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中国力学学会2009学术大会

召开年：2009
召开地：郑州
出版时间： 2009-08-24

主办单位：中国力学学会

会议文集：中国力学学会2009学术大会论文集

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1.Gauss白噪声激励具时滞反馈控制的单自由度强线性系统响应的瞬态概率密度
- 黄志龙;金肖玲
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文研究了受Gauss白噪声激励具有时滞反馈控制的单自由度强非线性系统响应的瞬态概率密度。首先时滞控制力可近似表示无时滞的控制力形式，则原系统近似等价为不具时滞的非线性随机系统。然后基于广义谐和函数的随机平均法得到等价系统的关于幅值瞬态概率密度的Fokker-Planck-Kolmogorov方程，并将幅值的瞬态概率密度近似表示为正交基函数的级数和，其中系数是随时间变化的，可用Galerkin法解得，本文选取的正交基函数为相应线性子系统的FPK方程的特征函数。最后由幅值的瞬态概率密度导出关于广义位移和广义速度的近似瞬态联合概率密度。将所提方法应用于受Gauss白噪声激励具有线性时滞反馈控制的Van der Pol振子和Duffing振子，通过与对原系统Monte Carlo模拟得到的结果相比较，表明该方法有很好的适用性及精度，同时简单讨论了时滞对系统响应的影响。
2.参强激励下索-质量系统面内振动实验研究
- 康厚军;赵跃宇;刘腾喜;周海兵
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文针对带集中质量两端铰接斜拉索的动力学问题，建立其在参强激励下的面内非线性动力学控制微分方程。基于该带集中质量拉索的非线性动力学理论，设计了带集中质量斜拉索的非线性振动实验模型。在正弦激励下，对集中质量的大小和在斜拉索上的位置对拉索面内动力学特性的影响进行了实验研究。研究结果表明：集中质量越大和集中质量的位置越靠近中点，斜拉索各阶非线性频率和响应幅值越小。
3.多自由度非线性系统周期解的同伦分析方法
- 钱有华;张伟
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：大部分工程实际问题可以用多自由度非线性系统来描述，这些系统的数学模型是许多个耦合的两阶常微分方程。一般地，要精确求解这些方程非常困难，因此可以考虑它们的解析近似解。同伦分析方法是解非线性系统响应的有用工具，本文将它应用于多自由度非线性系统周期解的求解中。利用多自由度耦合van der Pol 振子和非自治薄板系统的实例，展示了同伦分析方法的有效性和巨大潜力。同时，把得到的解析近似解与系统的Runge-Kutta 数值解作了比较，结果表明同伦分析方法是求多自由度非线性系统周期解的有效方法。
4.面内载荷对蜂窝夹层板非线性动力学影响
- 刘长亮;张伟;陈丽华
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文研究了正六角形蜂窝芯的蜂窝夹层板的非线性动力学问题。以飞机飞行中机翼的颤振为实际工程背景，考虑面内和横向载荷的联合作用，应用Hamilton 原理建立四边简支蜂窝夹层板的动力学控制方程。运用Galerkin方法对偏微分方程进行离散，对离散后的方程进行数值模拟，利用分岔图和相图分别研究面内载荷对系统复杂非线性动力学行为的影响。通过分析可以发现：面内载荷对蜂窝夹层板的振动有非常显著的影响，在不同的取值范围，存在不同的动力学现象。本文得到的结果为蜂窝夹层板的设计和实际应用提供了理论依据和数值参考。
5.实验性神经起步点电活动的动力学模型
- 古华光;李玉叶;魏春玲;杨明浩;刘志强;任维
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：在实验性神经起步点，通过改变多种离子浓度和通道的电导，观察到了复杂多样的神经放电节律模式和多种节律分岔序列模式。依据实验结果，建立了包括K+, Na+和Ca++的四维常微分方程的动力学模型，可以仿真实验中不同的周期和混沌放电节律，以及不同的分岔和分岔序列。该模型的建立为全面认识实验性神经起步点这一生物学模型的电活动的动力学机制和生物物理学机制奠定基础。
6.应用于耦合Van der Pol振子的增量谐波平衡法
- 胡海良;张伟
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文用增量谐波平衡法(IHB法)研究了耦合Van der Pol振子的周期解，并将所得结果与四阶Runge-Kutta法的结果作了比较分析。通过实际算例说明了应用IHB法过程中如何选取适当的初始解，以及如何提高IHB法的计算速度。
7.具有耦合时滞强迫Liénard振子网络的同步动力学
- 程善;吴泉军;周进
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文主要从动力学与控制角度考虑多个相互作用与关联的强迫Liénard振子组成时滞网络系统的同步动力学，构建以线性扩散排列耦合的形式而组成的时滞振子网络系统的动力学模型，基于非线性时滞动力系统的稳定性理论，给出了一些简明而又实用的振子网络系统局部和全局指数同步的准则，并讨论在不同复杂网络结构中振子系统同步动力学的时滞效应。所获的结果表明:耦合时滞对于强迫Liénard 振子网络的同步动力学具有相当重要的作用。
8.覆冰悬索结构的非线性动力学研究
- 李伟艳;张伟;姚明辉;曹东兴
