变角度纤维复合材料层合斜板的颤振分析

假设纤维方向角沿层合板的长度方向线性变化,研究了变角度纤维复合材料层合斜板的颤振．通过坐标变换将斜板变换为正方形板,采用层合板表面连续变化的速度环量来模拟空气对其的作用,速度环量分布利用Cauchy积分公式计算．建立了系统的Lagrange方程并采用Ritz法得到了层合板的自振频率和颤振/不稳定性分离临界速度．通过数值算例验证了本文模型和方法的正确性和收敛性,分析了各个铺层内纤维方向角的变化对自振频率和颤振/不稳定性分离临界速度的影响．研究结果表明,通过纤维的变角度铺设,可有效地提高层合板的基频和颤振/不稳定性分离临界速度．经合理设计的变角度复合材料层合板具有抑制颤振的作用．     

受限亚音速气流中倒置悬臂壁板静气弹稳定性的理论及实验研究

板壳结构在航空航天、高速列车、能量采集等诸多工程领域已经得到了广泛应用. 将悬臂壁板倒置于轴向气流中并在壁板周围流场中设置刚性壁面可有效地调控壁板的失稳速度, 是俘能器优化设计的重要措施之一. 但针对刚性壁面作用下亚音速气流中倒置悬臂壁板的失稳机制仍需要开展深入研究. 本文以受限亚音速气流中倒置的二维悬臂壁板为对象, 以理论分析及风洞实验为手段, 研究了单侧刚性壁面效应对倒置悬臂壁板静态失稳特性的影响规律. 在理论分析中, 首先应用镜像函数法来处理壁面约束条件, 基于算子理论研究获得了以Possio积分方程为表征的壁板气动力, 壁面效应实际表征为一包含移位Tricomi算子的复合算子; 然后将壁板失稳方程的求解问题转化为定区间上的函数逼近问题; 最后, 依据Wererstrass定理并利用最小二乘法求解该最优函数, 以获得系统的失稳临界参数. 在试验研究中依据压杆稳定原理设计了壁板静态失稳的测试方法并完成了风洞实验. 理论分析结果表明, 壁板会发生发散(静气动弹性)失稳, 临界动压随壁板与壁面间距的增加而增大并最终趋于稳定(无壁面情况); 通过理论与风洞实验结果的对比分析, 验证了本文气动力及理论分析的适用性及准确性. 针对倒置悬臂壁板结构的气动弹性失稳问题, 本文提出的方法不涉及系统方程的离散及特征值求解问题, 而是将其转化为了定区间上的函数逼近问题进行求解, 这为弹性结构静气动弹性失稳问题的研究提供了一个可行的新思路.      

三维位势问题的梯度边界积分方程的新解法

三维位势问题的边界元分析中,关于坐标变量的边界位势梯度的计算是一个困难的问题. 已有一些方法着手解决这个问题,然而,这些方法需要复杂的理论推导和大量的数值计算. 本文提出求解一般边界位势梯度边界积分方程的辅助边值问题法. 该方法构造了与原边界值问题具有相同解域的辅助边值问题,该辅助边值问题具有已知解,因此通过求解此辅助边值问题,可获得梯度边界积分方程对应的系统矩阵,然后将此系统矩阵应用于求解原边值问题,求解过程非常简单,只需求解一个线性系统即可获得原边值问题的解. 值得注意的是,在求解原边值问题时,不再需要重新计算系统矩阵,因此辅助边值问题法的效率并不很差. 辅助边值问题法避免了强奇异积分的计算,具有数学理论简单、程序设计容易、计算精度高等优点,为坐标变量梯度边界积分方程的求解提供了一个新的途径. 3个标准的数值算例验证了方法的有效性.      

