尺度相似变换中边坡工程行为变化的定性分析

本文应用相似理论和已有的岩土体边坡研究成果, 探讨了边坡在几何尺寸相似放大过程中所表现出的应力场、位移场及强度等工程特性的变化规律, 对运用已有边坡研究成果认识高边坡力学行为有重要的指导意义。     

中国证券指数中的分形现象

上海和深圳的证券指数中存在着许多自相似的分形现象,尤其以随机指标KDJ指标更为突出。本文以SPSS和Mathematica3.0软件考查后报告其部份结果。     

二维和三维湍流的分形模型

<正> 1 引言 目前分形物体已广泛引入物理学和自然科学各种现象的分析中。湍流的几何形态特别需用“自相似”方法、而不是用“欧几里德”方法来研究。人们通常考虑的是均匀分形(即具有整体严格的膨胀不变性),但我们想引入自相似性仅在平均意义下保持的一个简单模型,     

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采用相似准数敏感性分析方法,对各局部相似 模型中所放松相似准数的敏感性进行分析,得到应尽量减少放松的相似准数. 提出了定量评 价局部相似模型优劣的影响系数,通过比较该影响系数的大小即可定量评价各局部相似模型. 结果表明：水驱局部相似模型的精度不仅取决于所满足的相似准数的个数,还与相似准数的 相对放松量有关.     

爆轰传播理论的解析研究方法(二)

自相似流动 前面讨论的一维平面爆轰波的Taylor波,在固结于波阵面的参考系中流场是定常的。起爆、传播和爆轰效应等问题中经常出现不定常流动,这里最简单的是自相似流动。最一般的相似概念应采用本文以后讨论的群论方法,本节则采取较简单的量纲分析观点,而且限于讨论一维(平面、柱、球对称)散心和聚心爆轰波。     

爆轰传播理论的解析研究方法(三)

广义自相似解前述经典自相似解和下节的群论疗法解都是严格的理论解,本节广义自相似解则是一类近似方法的泛称,没有确切定义和理论框架,但可以处理一些较复杂问题。大致说来,这是一种分离变量方法,把流动方程组作适当的变量变换,再作些近似得出变量已分离的常微分方程组或其特解,这里需要一定的力学概念和数学技巧。     

移动接触线的物理力学研究

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域.移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征.由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背景下发展了新的难题.标度分析是度量接触线自相似扩展的重要手段.本文以移动接触线的标度关系为主线,介绍了"力–电–热–化学"多场耦合环境下,亲水内角、微柱阵列、可溶解固体、水力压裂滞后区等复杂几何结构的刚性/柔性固体表面,采用物理力学方法对于移动接触线动力学属性研究的进展.通过跨尺度实验研究、大规模分子动力学模拟和分子动理论/水动力学理论相结合的方法,发现了类固体前驱膜、单分子前驱水链、锯齿形接触线等新现象.从原子尺度的界面结构到连续尺度的流动特性,讨论了移动接触线自相似扩展的标度关系,以及其驱动来源、能量耗散、边界条件等物理机制和规律,为多物理场中的"Huh-Scriven佯谬"探索了解答,为移动接触线的前景和应用提出了展望.     

Physical mechanics investigations of moving contact lines

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域.移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征.由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背景下发展了新的难题.标度分析是度量接触线自相似扩展的重要手段.本文以移动接触线的标度关系为主线,介绍了"力-电-热-化学"多场耦合环境下,亲水内角、微柱阵列、可溶解固体、水力压裂滞后区等复杂几何结构的刚性/柔性固体表面,采用物理力学方法对于移动接触线动力学属性研究的进展.通过跨尺度实验研究、大规模分子动力学模拟和分子动理论/水动力学理论相结合的方法,发现了类固体前驱膜、单分子前驱水链、锯齿形接触线等新现象.从原子尺度的界面结构到连续尺度的流动特性,讨论了移动接触线自相似扩展的标度关系,以及其驱动来源、能量耗散、边界条件等物理机制和规律,为多物理场中的"Huh-Scriven佯谬"探索了解答,为移动接触线的前景和应用提出了展望.     