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文研究了覆冰悬索结构的高维非线性动力学问题，首先，建立在风力和支撑运动共同作用下的覆冰悬索模型，应用Hamilton原理建立考虑自激振动的覆冰悬索的动力学控制方程。然后，运用Galerkin方法对偏微分方程进行离散得到常微分方程，并对常微方程进行数值模拟得到相图、波形图、功率谱，结果表明随着控制参数的变化，系统存在周期、该周期、和混沌运动。
9.超临界轴向运动梁静平衡分岔
- 丁虎;陈立群
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：运用数值方法研究了超临界速度范围的轴向运动梁的静态平衡位形。在超临界速度范围，轴向运动梁的静态平衡位形包括直线形状的零解，以及随传输速度分岔得到的曲线形状的非零静平衡解。轴向运动梁的平面耦合振动模型可以分别退化为两个横向振动模型——积分－偏微分方程和偏微分方程。发展分别有限差分法和微分求积法数值解两端简支边界条件下平面耦合振动模型和两个横向振动模型的静平衡方程，以求解超临界轴向运动梁的非平凡解。分别以钢梁和铜梁比较了三组非线性模型的非平凡解。数值结果表明，在定性的角度上，对应超临界下三组非线性模型的非零静平衡位形随系统参数变化的趋势完全相同，但是在定量的角度上，横向非线性积分－微分控制方程的数值结果更加接近非线性平面耦合控制方程。
10.有内能量耗散自旋航天器姿态稳定性及控制
- 梁琼;岳宝增
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文主要结论包括推导了有内能量耗散航天器动力学方程，采用Melnikov积分，得到航天器混沌姿态的解析预测准则。从解析、数值不同方面针对不同参数在定量及定性方面对航天器发生非线性姿态运动的机理进行了探索。解析结果给出了系统出现混沌运动的充分条件。数值仿真表明，系统是通过倍周期通往混沌。最后，设计出一种控制方法。这些结果对进一步深入了解复杂航天器非线性动力学特性、设计姿态机动控制策略有重要参考价值。
11.小卫星二次分离的模式和参数研究
- 杨庆成;孟宪红
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：首先介绍了小卫星在轨分离模式，然后以Hill方程为理论基础，研究不同的分离模式对母星和小卫星的相对运动的影响。最后，在弹簧分离机构提供一定的弹射分离速度情况下，以规定时间母星和小星的相对距离最大为目标，确定了分离模式，并以安全分离速度为连接点，给出了分离前后相关参数的关系式。文章为小卫星在轨分离模式的选取和相关参数的确定提供了重要的参考价值。
12.微重下液体晃动特性分析
- 曹建;岳宝增
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：采用有限元方法并借助于大型软件Ansys和Matlab得到了数值求解Cassini贮腔液体晃动动力学的计算机仿真程序。利用数值方法得到了微重力环境下燃料贮腔中的静自由液面形状。主要结果包括液体晃动基阶频率、晃动模态、液体晃动等效模型参数、液体晃动力以及液体晃动力矩。微重力环境下充液航天器的液体晃动与常重环境下有着显著的区别。
13.微重力条件下火箭液氢贮箱重定位过程的数值模拟
- 周炳红;胡炜;蔡世界;于强;刘秋生
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：采用流体体积法（VOF）对微重力条件下火箭液氢贮箱的重定位过程进行了三维数值模拟研究。首先结合美国半人马座液氢贮箱缩比模型的落塔微重力实验，针对无挡板情形，得到了推进剂触底、反弹、碰撞、触顶、顶部清空和完成重定位六个特征时间，与实验结果符合较好。进一步考虑了环形防晃挡板的影响，得到了重定位时间和邦德数（Bo）的依赖关系。发现在可靠沉底的前提下，较小的沉底邦德数时完成重定位所需要的总冲量较小，可以节省推进剂用量。
14.外形结构设计对Laval型微喷管性能的影响
- 张谭;逄燕;刘赵淼
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：采用连续介质方法和DSMC方法模拟研究了喉部宽度为34μm的二维Laval型微喷管内流场的流动状况。设计了三种不同喉部形状的微喷管：尖角型、圆角型和平角型。计算分析了喉部形状、扩张比等方面对流场结构及推进性能的影响。研究结果发现，圆角型微喷管的综合性能最优，平角型微喷管具有较大的比冲效率；扩张比越大，推力越大，比冲越大。
15.基于微粒群算法的航天器大角度姿态快速机动控制器参数优化设计
- 王珩;张景瑞
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文针对作大角度姿态快速机动的航天器姿态控制器进行了参数优化设计。采用四元数方法描述航天器的姿态运动,针对一类基于反步方法设计的姿态控制器,设计了描述控制器全局姿态调整能力的指标，通过微粒群算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明在有输出力矩约束的条件下，微粒群算法可以较快地收敛到系统全局最优解，而且相比于遗传算法等其他优化算法具有更高的收敛速度和寻优效率。
16.基于动柔度修改的空间桁架结构振动控制
- 陈力奋;云永旺;张美艳;唐国安
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：主要研究结构振动控制的动柔度方法，通过振动系统上结构刚度和阻尼的改变，即系统动柔度的修改，达到控制系统振动响应的目标，从而实现结构振动的被动控制。根据空间桁架结构变形的特点，提出修改空间桁架结构动柔度的矩阵描述方法，并将动柔度方法的单秩修改推广到多秩修改。以一102 杆空间桁架结构为例进行了仿真计算。结果表明，本文提出的控制方法能够达到较为满意的控制效果。
