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吴佰建李兆霞汤可可

2007, 37(3): 321-336. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2007-039

摘要(2980)

PDF(1254)

摘要:
从阐述重大土木工程结构安全运营面临的挑战性课题------结构多尺度力学问题开始, 对多尺度力学中的材料多尺度模拟和结构多尺度模拟的工程背景、多尺度特征和关键研究内容进行比较性评述;在此基础上, 重点介绍了对研究大型土木结构多尺度力学问题可能有参考价值的材料多尺度模拟和分析方法如周期性异质材料问题的平均化与渐进分析方法、单位分解法和多尺度重构核函数法, 以及大型土木结构多尺度模拟与分析领域的研究现状,由此引出结构多尺度力学研究中亟待解决的关键问题并加以评述;通过认识与比较结构多尺度与材料多尺度问题的共性与个性, 文中综述了在大型土木结构多尺度问题的研究进程中可供参考的理论与方法, 提出了这类结构多尺度力学问题研究的几个关键科学问题为: 结构多尺度模拟中的连接与跨越问题、多尺度模型的修正和验证、结构损伤的时间多尺度模拟与分析、结构强度和损伤失效过程中多尺度分析的跨尺度敏感性与随机性因素, 以及适用于大型土木结构多尺度模拟和计算分析的实施策略与技术.

统计能量分析中的响应统计估计及其研究进展

廖庆斌李舜酩

2007, 37(3): 337-345. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-086

摘要(2305)

PDF(851)

摘要:
统计能量分析(SEA)是分析复杂动态系统结构－声耦合振动响应的有效方法,而结构响应的统计估计是评价SEA分析准确性的基本依据,是SEA的一个重要组成部分.在简要介绍了SEA基本理论及其响应统计估计理论的基础上,对SEA中的响应统计估计的研究进展进行了综述和讨论,指出了在SEA响应统计估计中存在的问题,论述了需要进一步深入研究的方面,并着重讨论了响应统计估计中基于Poisson频率空间和高斯正交总体(GOE)频率空间的结构响应方差分析方法及其在SEA响应统计估计发展中的重要作用.

液体的fragility及其与玻璃固体力学性能的关联

戴兰宏蒋敏强

2007, 37(3): 346-360. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-143

摘要(2240)

PDF(864)

摘要:
Angell在20世纪80年代提出的液体fragility概念,为认识玻璃态本质打开了一扇新的窗口, 是联系玻璃形成液体和固体的纽带. 目前,玻璃转变的主流理论(如模态耦合理论、势能形貌等)围绕fragility展开的研究已经成为玻璃科学领域的一个热点; fragility与玻璃固体基本力学性能之间的关联研究为力学工作者开辟了一片新的研究领域.本文将就玻璃态转变相关基本现象、表征玻璃态转变动力学行为的代表性理论、液体fragility与玻璃固体力学性能关联研究现状进行分析评述, 并就本领域今后值得关注的问题进行展望.

强动载荷下金属材料塑性变形本构模型评述

刘旭红黄西成陈裕泽苏先樾朱建士

2007, 37(3): 361-374. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-184

摘要(2502)

PDF(959)

摘要:
爆炸、高速冲击等强动载荷作用下金属材料塑性流动的本构模型研究是冲击动力学领域备受关注的课题,近几十年来的研究成果极大地推动了冲击波物理、冲击动力学、材料科学等领域的发展. 本文对金属材料塑性变形动力学数值计算中重要的、得到普遍应用的本构模型进行了回顾和评述,进一步明确其适用范围、优点和不足,为冲击载荷下材料响应的数值模拟对本构模型的选取提供参考. 其中最新的、适用范围最广的PTW本构模型应给以特别地关注,其研究方法及应用前景都值得我们借鉴和期待.

