅频响应关系以及失稳区域,从而聚焦系统共振中存在的非线性现象,如跳跃现象、滞后现象,并讨论了双跳跃现象随轴向荷载的演化.通过直接数值方法处理截断方程,数值验证近似解析解,计算结果表明多尺度法具有较高精度.     

膨胀土分类的灰色变权聚类法

将灰色变权聚类法应用于膨胀土的分类.结果表明,用灰色变权聚类法对膨胀土的胀缩等级进行分类,其结果更合理、更客观.     

社区教育评价的模糊等级和灰色关联度方法研究

阐述社区教育评价中应用模糊集合论方法的必要性;提出L-R型模糊数以及7个模糊等级的梯形模糊数和三角形模糊数表示方法及其清晰化计算公式;提出对象评判经模糊等级评价、综合并清晰化得出评价矩阵的方法;在提出理想矩阵基础上建立评价的灰色关系系数矩阵,最终求出每一评判对象的关联度,以此确定排序.举出由5名评价人员,对8个评判对象社区教育教学内容按"教学内容体现时代特色"、"教学内容体现社会关注"、"教学内容体现实际应用"3个指标进行评判的示例,得出绩效排序为Q_8优于Q_4优于Q_3优于Q_1优于Q_7优于Q_2优于Q_5优于Q_6的结果.     

热带气旋登陆概率的Logistic模拟

本研究采用1949--2008年近60年的热带气旋资料,对热带气旋源地分布与登陆概率进行了描述统计以及相关分析;并在此基础上建立Logistic模型,模拟热带气旋的登陆概率。结果显示:(1)西北太平洋热带气旋源地分布和登陆气旋的源地分布存在显著差异。0°-10°N纬度带登陆频数与生成频数比偏低,纬度带10°-15°N则两者具有一致性,而15°N以北登陆频数比偏高。经度的分布上135°E以西偏高,135°E以东偏低。(2)热带气旋登陆概率与源地存在显著相关关系。以西北太平洋热带气旋源地做5°×5°的经纬度分类,源地愈偏东登陆概率愈小,而TC源地纬度变化对其登陆概率的影响不如经度变化显著,但是随纬度偏北略为增加。(3)Logistic模型对影响和登陆我国的热带气旋拟合表明,经度带由西向东4个生成TC频数较多的典型海区,即南海中北部海面、菲律宾群岛以东和琉球群岛附近海面、马里亚纳群岛附近海面、马绍尔群岛附近海面的登陆概率逐渐减低。本文首次将非参数检验、Logistic概率回归模型等统计方法应用于热带气旋气候特征研究,提高了对西北太平洋热带气旋源地与其登陆关联性的统计规律性认识。     

带有奖惩作用的密度算子及应用

针对择优或罚劣的评价问题,对密度算子进行拓展,提出了带有奖惩作用的密度集结算子。该算子在给定奖惩等级的基础上,按照密度算子的思想对评价信息进行集结。首先,按照实际需要确定奖惩等级,并分别从奖励和惩罚两个方面给出了等级权重的确定方法;在此基础上,依据指标的发展情况给出了指标权重的获取方法;然后,对密度加权向量进行了界定,据此得到最终带有奖惩作用的评价结果。最后,通过一个算例对带有奖惩作用密度算子的应用进行了说明。该方法尤其适用于员工的激励或惩罚、优秀人才的甄选问题等。     

一维非线性梁方程的摄动解

对于两端固定的一维非线性梁方程的初边值问题,用多重尺度法求得近似解的首项,并用能量方法结合非线性Gronwall不等式得出了近似解首项的误差的一致性估计.     

微通道中压力驱动Poiseuille流数值分析

采用26阶矩方程方法对稀薄气体在平板微通道与微圆通道中压力驱动的Poiseuille流动进行数值分析,获得稀薄气体在微通道内的速度分布、压力分布规律。数值分析结果表明:气体压力在微通道中沿主流方向呈非线性分布,且非线性程度随Kn数的增大而减小,分布趋势随Kn数的改变产生微小的变化;随Kn数的增大,微圆通道中气体沿径向速度分布出现双峰现象。研究结果与DSMC方法及格子-Boltzmann方法对比符合较好。