17.基于ADAMS的在轨加注航天器对接锁紧装置的动力学建模与仿真
- 李强;黄奕勇;陈小前;郭健
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：为了研究适合航天器在轨加注的空间对接锁紧装置，本文首先对国外的相关技术进行了比较和总结，并选取“锥-杆”式作为研究对象，建立了系统的动力学模型，然后利用多体动力学仿真软件ADAMS 对影响系统性能的各种因素进行了参数化分析，这些分析结果对于机构的设计开发具有重要的指导意义。
18.航天器高速旋转部件抖动的行波解及其抑制
- 刘春川;方勃;黄文虎
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文用行波方法分析了有限Euler-Bernoulli垂直梁结构的扰动传播问题，得到了一维梁式结构航天器对全频激励的动力学响应，并基于结构功率流，利用自适应主动控制方法实现了对航天器高速旋转部件抖动的抑制。仿真结果表明，行波方法能准确地计算出一维有限结构在中高频段的振动，功率流控制的稳定性要好于加速度控制且不受近场效果影响。
19.编队卫星相对轨道确定方法研究
- 李晓明;曾国强
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：编队飞行卫星之间的相对轨道确定对于编队任务中构形保持和控制是十分重要的。针对两颗星编队飞行的情况，描述了卫星相对运动的非线性方程，利用星上敏感器设定了星间测量矢量进而确定观测方程，运用非线性最小二乘批处理的轨道估计方法实现了相对轨道的高精度确定。结合某空间圆编队构形进行了分析和仿真，结果表明非线性最小二乘批处理方法能够有效提高相对位置确定精度，并给出相对速度的高精度估计。
20.Riemann-Cartan空间自平行运动的非完整映射理论
- 郭永新;刘畅;王勇;刘世兴
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：利用非完整映射方法，从一个已知Riemann-Gartan空间可构造另一个嵌入其中的 Riemann-Cartan空间，这包括了从欧氏空间构造Weitzenbock空间。从Riemann空间构造 Riemann-Cartan空间的完整映射方法。基于这个映射方法，研究两个Riemann-Cartan空间自平行线之间的非完整对应关系，特别是一个Riemann-Cartan空间的自平行线可以对应于另一个Riemann-Cartan空间的测地线，一个Weitzenbock空间的自平行线可以对应于欧氏空间的测地线。由Lagrange-d’Alembert原理可知，Riemann-Gartan空间上的动力学系统的运动方程为该空间的自平行线方程。
21.量子系统的Birkhoff表示
- 刘世兴;花巍;刘畅;孙江滢;郭永新
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文将量子系统中的定态Schr.dinger方程，含时Schr.dinger方程和相对论意义下的Dirac方程统一表达为Birkhoff意义下的二阶半自治Birkhoff方程，从而将量子系统和Birkhoff系统统一起来，说明了在Birkhoff表示下，定态Schr.dinger方程，含时Schr.dinger方程和相对论意义下的Dirac方程是一致的，具有统一的数学形式。
22.相空间中力学系统Noether-Mei对称性与两类广义守恒量
- 王鹏;祝恒江
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文研究了相空间中变质量力学系统Noether-Mei对称性与两类广义守恒量. 给出了相空间中变质量力学系统Noether-Mei对称性的判据, 通过引入协调函数, 构建了系统Noether-Mei对称性与两类广义守恒量的关系, 给出了两类广义守恒量的形式, 文末给出算例。由于协调函数选取的任意性, 所得守恒量更具一般意义。
23.平面上小球无滑滚动的几何描述
- 王勇;吕群松
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：平面上做无滑滚动的小球，其状态可用具有三个自由度的位形空间来描述，这样的位形空间是有挠率的Riemann-Cartan空间。通过计算位形空间的度规和挠率，得出了该空间中小球的运动方程。在小球不受主动力作用时，小球的轨迹是位形空间中的自平行线。
24.周期性对称支承板机座的热流固耦合数值模拟研究
- 李振世;买买提明·艾尼;程伟;刘维兵;刘恒;景敏卿;虞烈;王铁军
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文利用热流固耦合分析方法中的FSI 算法（顺序耦合算法），对大型燃气轮机的周期性对称支承板机座进行有限元数值计算，得出燃气轮机周期性对称支承板机座整体结构的热应力、热变形分布情况。从燃气轮机机座的结构特性出发，首先分析了高温燃气流场和机座结构热变形的初始边界条件；其次对热气流场和机座结构热变形的耦合关系进行了研究，得出了热气流场和结构应力场耦合的本构方程；通过流体、固体及耦合面间的热传导关系，建立了流体、固体间热量传递数学模型，从而计算得出机座整体的温度场。最后模拟了在受到高温高速燃气的作用下，机座整体的热应力、热变形过程。
25.周期性对称支承板机座的模态分析
- 刘维兵;买买提明·艾尼;陈开银;昝亮亮;刘恒;景敏卿;虞烈;王铁军
