求解水下纵向加肋无限长非圆柱壳声辐射问题的一种新的半解析方法

基于齐次扩容精细积分法和复数矢径虚拟边界谱方法，利用Fourier积分变换和稳相法，提出了一种具有较高效率和精度的新的求解水下纵向加肋无限长非圆柱壳声辐射问题的半解析方法．考虑了非圆柱壳和肋骨之间同时存在多种相互作用力和力偶矩，较已往很多学者仅计及法向相互作用力更加符合实际．不仅比较了该文方法和精确解计算纵向加肋圆柱壳在集中点力激励下的声辐射计算结果，同时还研究了肋骨数量、大小以及椭圆柱壳横截面椭圆度对声辐射特性的影响．数值计算结果表明该文方法较已有的混合FE-BE法更为有效．     

研究了雷诺数Re=200, 1000, 线速度比$\alpha =0.5$,

研究了雷诺数Re=200, 1000, 线速度比$\alpha =0.5$, 2.0, 4.0, 强迫振荡频率$f_{s}=0.1\sim 2.0$情况下的旋转振荡圆柱绕流问题. 通 过基于非结构同位网格有限体积法对Navier-Stokes方程进行数值求解. 对流项、扩 散项和非恒定项的离散格式均具有二阶精度，利用SIMPLE算法处理压力-速度耦合. 计算得到了作用力系数随不同控制参数的变化规律. 通过对升力系数的频谱分析得到 自然脱落频率和强迫振荡频率下的作用力振幅. 通过对不同频率作用力幅值的分析， 得到频率之间的竞争关系，进而定量地给出了不同尾迹涡脱落模式的分区图.     

微重力下变内角毛细驱动流研究

本文研究了在满足Concus-Finn条件时,微重力环境下内角沿容器轴线变化时的毛细驱动流问题,建立了变内角的毛细流动控制方程,获得了变内角流动的近似解析解,并与FLOW-3D软件的数值模拟结果进行了对比验证. 计算结果表明,随着时间的增大,近似解析解与数值解的相对误差越来越小,在6 s以后,相对误差不超过5%. 论文研究了不同结构参数对内角毛细流动的影响规律,得出液体前缘位置和液面高度均随内角、接触角、内角斜率和内角幂指数的增大而减小的结论. 在不同时刻,液体的液面高度随着时间的增大而增大,但在初始时刻存在一个常高度,该高度不随时间的变化而变化. 在空间流体管理时,可以根据本文的工作进行容器设计和选择适合的溶液. 关键词： 变内角 毛细驱动流 近似解析解 前缘位置     

小问题2021-1

《小问题》栏目欢迎来稿出题(请自拟题目或注明题目来源),题目及解答请寄《力学与实践》编辑部,采用后将致薄酬。2021-1如图1所示,已知平面上质点A和B的运动rA(t),rB(t)。C点为A和B速度(速度大小不为零,方向不平行)方向延线的交点。(1)求点C的运动方程和速度;(2)已知点A的运动为rA(t)=ti+t2j/2,质点B点质量为m,作用在B上的作用力为f。     

碱金属盐LiCl对聚酰亚胺微球化的影响

以两步法为基础,采用非水乳液体系,先通过单体聚合得到聚酰胺酸溶液(PAA),然后经酰亚胺化使PI微球化,成功得到PI微球。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析仪(TGA)等手段表征了PI微球的化学结构和微观形貌,探讨了在制备过程中加入碱金属盐LiCl对PI微球化形态的影响。研究结果表明,LiCl的加入使得PI微球聚集态形貌出现孔隙结构,而当LiCl浓度达到临界点时,聚合物基体的孔隙率增加,形貌呈均匀的微孔状"海绵"结构。此外,通过热分析得出,Li盐的加入对微球的热稳定性几乎没有影响。     

基于POD-Galerkin降维方法的热毛细对流分岔分析

作为流动与传热相互耦合的非线性过程, 热毛细对流有着复杂的转捩过程, 探究流场和温度场随参数变化而发生的分岔现象, 是热毛细对流研究的一个重要课题. 基于本征正交分解的POD-Galerkin降维方法可以通过提取特征模态, 构建低维模型, 实现流场的快速计算. 数值分岔方法可以通过求解含参数动力系统的分岔方程, 直接计算稳定解和分岔点. 探究了将直接数值模拟方法、POD-Galerkin降维方法、数值分岔方法的优势结合, 以提高热毛细对流转捩过程分析效率的可行性. 利用直接数值模拟得到的流场和温度场数据, 构建了不同体积比下, 二维有限长液层热毛细对流的POD-Galerkin低维模型, 在低维模型上采用数值积分及数值分岔方法计算了分岔点, 得到了低维方程的分岔图. 在一定参数范围内, 在低维模型上模拟热毛细对流, 对雷诺数和体积比进行参数外推, 通过与直接数值模拟的结果对比, 验证了低维模型的准确性与鲁棒性. 说明了低维方程可以定性反映原高维系统的流动特性, 而定量方面, 由低维模型和直接数值模拟计算得到的周期解频率的相对误差大约为5%. 验证了利用POD-Galerkin降维方法研究热毛细对流的可行性.      

激光驱动液滴迁移的机理研究

液滴热毛细迁移是微重力流体科学中的典型科学问题, 微重力液滴动力学研究不仅具有流体力学的理论意义, 而且具有重要的实际应用价值. 建立了二维轴对称激光驱动液滴迁移模型, 通过仿真计算研究微重力环境下激光驱动液滴迁移的过程, 研究了液滴直径、母液参数等对液滴迁移速度及行为的影响. 首先研究了母液和液滴对激光系数均较小, 液滴初始位置不同时液滴的迁移行为; 然后研究了母液对激光吸收系数较小, 液滴对激光吸收系数较大时, 不同液滴直径与母液宽度比条件下液滴的迁移行为. 仿真结果表明: 当母液和液滴对激光的吸收系数都很小时, 液滴迁移的方向主要受到液滴初始位置的影响; 当母液对激光的吸收系数较小, 液滴对激光的吸收系数较大时, 液滴会朝激光方向迁移, 液滴初始位置对迁移方向影响较小, 但液滴直径与母液宽度之比会影响液滴迁移行为. 将模拟结果与YGB理论对比, 仿真结果与理论结果趋势一致. 研究激光驱动液滴迁移的物理机制, 探索界面张力作用机理, 得到激光驱动液滴迁移的规律, 探索对液滴的驱动控制方法.      

液体表面现象的演示设计

介绍了有关液体表面层、单液膜和双面膜球形气泡内外压强差的比较以及毛细现象中液面高度随半径变化规律的演示设计和实验方法.     

计算机控制电毛细曲线测量

电毛细曲线在双电层结构的研究中应用十分广泛。表面张力随电位的变化能给出电极表面电荷量及其符号的信息。在电毛细曲线的最高点，表面张力相对于电位的变化为零，因而为电极的零电荷电位。电极一溶液界面的许多性质与电位偏离零电荷电位的程度有关。电毛细曲线在电极表面吸附现象的研究中也是重要的手段。     

功和能教学中两个被忽略的问题

在物理教学中,功和能的教学是力学中的重点,而用功和能解决力学问题也是学生学习的难点.要使学生掌握这部分内容,以下两问题值得引起注意.1 机械能的相对性 重力势能、弹性势能属于系统所有,其大小与零势能点(面)的选择有关;即系统的势能是相对于零势能点而言.具有相对性.然而,系统的动能也具有相对性,相对于参考系.