【摘 要】
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利用离散流函数算法求解流体运动,用有限差分方法求解柔性平板运动.数值模拟的结果表明,平板初始间距较小时,上下游平板推进速度都变大效率都变高;平板初始间距增大后,上游平板推进性能趋近于单个平板,下游平板的效率仍然较高.虽然上游平板尾迹的平均值是射流,但是下游平板依旧能够提高效率;在下游柔性平板遇到上游平板脱落的涡之前,两个平板的运动模式一样;下游平板遇上上游平板脱落的涡之后,有两种方式,一种是双方距
【机 构】
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中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京100190
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利用离散流函数算法求解流体运动,用有限差分方法求解柔性平板运动.数值模拟的结果表明,平板初始间距较小时,上下游平板推进速度都变大效率都变高;平板初始间距增大后,上游平板推进性能趋近于单个平板,下游平板的效率仍然较高.虽然上游平板尾迹的平均值是射流,但是下游平板依旧能够提高效率;在下游柔性平板遇到上游平板脱落的涡之前,两个平板的运动模式一样;下游平板遇上上游平板脱落的涡之后,有两种方式,一种是双方距离增大最后间距随时间不变,另一种是双方间距减小最后间距随时间不变,但是不管平板之间初始距离是多长,随时间变化稳定之后平板之间间距只有少数几个离散值.
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由热弹性理论,得到了球形陶瓷热冲击过程中表面最大应力的方程.通过与水淬后球形陶瓷的开裂现象比较,发现该方程可以非常有效地预测球形陶瓷的热冲击开裂.结果表明,一旦陶瓷球体小于某一临界尺寸,陶瓷将对热冲击不敏感.
建立了包括200万原子规模的模型,对冲击结果进行了一维和二维binning分析,研究了冲击过程在压缩和反射的不同阶段下的速度,温度,密度,应力,yon Mises应力等物理性质.观察到不同冲击强度下冲击波的弹塑性双波结构和超越.
研究了超高分子量聚乙烯纤维(UHMW-PE)外包裹陶瓷复合板的抗冲击性能和力学响应.采用三维有限元模拟的方法,对比研究了超高分子量聚乙烯纤维外包裹的限制作用对普通陶瓷板抗弹性能的增强作用.主要研究了3个方面的参数:(1)陶瓷板的厚度分别为5mm,10mm,15 mm,20mm;(2)子弹垂直入射,子弹45°角倾斜入射;(3)超高分子量聚乙烯纤维与陶瓷板之间胶粘,或者不胶粘.
通过深海爆破的实践,对距离爆破区域较远的高层楼房和多层楼房进行了爆破振动监测.大量实验数据表明,爆破振动频率均处于较低水平,绝大多数处于10Hz以下.对于水平方向振动速度,多层楼房的高层振动通常比低层振动稍大;而高层楼房的中间楼层比低层和高层楼层要稍大;对于纵向振动速度,无论多层还是高层房屋,较高楼层普遍比较低楼层振速要大.
采用非线性抛物化扰动方程(NPSE)求解了Ma=0.001,0.7,1.5,2.0来流条件下可压缩横流非线性失稳过程,分析了Ma数效应对横流非线性失稳的影响.首先,研究了不同Ma数下,可压缩二维平均流动修正(0,0)模态对可压缩三维边界层展向统计平均流场的影响.其次,研究了低Ma数来流条件下,流向速度扰动饱和幅值与展向速度扰动饱和幅值.最后,研究了可压缩效应对横流涡二次失稳的影响.
主要研究侧壁部分加热的圆筒内热对流不稳定性,包括临界瑞利数随普朗特数变化的稳定性曲线,固定普朗特数时临界瑞利数随高度半径比的变化等.通过基本流形态与特征扰动以及扰动能量变化等几个方面研究不稳定性产生的物理机制.
为了探索脉冲磁场作用下铝合金熔体在凝固过程中的磁流耦合作用及组织细化机理,根据磁流体力学理论,在ANSYS有限元软件中建立数学模型来模拟铝合金凝固过程中电磁场和流场的耦合作用,并进行了实验验证.
基于多块的方法,结合旋转坐标系和附加源项进行处理,建立了一种新的半相对坐标系的操纵性模拟方法.通过这种方法,能够在同一套网格内通过改变来流条件、旋转坐标系的角速度和源项,实现对各种工况的模拟,简便易行.并且开展了典型Taylor水池SUBOFF标模的模拟,数值模拟结果与实验结果吻合良好,基于该方法开展了两种典型工程形式的水下航行体操纵性分析,从流态角度研究了旋转力与旋转力矩的产生原因,表明该方法能
建立了液态金属膜流MHD流动的数学物理模型,开发了相关数值模拟程序.首先通过相关实验结果对该程序进行了校验;然后利用发展的程序对液态金属锂膜流在横向强磁场中的MHD流动进行了模拟,给出了入口流速及膜厚、底壁宽度、壁面粗糙度对膜流MHD流动的影响,结果表明在底壁宽度等其它条件确定的情况下存在唯一入口流速使得膜流MHD流动稳定,存在两个入口膜厚值使得膜流MHD流动稳定,壁面粗糙度对膜流MHD流动影响较
基于球松弛算法提出了适应复杂边界不规则变形的三维网格变形方法.改进后的球松弛算法通过重叠球和相离球之间的松弛作用局部调整节点位移,不仅提高了网格变形质量,而且进一步扩大了结构边界变形传递的区域.同时,算法采用了三维网格优化算法以避免生成非法网格单元,并提高整体网格变形质量.