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文将整个机座看作弹性体，建立了6种不同周期性对称支承板机座的有限元数值计算模型，对每种机座进行了详细的模态对比分析。首先对各种模型进行了静态分析，得出了对应的静刚度。然后进行了各种模型的模态分析，获得了各种机座在约束状态下的固有振动特性，对比分析了6种周期性对称支承板机座的优缺点，为机座动态响应分析和结构优化设计提供了参考数据。
26.周期性对称支承板机座的可靠性分析
- 杨景香;买买提明·艾尼;常萍萍;程伟;张亚新;刘恒;景敏卿;虞烈;王铁军
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文首先根据流--固耦合场分析，得到周期性对称支承板机座的温度场，再采用稳态热分析，将流体温度加到机座上，进行应力分析。然后将各节点的应力值提取出来，并对应力的概率分布进行曲线拟合，得到应力的概率分布函数。根据应力—强度干涉模型，对周期性对称支承板机座进行了可靠度计算，为大型燃气轮机的可靠性分析提供了一定的参考数据。
27.周期性对称支撑板机座的热变形和对中性研究
- 程伟;买买提明·艾尼;刘维兵;李振世;穆塔里夫;刘恒;景敏卿;虞烈;王铁军
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文以燃气轮机轴系支撑板机座为研究对象，拟定了支撑板的热边界条件，分析了由于转子质量、高温气体等情况下而引起的支撑板机座的应力和应变，分析了热变形过程和热应力作用下支撑板机座的总体刚度、支承座中心的偏斜和挠度等。通过数值分析提取了温度场、应力和应变场和关键部分的坐标值。通过仿真和计算，证明了支承座在热变形过程中的热变形量的消除过程和对中性，为轴系稳定性的研究提供了科学依据和相关理论参数。
28.燃气涡轮机叶片机械强度可靠性研究
- 林鹏;吴承伟;李桂英;张馨;孙景国
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：燃气涡轮机由于其效率高、运行可靠、自动化程度高等优点被广泛应用在诸多行业中，其中叶片是影响整个燃气涡轮机系统工作效率的关键部件之一，叶片的结构设计和材料选配必须保证其具备较高的可靠性。本文以计算复杂结构可靠性的响应面法为理论基础，提出了一套完整的用于计算燃气涡轮机叶片可靠性的计算方法，并且还进行了相关可靠性计算专用软件的编译，可以在较少的计算耗费下得到复杂结构的可靠度预报。
29.基于多段流动耦合的鱼骨刺井近井渗流研究
- 黄世军;程林松;赵凤兰
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：作为多分支井的一种特殊井型，鱼骨刺井近年来在国内外油田尤其是海上稠油油田应用越来越广泛，而鱼骨刺井井身结构的复杂性增加了近井流动评价的难度，难以采用常规井型的近井流动模型进行描述。采用势叠加原理和微元线汇理论，考虑分支井眼近井油藏地带流体渗流，井筒内变质量管流、分支井眼流体向主井筒的汇流相互作用，进行了鱼骨刺井多段流动耦合的近井渗流研究，建立了裸眼完井方式下鱼骨刺井多段流动耦合的近井渗流数学模型，描述了鱼骨刺井近井油藏渗流特征，并与常规水平井的渗流特征进行了对比分析。
30.角度不整合面遮挡油藏数值模拟建模技术研究
- 杨耀忠;秦学杰
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：角度不整合面遮挡形成的油藏与常规层状油藏的特点不同，研究内容及开发方式不同。这类油藏在不整合面处平面上向一个方向延伸，剖面上向倾向方向延伸，每个层无法象常规油层那样形成建模所需的构造顶面、储层分布等地质参数；所以本文在地质建模研究方面采用与常规研究方法完全不同的特殊处理技术，从构造、储层及网格模型等多方面准确刻划了不整合面下油藏的地质特点，为类似油藏地质建模及油藏数值模拟技术的正确研究提供了技术依据。
31.矿井瓦斯煤尘爆炸火焰、冲击波传播规律研究
- 司荣军;樊小涛;薛少谦;王磊
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：在与实际矿井环境、几何条件相似的大型地下试验巷道中进行了独头巷道瓦斯煤尘爆炸火焰、冲击波传播试验。试验中瓦斯煤尘爆炸火焰到达各测点的时间与测点距离呈对数函数关系；爆炸火焰的传播速度在铺有煤尘段迅速上升，过了煤尘段开始下降；火焰区长度约为煤尘区长度的2倍；爆炸冲击波压力在铺有煤尘段前端降到最低值，然后迅速上升到最大值后下降。实验结论为煤矿隔抑爆装置的研制和安装提供了理论基础。
32.岩土中结构表面动压力测量及其分析
- 李欢秋;陈德兴
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：岩土中结构表面压力测量是工程及实验研究中经常遇到且难度较大的量测内容, 由于传感器、结构及传感器周围覆盖介质三者的性质不相同，因此有介质覆盖结构表面压力测量结果受传感器自身结构、传感器与结构的匹配和传感器安装等影响较大。本文介绍了在φ2.5米模拟爆炸器中进行模拟岩石中复合结构动力试验的结构表面压力量测技术和方法，并分析了传感器安置误差对动匹配系数的影响，提出了结构表面压力传感器的安装埋置要求。
33.泥沙水底对炸药水下爆炸参数影响研究
- 杜志鹏;金辉;杨莉;史少华