固体介质中SPH方法的拉伸不稳定性问题研究进展

傅学金强洪夫杨月诚

2007, 37(3): 375-388. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-053

摘要(2792)

PDF(1009)

摘要:
光滑粒子流体动力学法(smoothed particle hydrodynamics, SPH)是一种基于核估计的无网格Lagrange数值方法.它用粒子方程离散流体动力学的连续方程, 既可以处理有限元难于处理的大变形和严重扭曲问题, 又可以处理有限差分法不易处理的自由边界和材料界面的问题, 在固体力学中的冲击、爆炸和裂纹模拟中具有广阔的发展前景.但是, 该算法的拉伸不稳定性(tensile instability)问题是它在固体力学领域中应用的最大障碍.对SPH稳定性分析表明, 算法不稳定性的条件仅与应力状态和核函数的2阶导数有关.目前, 应力点法(stress points)、Lagrange核函数法、人工应力法(artificialstress)、修正光滑粒子法(corrective smoothed particle method, CSPM)和守恒光滑法(conservativesmoothing)以及其他一些方法成功地改善了SPH的拉伸不稳定性, 但是每一种方法都不能彻底解决SPH的拉伸不稳定性问题.本文介绍了SPH法的方程和Von Neumann稳定性分析的思想, 以及国内外在这几个方面的研究成果及其最新进展, 同时指出目前研究中存在的问题和研究的方向.

空间薄膜结构褶皱的数值模拟最新研究进展

王长国杜星文万志敏

2007, 37(3): 389-397. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-186

摘要(2108)

PDF(19)

摘要:
褶皱问题是高精度空间薄膜结构最关心的问题之一, 它是影响薄膜结构形面精度的关键因素. 由于薄膜结构褶皱机理的复杂性, 该问题一直没能得到很好的解决, 人们对褶皱的认识, 目前主要是通过试验观察和数值模拟等方法. 本文综述了空间薄膜结构褶皱数值研究的发展和现状, 并对其中重要的和被广泛采纳的方法进行了重点介绍和评述. 最后对褶皱数值分析方法所面临的问题及其发展趋势作了初步展望.

压剪复合平板冲击加载技术进展及其应用

唐志平

2007, 37(3): 398-408. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2005-125

摘要(2398)

PDF(1044)

摘要:
自20世纪70年代末发明压剪炮以来, 压剪复合冲击加载实验技术和诊断技术有了长足进展, 应用也日益广泛.由于压剪联合加载波直接反映了材料的动态剪切特性, 对于认识材料的屈服、损伤演化、失效、相变、界面滑移等动态行为和机理, 构筑更全面的本构模型能够提供必要的附加信息.本文主要讨论气炮实验中压剪复合应力波的产生方式, 诊断技术, 以及在压剪复合塑性波和动高压本构模型、聚合物压剪冲击行为、剪切波跟踪法(SWT)和水泥基复合材料的损伤和失效、界面动摩擦行为、冲击相变、动态损伤和断裂等方面的研究与应用进展.

湍流转捩模式研究进展

符松王亮

2007, 37(3): 409-416. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-159

摘要(3033)

PDF(1113)

摘要:
以湍流模式理论为基础发展起来的湍流转捩模式是一种十分重要的转捩预测方法. 本文对转捩模式的研究进行了回顾. 首先, 探讨了以低雷诺数湍流模式理论研究转捩问题的局限性,此类模式中, 用来模拟黏性层次的阻尼函数经过修正之后, 具有一定的转捩预测能力. 但也有观点认为这只是一种数值上的巧合而已. 其次, 指出了考虑间歇性的模式所存在的问题. 此类模式通过各种方式将间歇因子与湍流模式进行耦合, 在一定程度上考虑了转捩的物理机制, 可较好地模拟简单流动中的转捩过程. 但其中所包含的非局部变量使其与现代CFD方法并不协调一致. 接着, 分析了完全由局部变量构造的新型转捩模式, 其中涉及了关于非湍流脉动动能等转捩特征变量的新型输运方程. 最后, 对此领域的发展方向进行了预测.

高精度加权紧致非线性格式的研究进展

邓小刚刘昕毛枚良张涵信

2007, 37(3): 417-427. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-185

摘要(2274)

PDF(18)

摘要:
综述了高精度加权紧致非线性格式WCNS在理论分析以及复杂流动应用方面的研究进展. 首先回顾了国内外高精度格式研究的概况, 然后介绍了WCNS的研究与发展历程. 在对WCNS进行了Fourier分析和渐近稳定性分析后, 给出了WCNS求解多维复杂流动的算例.

多普勒全场测速技术的进展

张洪军吕进

2007, 37(3): 428-442. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2005-073

摘要(2361)

PDF(921)

摘要:
多普勒全场测速(Doppler global velocimetry)是一种基于分子滤波原理来测量散射光多普勒频移, 从而测量平面内流动速度场的技术, 主要应用于流体力学、空气动力学和燃烧学实验研究中, 尤其适用于较高马赫数流场测量. 研究人员也称其为平面多普勒测速(planar Doppler velocimetry)、吸收-滤波平面多普勒测速(Absorption filtered planarDoppler velocimetry), 滤波瑞利散射技术(filtered Rayleigh scattering)等. 本文对多普勒全场测速技术的工作原理、结构组成、数据处理、发展趋势等进行了比较全面的介绍.