理想气体一维非定常流的一种自相似运动的存在条件

流体力学自相似运动的外延判据不太完备,对微分方程组做无量纲化处理后,得到以空间相对坐标ξ和距离r为自变量的理想气体一维自相似运动微分方程的基本物理特征量解函数,它们具有Y(ξ,r)=y(ξ)r~(C)_Y的形式,即对于确定的ξ,特征量函数Y(ξ,r)具有空间标度不变性.这种标度不变性是理想气体一维不定常流自相似运动的存在条件.     

移动接触线的物理力学研究

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域。移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征。由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背景下发展了新的难题。标度分析是度量接触线自相似扩展的重要手段。本文以移动接触线的标度关系为主线,介绍了“力–电–热–化学”多场耦合环境下,亲水内角、微柱阵列、可溶解固体、水力压裂滞后区等复杂几何结构的刚性/柔性固体表面,采用物理力学方法对于移动接触线动力学属性研究的进展。通过跨尺度实验研究、大规模分子动力学模拟和分子动理论/水动力学理论相结合的方法,发现了类固体前驱膜、单分子前驱水链、锯齿形接触线等新现象。从原子尺度的界面结构到连续尺度的流动特性,讨论了移动接触线自相似扩展的标度关系,以及其驱动来源、能量耗散、边界条件等物理机制和规律,为多物理场中的“Huh-Scriven佯谬”探索了解答,为移动接触线的前景和应用提出了展望。     

转子—轴承—基础系统的动力分析计算程序;DAROF程序简介

采用模态综合法可以将转子——轴承——基础系统简化成一个只有很少自由度但又有较高近似程度的数学模型,从而对整系统进行各种动力分析。本文介绍了根据[1]的计算方法而编制的计算机程序——DAROF (Dynamic Analysis of Rotor—Oilfilm—Foundation)。作为实例,计算了国产30万千瓦核汽轮发电机组(1:10)几何相似模型的临界转速,并与实测值进行了比较。结果表明,不仅计算值与实测值接近,而且实验中所观察到的主要现象也能由计算结果给以解释。     

xistence condition of one-dimensional self-similar motion of ideal gas

流体力学自相似运动的外延判据不太完备,对微分方程组做无量纲化处理后,得到以空间相 对坐标\xi和距离$r$为自变量的理想气体一维自相似运动微分方程的基本物理特 征量解函数,它们具有Y(\xi ,r ) = y ( \xi )r^{C_Y }的形式,即对于确定 的\xi, 特征量函数Y ( \xi ,r )具有空间标度不变性. 这种标度不变性是理 想气体一维不定常流自相似运动的存在条件.     

界面超高速自相似动态分层分析：反平面情况

对材料界面超高速自相似动态分层的反平面问题进行了解析分析。分层模拟为界面裂纹由零长度自相似扩展，扩展速度为蹭音速或超音速。首先考虑运动集中载荷作用下界面动态分层的情况，利用界面裂纹自相似扩展的运动位错模型将问题归结为奇异积分方程，并求得解析解，分析了裂纹尖端的应力奇性，获得了动应力强度因子。最后，利用叠加原理给出了ｘ＾ｎ型载荷作用下界面动态分层的解。     

高强薄壁裂纹体的弹塑性裂纹扩展

本文对高强薄壁裂纹体的裂纹自相似和非自相似扩展进行了实验研究和理论分析。用基于增量理论与运动强化模型的有限元法分析了裂纹从稳定扩展开始至失稳开裂的过程,并给出了典型的弹塑性断裂力学参数随裂纹瞬时尺寸的变化规律。     

无网格Galerkin法与非协调元方法的耦合

无网格Galerkin法(EFGM)处理不可压缩问题时不存在自锁现象，有限元方法(FEM)也常被用来与其耦合以方便地施加边界条件和提高计算效率。在有限元方法中使用等参元，EFGM与FEM的耦合方法在处理不可压缩问题时仍然存在自锁现象。本文在有限元方法中，采用非协调元，将无网格kGalerkin法与非协调元耦合，保留了耦合方法的优点，且避免了求解不可压缩问题时的自锁现象。算例显示本文方法在分析平面应变不可压缩问题时能得到合理的结果。     