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：炸药水下爆炸现象常见于水中兵器对舰艇的攻击和水下爆破作业。在进行舰艇等水中结构物抗水下爆炸冲击性能校核时，需要依据水下爆炸参数确定冲击载荷。炸药水下爆炸参数通常包括冲击波压力、时间衰减系数、冲量和能流密度等。在水底附近炸药水下爆炸参数会受到水底地质的影响，从而影响到舰艇等水中结构物的冲击载荷参数。当炸药爆炸产物与水底发生接触时，还会对水下爆炸气泡脉动产生影响。为更好的了解水底附近水下爆炸参数变化规律，进行了泥沙水底水下爆炸试验和数值仿真研究。试验采用1.5gTNT炸药，水底采用泥沙模拟，测量了水下爆炸压力信号。数值仿真利用ANSYS/AUTODYN软件。试验和数值仿真结果表明，泥沙水底附近水下爆炸冲击波受到反射稀疏波的影响较大，埋入泥沙的爆炸能量有相当一部分被泥沙成坑过程所消耗，大大削减了水中冲击波参数量值。
34.耦合载荷冲击下的圆柱壳局部屈曲
- 徐新生;C.W. LIM
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文根据能量的守恒性，在哈密顿体系下由对偶控制方程等描述圆柱壳屈曲的基本问题。将临界屈曲载荷及它们所对应的屈曲模态归结为辛体系下的广义本征值和本征解问题。借助于辛本征解的正交性和完备性，得到了全部的且独立存在的屈曲模态。当圆柱壳受到载荷冲击时，壳体的局部屈曲与应力波的传播和反射等密切相关。能量集中现象是局部屈曲的主要根源，其表现形式为端部形似“喇叭”的张开型模式和中部的形如“竹节”的屈曲模态。研究结果还揭示了长圆柱壳在轴向冲击下会出现类似梁的弯曲屈曲模态和扭曲屈曲模式。辛方法为研究类似问题提供了一条路径。
35.含常数及时变时滞的动力系统的鲁棒控制
- 孙中奎
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文研究了含有常数时滞和时变时滞的一类非线性时滞系统的控制问题，提出了几种控制时滞系统动力学行为的策略，并在Krasovskii-Lyapunov 理论范畴严格证明了所提方案的正确性和有效性：对于含有常数时滞的模型，本文提出了一种标准反馈控制策略；而对于含有时变时滞的模型，本文提出了一种自适应反馈控制策略。本文所提策略控制效率较高、具有全局性和较强的鲁棒性。作为数值算例，文中研究了含有常数时滞的修正Mackey-Class系统和含有时变时滞的Mackey-Class系统的控制问题，结果表明了本文所提控制策略的有效性。
36.基于遗传算法策略的含时滞结构振动控制的研究
- 薛晓敏;孙清;张陵;伍小红;张斌
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：目前适用于工程结构的主动控制算法主要有二次型线性最优控制、独立模态最优控制、预测最优控制、脉冲控制和最优控制等等。一般而言，以上控制算法都能获得较好的控制效果，但是由于其理论的局限性，无法解决时滞控制等问题。基于此，本文提出一种全新的控制技术——遗传算法控制策略，该策略以动力学理论为研究依据，根据不同的优化控制目标实现最优控制力的求解，该方法能够灵活设定不同的控制目标，无论是结构响应的任何状态参数或控制能量都能成为其控制目标，然后实现该目标下的最优控制效果。同时，由于控制器充分考虑了时滞对结构振动控制的影响，因而有效解决了由于时滞的存在使得结构控制实现困难的问题。为了验证时滞对结构控制效果的影响，本文采用遗传控制策略对不同时滞条件下，观察时滞对控制效果的影响，此方法求解的控制力对系统的镇定具有很好的控制效果，时滞的存在并未对系统的控制效果产生影响。总结，遗传算法控制器具有很好的可靠性，控制效果优良，能够满足不同控制目标的要求，该算法对动力系统存在的时滞也得到了很好的解决。
37.具有时滞反馈控制的拟可积哈密顿系统随机动力学
- 刘中华;朱位秋
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文综述了具有时滞反馈控制的拟可积哈密顿系统在随机激励下的随机响应、随机稳定性、随机分岔、随机可靠性和随机全局分岔与混沌。首先将时滞反馈控制力等价成无时滞的控制力形式，再运用拟可积哈密顿系统随机平均法，得到只包含系统慢变过程的It。随机微分方程及相应的FPK 方程；求解FPK 方程，可得到系统的响应，据此研究时滞反馈控制的控制效果；根据系统慢变过程的It. 随机微分方程，再引入新的范数，得到了最大Lyapunov指数的近似表达式，研究时滞控制对系统概率为1渐近稳定性的影响；在平均方程的基础上导得平均分岔参数的近似表达式，通过研究时滞控制力引起的平均分岔参数的变化来研究系统的随机Hopf分岔；在平均方程基础上，求解后向Kolmogorov方程和广义Pontryagin方程，研究了时滞对系统的可靠性函数、首次穿越时间的条件概率、平均首次穿越时间的影响；研究时滞反馈控制作用下的随机Melnikov过程，通过均方准则得到系统出现混沌的条件及控制力时滞对系统出现混沌所需的有界噪声幅值的影响。
38.神经元的非线性函数-延迟反馈实现控制
- 颜渝力;于洪洁
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文利用施加非线性函数延迟反馈方法，研究单个Hindmarsh-Rose神经元模型从混沌动力学模式到周期模式的控制问题，将耦合强度和时间延迟作为控制参数。通过数值模拟分析，分别将耦合强度和时间延迟作为控制参数。通过数值模拟分析，发现在耦合强度值和时间延迟两个参数组合的一些范围内，混沌的H-R神经元运动可被控制成周期模式。延迟时间的选取并无特别要求，不必和嵌入在混沌吸引子内的某不稳周期轨道的周期相同，延迟控制自适应地引导混沌轨到相应的放电峰峰间隔的周期模式上。
39.时滞对非线性饱和控制系统减振频带漂移的影响
- 赵艳影;徐鉴
