一种快速稳健的并行多块结构动网格方法

为解决传统网格处理方法不能满足复杂外形在大设计空间内进行优化时对网格质量的要求的问题,提出了一种并行多块动网格方法,该方法基于初始外形的多块结构网格,根据优化过程中个体外形与初始外形拓扑结构相近的特性,利用体样条插值方法来拟合多块结构网格各块顶点的位移,得到几何外形变化后的拓扑结构,再利用无限插值方法并行地移动初始外形多块结构网格的边、面和块内的网格点,进行光顺处理后得到变形后几何外形的空间网格;该方法在保证网格质量的同时,可以极大地提高网格生成效率,本文以某翼身组合体为例结果表明,该方法在大设计空间的复杂外形设计问题中具有很强的实用性。     

基于特征线理论的辨识法在激波装配中的应用

准确地给出激波位置信息对于激波装配极为重要.但是,在使用计算流体力学（computational fluid dyna-mics,CFD）方法模拟复杂流动时很难准确地给出激波的位置.根据激波捕捉得到的流场信息确定的激波位置往往带有极大误差,在定常问题的模拟中,这种误差可以随着迭代逐渐消除,然而在非定常问题的模拟中,这种误差往往会积累甚至导致计算崩溃.文章将基于特征线理论的激波辨识技术应用到激波装配中,根据已有流场信息准确判断激波的位置.对于定常问题,该方法的应用加速了收敛速度;对于非定常问题,该方法的应用可以极大地避免初始误差的产生.      

拱坝—地基动力体系的简化计算模型及其在地震作用上的动力反应分析

通过对拱坝地基的半夫限空间动力体系的分析,提出了拱坝－地基动力相互作用问题的简化求解途径,并结合小湾拱坝进行了实验分析。结果表明,这种直接应用于时域求解的简化模型,既反映了影响相互作用的主要因素,又使计算工作量大大减少,结果可靠合理,便于工程上的推广应用,同时为进一步进行非线性体系在时域中的简化计算打下了基础。     

基于复合波动推进的柔性鳍运动机理研究

仿鱼机器人具有高效游动能力与良好的环境适应性,被广泛应用于资源开发、环境勘探以及两栖救援等复杂任务中。本文提出了一种基于横纵波复合运动的柔性波动鳍推进器,对其水下运动机理进行分析,构建了复合波动推进的波动鳍运动模型,通过数值方法对其水下运动性能进行研究,探究其水下推进力、推进速度和推进效率等参数的变化规律。结果表明：柔性鳍在运动时所受推进力呈波动变化,一段时间后波动均值为零,鳍面高压区与低压区呈周期性变化;波动鳍驱动其周围流体获得动能,推进器最大速度达到1.2 m/s,周围流体速度可达1 m/s左右;随着偏转角增加,复合波动鳍面推进效率也相应增大,相比未偏转时其效率提高了11%左右。     

高速气流作用下激光加热金属平板数值模拟

数值模拟研究了高速气流作用下激光加热金属平板温度场。流体控制方程为三维雷诺平均Navier-Stokes方程,固体控制方程为能量方程,湍流粘性系数求解使用k-两方程模型。采用流固耦合计算方法,使用两相流模型模拟气流对烧蚀物的剥蚀,较完整地模拟了激光辐照金属材料的物理变化过程,计算得到了不同气流速度下金属平板的温度分布以及烧蚀形貌。分别使用两相流方法和动网格方法对高速气流作用下激光对金属板的烧蚀效应进行了计算,结果表明,两相流方法与动网格方法都能较好地模拟高速气流作用下激光加热金属平板的温度响应,由于两相流方法能够较全面地模拟对流换热、熔化与凝固过程以及金属液体在气流冲刷下的动力学过程,因此能获得比动网格方法更为合理的物理图像。     

运用初等数学处理“彩虹圈”中的几个物理问题

对一种弹簧玩具彩虹圈进行了物理模型上的简化,运用初等数学对彩虹圈的伸长量、能量、悬停时间、落地速度等进行了计算.     

无圈超图的计数

研究了标号超图的计数, 得到2个公式: 一个是关于严格(D)-连通无圈齐超图的显式计数公式, 另一个是关于线性无圈超图数目的递推公式.     

羧甲基壳聚糖掺杂聚苯胺的制备及其在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

选用结构中同时带有羟基、羧基和氨基的羧甲基壳聚糖为掺杂酸,通过改变掺杂酸与苯胺单体的比例实现了产物从纳米纤维(直径为100nm)到空心微米小球(直径为200nm)的转变.傅立叶红外(FTIR)和紫外可见光谱(UV)表征结果表明,纳米纤维和空心微米小球均为掺杂态聚苯胺.另外,采用电化学交流阻抗技术和动电位极化方法研究了所得聚苯胺在0.5mol/L盐酸溶液中对碳钢的缓蚀作用.结果表明,聚苯胺的加入量为40mg/L时,其对碳钢的缓蚀效率高达91.6%～92.3%.