The Peculiar Dynamics of Cavitation Bubbles

Details from cavitation bubble dynamics are reported: jet formation, counterjet formation, shock wave radiation and light emission. Multiple shock wave radiation from single bubble collapse with jet formation could be time resolved by high speed photography with 20 million frames per second. An explanation of counterjet formation is given. Pictures of the light emission (sonoluminescence) in acoustic cavitation are presented.     

叠层靶板弹击实验及弹道侵彻机理的数值模拟研究

为了提高军盔等防护装备的防弹性能,采用非线性动态显式有限元分析软件ANSYS/LS DYNA5.6.1模拟了几种复合材料防弹靶板的抗弹道侵彻过程,弹头采用标准1.1g模拟弹片。结合v50弹击实验分析了靶板在此类弹击下的破坏机理和吸能方式,对靶板的选材、铺层顺序、层数和制造工艺等提出合理化建议,主要是沿靶板厚向应采用非均匀的三段式结构和工艺。     

三维气泡与自由表面相互作用的直接数值模拟

采用VOF中的PLIC界面重构方法数值模拟了三维气泡在液流中上升并与自由表面相互作用的运动.分别考察了不同初始高度,有无来流及有无再生气泡对气泡上升高度、上升速度、压力及与自由表面相互作用等的影响.结果表明:气泡初始位置越低,顶端上升的高度越大,自由面隆起的范围更广.越靠近自由表面,底部射流横向发展越窄,而向上的压力梯度,气泡上升速度,底部射流上升高度越大,反之则反;但如果底部射流均在接近自由表面以前已横向发展充分,则差别不大.气泡外形、上升高度、破裂时间以及上升速度与来流无关.产生再生气泡后,原生气泡与再生气泡相吸,相互加速对方的上升;自由表面抬升的高度增幅较大,范围拓宽,上升速度也大大增加,且再生气泡越多,自由表面隆起的范围越大.     

结构可靠度计算中的描述性抽样法

本文提出描述性抽样方法的实质，即利用更少的时间抽取更多的服从要求概率分布的样本点，讨论了该方法的计算步骤和适用范围，并将描述性抽样方法与重要抽样方法结合起来计算多变量多模式的结构失效概率，比较了描述性抽样方法与一般抽样法的方差，算例结果表明描述性抽样方法具有较好的收敛性．     

梁板结构埋入压电片的深度和厚度优化研究

根据梁的弯曲变形理论，以及压电材料的压电效应，对压电复合材料梁结构的应变和应力状态进行了分析。推导了压电材料埋入梁结构时其埋入深度和压电材料本身厚度的优化目标函数。根据优化目标函数，绘制出了在给定的基体材料和压电材料弹性模量比之下，压电材料的驱动力矩随埋入深度和压电材料厚度变化的三维曲面和等高线图，直观地表示出了埋入型压电材料智能结构获得最佳驱动力矩的配置方案。同时也分析了结构和压电材料两者的弹性模量之比对其结果的影响。结果表明，压电材料对于结构的作动力矩与其埋入基体材料的深度、本身厚度以及基体材料和压电材料的弹性模量之比都有着密切的联系。同时将结果也推广到了压电板结构，此时压电材料和基体材料的泊松比时其结果也有一定的影响。     

Motion of inviscid fluid tongues and bubbles in a Hele-Shaw cell occupied by a viscoelastic fluid

Problems of steady-state motion of an inviscid fluid tongue or bubble in a Hele-Shaw cell occupied by a viscoelastic fluid are considered. The problems generalize the well-known Saffman-Taylor problems [1, 2] in the approximation in which the pressure jump on the interface between the two fluids depends on the normal velocity of the interface [4]. In the zero approximation the results obtained by means of an iteration technique are in good agreement with the analytic solutions obtained by Saffman and Taylor [1, 2].__________Translated from Izvestiya Rossiiskoi Academii Nauk, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 1, 2005, pp. 117–123. Original Russian Text Copyright © 2005 by Entov, Kolganov, and Kolganova.     

基于吸力量测确定膨胀土活动带和裂隙深度

采用M itchell公式和裂隙扩展深度方程两种吸力法确定安康地区膨胀土大气影响深度和裂隙开展深度。其一通过对安康地区两处天然边坡开挖观测井,利用张力计进行不同深度处吸力值的现场量测,根据M itchell提出公式计算大气影响深度;其二根据非饱和土抗拉强度公式,建立膨胀土裂隙扩展深度方程,利用基质吸力量测结果求其理论解。结果表明,安康地区膨胀土吸力变化曲线随深度增加变幅减小,呈“波浪式”推移。M itchell公式确定安康地区膨胀土的大气影响深度为3.35m以内,裂隙深度方程确定裂隙开展深度为3.06³.14m。利用M itchell公式计算大气影响深度与膨胀土断裂理论公式确定的裂隙开展深度结果接近。     

Dynamic behaviour of a bubble near an elastic infinite interface

This paper presents a study to describe the behaviour of a non-equilibrium bubble in a fluid (Fluid 1) that is in contact with another fluid (Fluid 2). Fluid 2 is assumed to incorporate some elastic properties, which are modelled through a pressure term at the fluid–fluid interface. The Laplace equation is assumed to be valid in both fluids and the boundary integral method is employed to simulate the dynamics of the bubble and the fluid–fluid interface. Interesting characteristic phenomena concerning bubble oscillations and the deformation of the fluid–fluid interface are studied for a range of parameters (distance from the fluid–fluid interface, density ratios of the two fluids and elastic properties of Fluid 2). Some of the phenomena observed are jet formation in the bubble, bubble splitting, a ring bubble separating from the main bubble, mushroom-shaped bubbles and the dynamic elevation of the elastic interface. Most of these phenomena are only observed when Fluid 2 possesses some elastic properties (besides the usual formation of a high speed liquid jet). Comparisons with experimental observations confirm the validity of our simulations.     

高g值冲击下存储测试电路模块缓冲保护研究

为了采用弹载存储测试技术记录弹体高速侵彻硬目标过程中的加速度—时间曲线,必须对存储测试电路模块进行缓冲保护。本文利用非线性缓冲理论、技术,选择较理想的缓冲材料,设计出缓冲器件-泡沫铝试件,进行了静态压缩,得到应力-应变曲线,采用LS-DYNA模拟了空气炮冲击实验中泡沫铝试件的缓冲效果,并对应用于某型号弹侵彻混凝土靶的存储测试电路模块进行了缓冲保护,提高了数据的捕获率和电路模块的重复使用次数。通过试验证明了所设计缓冲器件对电路模块具有保护效果。     

大长细比弹体斜侵彻混凝土靶的动力学响应

基于刚塑性自由梁在横向冲击载荷下的动力学响应研究方法,结合空腔膨胀理论给出的弹体载荷分析,给出了弹体作为自由梁在塑性铰出现之前的响应行为,得到了梁内任一截面在横向载荷下剪力和弯矩分布规律以及轴向载荷下的轴力分布规律。计算结果表明,大长细比结构弹体的危险截面在承受较大轴向惯性压力载荷后,对由非正侵彻导致的横向载荷极为敏感。最后基于压弯联合作用载荷分析,给出了动能弹设计的抗弯极限壁厚要求。