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文主要研究非线性饱和控制减振系统中由于内共振频率偏差引起的减振频带的漂移问题。在该减振系统中分别考虑控制信号、反馈信号的时滞以及自反馈信号的时滞对振动系统减振频带漂移以及减振频带宽度的影响，从而通过调节控制信号、反馈信号以及自反馈信号的时滞量来控制系统减振频带的漂移问题。研究结果表明，在原始的无时滞减振系统中，由于内共振频率偏差的存在，使得系统的减振频带向主共振点的上、下两个方向漂移，并且内共振频率偏差的绝对值越大减振频带漂移的程度也越大，使得系统减振频带的分布不合理，对控制效果造成不利影响。但是，根据内共振频率偏差的变化，可以通过适当调节控制和反馈信号的时滞，或者也可以调节自反馈信号的时滞，在消除减振频带漂移的同时又增大减振频带的宽度。研究结果还表明，内共振频率偏差的绝对值越大，控制信号和反馈信号的时滞，或者自反馈信号的时滞对消除减振频带漂移以及增大减振频带宽度的作用越显著。
40.时滞作用下神经振子集群同步神经发放模式及其控制
- 焦贤发;黄小娟;王如彬
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：神经系统中神经元之间的时滞突触传递是无处不在的。然而，时滞突触相互作用对神经元集群神经同步发放的影响还不是完全清楚。本文提出神经振子网络模型描述神经元集群的振荡同步神经发放动力学行为；在很短的传递时间延迟情况下，数值分析表明时滞突触传递可抑制神经元集群的振荡同步神经发放，但这种抑制作用并不稳定。另一方面，考虑到突触传递的延迟时间很难测定和估计，因此神经元之间的突触传递延迟并不能作为抑制神经同步发放的一种有效方法。为了有效控制神经元集群的振荡同步神经发放行为，本文还提出了平均场时滞反馈刺激控制方法，数值模拟表明这种方法可有效抑制神经元集群的振荡同步神经发放，并且具有很好的稳定性。
41.超弹性NiTi合金相变棘轮行为本构模型研究
- 阚前华;康国政
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：对超弹性NiTi合金在应力控制下进行了拉伸-卸载的相变棘轮行为实验。实验结果显示：材料的相变临界应力和耗散能随循环周次的增加而下降，峰值应变和卸载残余应变随循环周次的增加而增加，且均在一定的循环周次后达到稳定。基于上述相变棘轮行为的实验结果，在广义塑性框架下以马氏体体积分数和累积马氏体分数为内变量，建立了一个三维超弹性本构模型。通过与实验结果的对比可知，该模型能够较好的预测应力循环加载下的相变棘轮行为。
42.对流变本构方程的理论探讨
- 肖建华
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文要探讨的是：物理上许可的响应函数的一般形式。狭义地说，流变学中的主要关注点是由缓慢的动态变形形成的大变形。与弹塑性变形的差别在于：它是与变形路径有关的，因而是有“记忆”作用的弹塑性变形。这种记忆作用的一般表达方式是应力不仅与绝对变形量有关，还与变形速率有关。在数学形式上，应力就是响应函数与应变速率的褶积。响应函数就是介质的物理属性。但是，对很多介质而言，“记忆”作用是逐步建立的，而不是瞬时的，这样就还需要引入一个“记忆”建立项来代替瞬时响应项。本文讨论一般性流变的基本形式。在任一瞬时，力学运动方程都应满足。在这一前提下建立流变本构方程就是本文的目的。这样表达出的应力是物理上许可的。为解决这一问题，先建立流变运动的拉格让勒量，尔后用最小作用量原理导出在无外力时流变的运动方程。结果表明：本构方程中的弹性系数是与流变的动能密度、体积应变空间梯度有关的量。在流变中，动能密度的变化表现为一个等价的各向同性扩张应力。如果把这一项并入积分中，则弹性系数是与体积应变有关的。文中给出了有关公式。
43.有磁场力作用的广义非稳态Couette流的精确解
- 刘亚轻;郑连存;张欣欣
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文研究了距离为h 的两个平板之间广义Couette流的流动。考虑下平板固定，上平板以速度At（A 为常数）平行于x 轴加速运动，且流体受到水平方向磁力作用时的流动情况。应用Fourier正弦变换和Laplace变换对方程求解，为了避免繁重的计算和围线积分，采用离散的Laplace逆变换，从而得到流体的速度场。进一步研究流体的剪切力。最后对N=0时的结果，与其它文献的结果进行比较。
44.等双轴静态拉伸原代肺Ⅱ型上皮细胞的形态学改变及机制的探讨
- 刘晓阳;詹庆元;叶寰;任雁宏;桑晨;杨春;王辰
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：肺泡Ⅱ型上皮细胞在呼吸运动过程中承受周期性的机械牵张，高频机械通气条件下，肺泡Ⅱ型上皮细胞处于类似静态牵张的环境中，其对静态牵张的反应是影响高频通气效果的重要原因之一。因此，明确肺泡Ⅱ型上皮细胞在静态等双轴牵张刺激下的力学响应及其损伤机制对于为临床提供保护性的通气策略具有重要的理论意义。rn 本文采用机械牵张装置对原代分离的大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞施加静态牵张，观察肺泡Ⅱ型上皮细胞在力学刺激下形态和功能上的改变。扫描电镜观察发现原代肺泡Ⅱ型上皮细胞在37％面积变化率（△SA）牵张条件下与12％△SA 牵张条件下相比表现出剧烈的形态改变，伴有细胞外缘大量的丝状物突起，呈收缩表现。细胞活性测定表明高强度的牵张细胞死亡率明显增高但与牵张时间无相关性。与之前报道的人肺癌上皮细胞A549相比，在37%高强度牵张刺激下，原代细胞的损伤明显高于A549，并仅在较高牵张强度下发生伴随丝状突起物的形变。特异性阻断微丝的装配后，牵张导致的丝状突起消失，提示这些突起物为细胞的微丝；经无钙培养基处理过的细胞与基质的粘附减弱，且牵张所致的丝状物明显增多；牵张后细胞的FAK 核酸水平增高。此外，静态等双轴牵张对肺泡表面活性物质—脂膜的合成限速酶CCTα表达有抑制作用，同时牵张也使其上游调控因子Sp1核酸水平下降。上述实验结果提示：细胞的粘附性与牵张所致的丝状物及细胞的存活率有内在联系。我们推断细胞的剧烈回缩可降低细胞内牵张所致的损伤，该过程与细胞内粘着斑的快速组装有关。静态等双轴牵张可导致细胞表面活性物质合成的下降，其上游信号通路及与细胞粘附的关系值得深入研究。