生物系统中的相变现象及其力学研究进展

近年来实验研究发现生物系统中存在着与金属类似的相变现象,因此该文探讨生物力学中一个新的研究方向: 生物系统中的相变力学.介绍3种发生在生物系统中的相变力学现象:DNA分子在拉伸作用下和噬菌体的尾鞘在噬菌体感染细菌的过程中所发生的两种相变力学现象,另外一种我们要着重介绍的是发生在细菌运动中的细菌鞭毛细丝的多相相变.涉及到的内容包括细菌鞭毛的组成结构以及细菌鞭毛细丝的相变在细菌运动中所起的作用、细菌鞭毛细丝的宏观和微观结构、相变机理以及相关的相变实验现象,描述细菌鞭毛细丝从左螺旋状态到右螺旋状态相变的一维Ginzburg-Landau相变理论模型.最后, 讨论一些在生物相变方面的心得体会.      

均匀来流中横向振动圆柱近迹涡结构的数值模拟

从涡量流函数形式的N-S方程出发,在不同的振动频率、振幅及Re数下数值研究了均匀来流中横向振动圆柱粘性统流的涡脱泻现象。着重探讨了近迹复杂的涡结构及其非定常演化过程,以及它们对物体受力特性的影响,并首次成功地模拟了近年来实验研究中所发现的一些重要的流动现象,如相位“开关”现象(phase switch phenomena)及复杂涡结构(complex vortex structure),等等。通过数值模拟,不仅能够再现实验研究中所发现的一些重要的流动现象,还可进一步预示某些新的流动现象,使数值计算起到与实验研究相辅相成的作用。     

混凝土超高速侵彻效应的相似规律

为了研究混凝土超高速侵彻效应的相似规律,总结相似关系基本理论并开展1.4~3.9 km/s的混凝土侵彻实验,综合本文实验和相关文献实验结果确定关键相似准数并得到归一化侵彻深度的变化规律。结果表明,归一化侵彻深度主要取决于Johnson数、弹靶密度比和弹体长径比,弹靶强度比和弹头形状系数等因素影响不大;归一化侵彻深度随归一化撞击速度增加而先增后减;当撞击速度接近混凝土纵波声速时,存在以侵彻深度突降为主要现象的"跨声速效应"。     

表面加工塑性层对金属柱壳剪切带自组织单旋起始的影响

在外爆加载金属柱壳高速坍塌过程中, 发生塑性变形失稳形成的剪切带具有高度的自组织特征, 甚至出现剪切带排列的单旋现象—剪切带在顺时针和逆时针两个方向呈现一个方向占优的现象. 柱壳在坍塌时, 最大剪切应力位于柱壳内表面, 剪切带的形核及扩展行为受内表面材料介观状态的影响显著. 本文通过选材和控制柱壳加工工艺, 获得了内表面具有不同厚度塑性层的20钢柱壳, 采用厚壁圆筒实验技术, 研究了表面加工塑性层对金属柱壳绝热剪切带自组织单旋现象起始的影响规律及其物理机制. 研究结果表明, 金属柱壳内表面加工塑性层显著改变了试样剪切带的起始条件, 沿顺时针或逆时针方向排列的剪切带形核数量在总剪切带数量中所占比例取决于表面加工塑性层的厚度和晶粒取向, 具有单一晶粒拉伸方向的较厚塑性层样品更容易形成单向螺旋剪切带结构. 在相同变形条件下, 随着塑性层厚度增加, 剪切带平均形核速率和扩展速率增大, 剪切带平均间距减小. 结果可为理解金属柱壳在高速塌陷过程中绝热剪切带占优取向现象提供有价值的参考.      

SIMILARITY LAWS OF HYPERVELOCITY PENETRATION EFFECTS OF CONCRETE1)

为了研究混凝土超高速侵彻效应的相似规律,总结相似关系基本理论并开展1.4~3.9 km/s 的混凝土侵彻实验,综合本文实验和相关文献实验结果确定关键相似准数并得到归一化侵彻深度的变化规律。结果表明,归一化侵彻深度主要取决于Johnson 数、弹靶密度比和弹体长径比,弹靶强度比和弹头形状系数等因素影响不大;归一化侵彻深度随归一化撞击速度增加而先增后减;当撞击速度接近混凝土纵波声速时,存在以侵彻深度突降为主要现象的“跨声速效应”。