粒子图像测速技术互相关算法研究进展

张伟葛耀君杨詠昕

2007, 37(3): 443-452. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-101

摘要(2865)

PDF(928)

摘要:
粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)中采用的互相关算法就是需要从独立存在的两幅图像通过一定的判别方法得到流场中各点的流速矢量的计算方法. 互相关算法的具体实现步骤包括图像前处理、区域离散、匹配原则选取、搜索方法选取和变形预测, 最后对结果进行后处理. 文中从上述几个方面总结了国内外近年来互相关算法的发展过程, 并通过对各种方法精度和效率的比较对其应用发展进行了归纳.

地面力学及其在行星探测研究中的应用

孙刚高峰李雯

2007, 37(3): 453-464. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-141

摘要(1873)

PDF(779)

摘要:
地面力学是研究越野行驶中机器与地面相互作用的一门力学学科,包括对机器通过性的预测和评价,行走机构的优化设计以及对地面可行驶性的预测判断等几个方面.首先简介地面力学的研究方法、试验仪器和设备以及主要的成果和结论,其中包括在这些方面的最新研究进展情况.之后重点介绍行星探测领域中所开展的地面力学研究,主要从行星探测器设计阶段对地面力学理论和方法的应用、行星模拟土壤研制和力学特性研究、行星就位土壤力学参数测量等几个方面进行了综述.最后对这一领域今后的研究方向进行了探讨.

人工膝关节置换中的生物力学研究进展

郭媛史俊芬陈维毅

2007, 37(3): 465-471. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-120

摘要(2572)

PDF(975)

摘要:
膝关节是人全身最大最复杂的关节, 它的任何一个主要组成部分的损坏都会引起膝关节的反常运动, 久之软骨和半月板发生磨损、变性而形成骨性关节病, 从而影响人的日常生活. 通常采用的方法是进行膝关节矫形或置换, 对严重病变的膝关节, 则采用全膝置换手术.随着人工膝关节置换成为非常普遍的外科手术, 与膝关节假体相关的研究也越来越多的被人所关注. 从生物力学角度对人工膝关节假体的类型和材料、假体生物力学性能的理论和实验研究、骨重建的理论模型、骨整合的理论和实验、与理论和实验相关的有限元分析模型等几个主要方面进行了详尽的综述. 同时, 指出了人工膝关节置换和目前研究中存在的问题,并对其未来的发展方向进行了一定的预测.

克服“高超声障''的途径”

俞鸿儒李斌陈宏

2007, 37(3): 472-476. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2007-057

摘要(2174)

PDF(910)

摘要:
在高超声速飞行条件下, 流入冲压发动机燃烧室并降至低速的空气温度, 随着飞行马赫数增加升得愈来愈高. 燃料与高温空气混合燃烧释放的化学能将部分转化为解离能. 这些解离能在长度受限的尾喷管中难以充分复合形成推力, 使冲压发动机性能随飞行马赫数增大而急剧下降. 导致冲压发动机不适应高超声速飞行器的推进要求. 将此定名为``高超声障''. 半个世纪以来, 广泛采用``超声速燃烧''降低流入燃烧室的空气温度来克服这种障碍. 虽已取得不少进展, 然而关键性难点仍需继续攻克. 为了多途径促进吸气推进高超声速飞行的实现,提出克服``高超声障''的另一种思路：保持现有冲压发动机吸气与燃烧方式, 通过催化促进燃气解离组分在尾喷管膨胀过程中的复合, 增大冲压发动机的推力, 达到满足高超声速飞行器的推进要求.

第一届全国动力学与控制学科青年学者研讨会简介

黄志龙甘春标张伟孟庆国

2007, 37(3): 477-479. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2007-091

摘要(1427)

PDF(846)

摘要:

国际非线性动力学分析会议简介

梅凤翔

2007, 37(3): 480-480. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2007-086

摘要(2071)

PDF(871)

摘要:
为纪念Lyapunov诞辰150周年，国际非线性动力学分析会议的一个介绍.

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