45.基于三维重建技术及有限元分析的整体骨强度与骨密度之间的关系
- 毛文玉;陈建桥;魏俊红;张国栋
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：基于CT扫描技术，在MIMICS软件中实现了股骨近端的三维重建，并根据CT值赋予其密度值，充分考虑骨骼材料的非均匀特性以及对各向异性的弱化，把整个股骨模型划分为10种材料。对四个试验标本不发生股骨颈骨折的极限载荷进行预测，并与真实试验进行对照，验证了所采用模型及判断准则的可靠性。且通过均匀改变其中三个标本各种材料的骨密度，用股骨颈不发生骨折整个近端股骨所能承受的极限载荷作为骨强度的反应指标，并在ANSYS中计算出整个标本的平均密度，建立起各个标本的整体骨密度骨强度曲线，并初步建立起适应于三个试验标本的总体骨密度骨强度曲线。对临床骨质疏松症的判定、预防骨折、患者的运动护理以及建立广泛适用于普通人群股骨的整体骨密度骨强度曲线具有一定的指导意义。
46.离散数学模型模拟实体肿瘤内外的血管生成
- 赵改平;陈二云;沈力行;郦鸣阳;吴洁
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文通过建立九点差分格式的离散数学模型，模拟肿瘤内外的血管生成。考虑存在两根宿主血管的情况下，血管内皮细胞沿九个方向运动，模型耦合内皮细胞在肿瘤内外不同力学环境下的随机、趋化和趋触性运动，数值生成了肿瘤内外异构的血管网。模拟结果表明，该模型可以产生相对真实的具有接近肿瘤病理生理特性的血管网，可为临床研究提供有益的信息。
47.脉搏波在动脉内传播的非线性动力学模型
- 张小军;李晓阳;张松
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：从血液流动的Navier-Stokes方程出发，通过理论推导建立脉搏波在动脉内传播的非线性动力学方程，该模型全面考虑了主动脉的大变形、脉动流、血液粘度、管壁形状这些非线性参数的影响。并经桡动脉处采集脉搏波、判波和求平均血压波形图、血流动力学参数计算等步骤，并结合人体脉搏平均血压波形图的压力梯度数据，分析心血管功能动态参数。结果表明本非线性动力学模型不仅可行，而且可靠。
48.人体鼻腔温度场数值模型的分析
- 刘迎曦;高飞;孙秀珍;王莹;于申
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：人体鼻腔内温度场的分布主要由它复杂的三维几何结构决定。根据临床CT 图片重建鼻中隔偏曲、下鼻甲切除等多例病人的鼻腔数字化模型。对于吸气过程外界环境为常温时这些结构异常鼻腔中温度场进行了数值分析，并与正常人鼻腔内气流温度场进行对比。对鼻腔结构的变化对其加温生理功能的影响给出定量的描述。研究结果将有助鼻中隔偏曲矫正、下鼻甲切除等术式方案选择及术后综合效果的预估。
49.势科学视域中的信息力学－信息时空与信息力学
- 李德昌
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：宇宙大爆炸使物质时空膨胀，产生了世界万物；信息大爆炸使信息时空凸现，产生了信息人类。研究宇宙生存和发展规律的自然科学建立在研究四种物质作用（强、弱、电磁、和引力作用）的物质力学基础之上；研究人类生存和发展规律的社会科学，要使自己成为真正具有内在逻辑的科学，需要研究信息作用，研究信息力学。在势科学的视角下，给出信息力的逻辑定义和信息力学的六个定理，阐述了物质力（牛顿力F=ma）只不过是普遍的信息力（F=fMA）在社会环境的不确定性风险系数f≥1退化到物质环境的确定性无风险f=1、信息阻尼M退化到物质阻尼m、信息势A（社会导数）退化到物质势a（自然导数）时的特殊情况，由此探讨了社会的全球化、局域化、量子化机制和信息人的个性化及成群和谐机制。
50.不同载荷下铸铝2-AS5U3G-Y35的超高周疲劳损伤机理研究
- 薛红前;陶华;C.Bathias
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：应用新开发的20kHz加载频率的超声扭转疲劳试验系统，研究了常温、应力比R=-1条件下，铸铝2-AS5U3G-Y35的超高周扭转疲劳性能，并将实验结果与轴向加载条件下的疲劳性能比较。结果显示：在轴向载荷下，S-N曲线在105--1010周之间，随着循环应力的下降呈现连续下降的趋势，不存在疲劳极限，扭转循环载荷下，在超高周循环范围（>107周），存在疲劳极限，不同加载条件下，表现出不同的超高周疲劳性能。疲劳断口分析显示，长寿命疲劳试样在轴向加载条件下，裂纹常萌生于材料内部缺陷，然而，扭转载荷下，疲劳裂纹总是从试样表面萌生，裂纹沿试样轴向45°方向螺旋扩展。
51.对获得外文期刊业比较优势的思考
- 徐海丽