统一的对流扩散型可压缩流体力学方程与解法

流体力学的动量方程、能量方程、湍动能方程和耗散方程都具有对流扩散方程的形式,但连续方程却不是对流扩散型的。对于可压缩问题,本文通过合理的数学推导,不作任何近似、假定与简化,得到一个全新的连续方程形式．该连续方程以压力为未知变量,并具有对流扩散型形式,使得所有的流体动力学方程组都具有完全统一的方程形式,给出了这种三维对流扩散方程组的有限精确差分计算格式。对流体力学的进一步发展具有一定意义．     

二维变系数反应扩散方程的紧交替方向差分格式

1 引言 在研究热传导过程、气体扩散现象和电磁场的传播等问题时,常常遇到抛物型偏微分方程。用有限差分方法研究这类问题的数值解法目前已经有了许多工作。对于二维、三维抛物方程的数值求解比较理想的方法是交替方向法。     

有限图上高阶Yamabe型方程的非平凡解

该文研究了以下高阶Yamabe型方程Lm,pu - g|u|p-2 u = λ f|u|α-2 u在有限图上的非平凡正解的存在性,其中Lm,p是一个2m阶差分算子,它是一种p次(-Δ)m算子更一般化,α≥p≥2,g＞0和f ＞0是定义在G的所有顶点上的实函数,m≥1是一个整数.     

时变偏微分方程的贝叶斯稀疏识别方法

在数据驱动的建模中,通过测量或模拟得到时空数据,我们发现基于拉普拉斯先验的贝叶斯稀疏识别方法能有效地恢复时变偏微分方程的稀疏系数.本文将贝叶斯稀疏识别方法运用于各种时变偏微分方程模型(KdV方程、Burgers方程、Kuramoto-Sivashinsky方程、反应-扩散方程、非线性薛定谔方程和纳维-斯托克斯方程)的方...     

Numerical approach for the evolution of spin-boson systems and its application to the Buck–Sukumar model

We study the evolution properties of spin-boson systems by a systematic numerical iteration approach, which performs well in the whole coupling regime. This approach evaluates a set of coefficients in the formal expression of the time-dependent Schr?dinger equation by expanding the initial state in Fock space. This set of coefficients is unique for the spin-boson Hamiltonian studied, allowing one to calculate the time evolution from different initial states. To complement our numerical calculations, we apply the method to the Buck–Sukumar model. We find that when the ground-state energy of the model is unbounded and no ground state exists in a certain parameter space, the time evolution of the physical quantities is naturally unstable.     

Multiple rogue wave and solitary solutions for the generalized BK equation via Hirota bilinear and SIVP schemes arising in fluid mechanics

The multiple lump solutions method is employed for the purpose of obtaining multiple soliton solutions for the generalized Bogoyavlensky-Konopelchenko(BK) equation. The solutions obtained contain first-order, second-order, and third-order wave solutions. At the critical point,the second-order derivative and Hessian matrix for only one point is investigated, and the lump solution has one maximum value. He's semi-inverse variational principle(SIVP) is also used for the generalized BK equation. Three major cases are studied, based on two different ansatzes using the SIVP. The physical phenomena of the multiple soliton solutions thus obtained are then analyzed and demonstrated in the figures below, using a selection of suitable parameter values.This method should prove extremely useful for further studies of attractive physical phenomena in the fields of heat transfer, fluid dynamics, etc.     

Analytical and approximate solutions of(2+1)-dimensional time-fractional Burgers-Kadomtsev-Petviashvili equation

In this paper, we applied the sub-equation method to obtain a new exact solution set for the extended version of the time-fractional Kadomtsev-Petviashvili equation, namely BurgersKadomtsev-Petviashvili equation(Burgers-K-P) that arises in shallow water waves.Furthermore, using the residual power series method(RPSM), approximate solutions of the equation were obtained with the help of the Mathematica symbolic computation package. We also presented a few graphical illustrations for some surfaces. The fractional derivatives were considered in the conformable sense. All of the obtained solutions were replaced back in the governing equation to check and ensure the reliability of the method. The numerical outcomes confirmed that both methods are simple, robust and effective to achieve exact and approximate solutions of nonlinear fractional differential equations.