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：国际科技期刊出版业专业化、产业化、虚拟化及集成化综合优势的存在，使我国科技期刊出版，特别是外文期刊出版业面临着极大的竞争压力和困境。如何在国际期刊的语言优势、科技优势、产业优势、先发优势以及综合优势的困境中生存、发展并占有一席之地是我们需要研究的迫切问题。本文作者做为《应用数学和力学》期刊英文版编辑，以力学学科类期刊为出发点，通过调研学习先进期刊出版经验并结合自己的思考，从约稿导向、审稿尺度、出版节奏以及人员配置等方面给出自己的研究结果。本文认为要将外文期刊导向国际，必须认识到外文期刊是中国科技工作者同外界交流的媒介，而并非中国人向外喊话的工具，必须将外文期刊的作用回归到对话平台本质，以交流为目的，因而在接受稿件时应该扩大约稿的范围，合理分配稿件的中、外比例；力学学科属于传统学科，本身理论大的突破非常困难，因此对求新或是求深应该实行双重或多重标准，通过适度灵活的审稿要求，既保障期刊的理论追求，同时保证期刊对新事物的敏锐观察力；期刊的出版从约稿、投稿、收稿、审稿、改稿、接受、编辑、对校……最终出版所需环节冗长，节奏缓慢，这种方式固然有其稳健的一面，但原则上不能适应科技期刊求新求快的需要，优化各个环节，缩短出版周期，也是期刊竞争力的重要方面；对期刊出版周期的缩减、科研动向的把握、出版内容的选择实质上不仅是对审稿、编辑人员各自专业化的要求，同时也是对科技期刊出版方针的要求。建立较高标准的审稿人制度也是非常重要一环。
52.波流共同作用下入射波向对网格式锚碇网箱水动力特性的影响
- 陈昌平;李玉成;赵云鹏;董国海
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：运用刚体运动学原理和集中质量方法，建立了计算单体网格式网箱的浮架、网衣和锚碇系统受力和运动的数学模型。利用此数学模型获得了不同入射波方向、各种波流共同作用下网箱锚碇锚绳受力、浮架运动的计算结果，并与试验结果进行了比较，二者符合程度较好。在此基础上计算了在2种波流入射方向、各种工况作用下，单体网格式网箱三类锚绳（锚碇锚绳，连接锚绳和网格锚绳）受力、浮架运动及网衣变形的结果，并分析了各种工况下入射波向对网格式锚碇网箱水动力特性的影响。分析结果表明，当入射波向由0°变化为45°时，锚碇锚绳与连接锚绳受力有较大程度的增加，网格锚绳受力有较小程度的增加；浮架的水平方向、竖直方向运动幅度有一定程度减小，浮架倾角及网衣变形变化不明显。
53.二维楔形体入水的SPH模拟
- 龚凯;刘桦;王本龙
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：提出一种适用于光滑质点水动力学(SPH)方法的改进的边界处理方法。在这种方法中，边界粒子的压力可通过其周围的流体粒子的压力插值得到，从而改进了耦合边界法在边界上压力不准的问题。运用这种改进的边界处理方法模拟了二维楔形体自由入水问题。模拟得到的压力分布与实验结果吻合较好，证明了此改进的边界处理方法是有效的。最后应用此边界处理方法研究了不同入水速度与楔形体受力的关系。
54.半刚性基层沥青路面结构非线性疲劳损伤模型及寿命预估
- 赖正聪;王时越;杨锡阶;刘国寿
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文基于临界损伤值DC不等于1的基本假定，借助损伤力学理论建立了一个新的疲劳损伤模型，并给出了模型参数C的一个新的函数表达式C=1/(alnS+b)。通过疲劳试验对Dc值以及C表达式中的待定系数a、b进行测定，并对多个试件疲劳寿命进行了预估计算。研究结果表明半刚性基层材料Dc值约为0.6，利用本文建立的损伤模型，在当前损伤量仅为0.3至0.5倍临界损伤值时，即可较早地对试件疲劳寿命进行预估，预估结果与试验结果吻合较好。
55.钛合金壁板带孔模拟件疲劳寿命研究
- 王逾涯;张蕾;陈群志;崔常京
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：进行了TA15钛合金带孔加筋板疲劳试验。从宏观和微观两方面对其疲劳裂纹萌生和扩展进行了研究。起始于工艺孔边宏观上应力集中处的疲劳裂纹决定了加筋板的疲劳寿命，其裂纹萌生寿命约占总寿命的85％左右；筋条与壁板焊接的倒角不平滑过渡处萌生了疲劳裂纹，但该裂纹并不影响壁板的疲劳寿命；从微观来看，疲劳裂纹萌生于材料夹杂、缺陷处，为多源疲劳；焊缝区的粗大晶粒对裂纹扩展有一定影响，改变了裂纹扩展方向。
56.弯扭复合应力作用下构件的疲劳寿命分析
- 李伟;刘俊;陈国浩;张军
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：通过概率疲劳极限状态方程，推导了弯曲应力谱和扭转应力谱等效应力计算公式，估算了弯扭复合应力作用下构件疲劳可靠寿命。在理论分析的基础上建立了弯扭复合应力作用下构件的疲劳可靠性分析模型，避免了统计模拟过程中的精度损失。
57.50钢超高周疲劳断裂研究
- 唐维维;王弘;蔡力勋
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：用对称弯曲超声疲劳试验系统（20KHz）测定了50钢在104～1010周次范围内的疲劳寿命S-N曲线。并用扫描电子显微分析技术，对疲劳断口形貌进行显微分析。结果表明：50钢的疲劳寿命S-N曲线在104～1010周次范围内保持连续下降趋势，在106周次以上没有水平段，在超过109循环周次后，试样仍然发生疲劳断裂。试样断口显微分析显示，试样的疲劳裂纹主要是在试样表面或次表面萌生，在超高周范围内的疲劳断裂，疲劳裂纹有内部萌生的趋势。
58.某型飞机平尾大轴疲劳试验
- 王逾涯;崔常京;张蕾;陈群志
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：平尾大轴是飞机上最重要的承力结构之一，水平尾翼悬挂在其上并饶其转动。一旦大轴发生破坏，将造成灾难性后果。某型飞机平尾大轴结构形式十分复杂，为空心结构，存在两条焊缝，且在内表面和外表面存在多处过渡台阶、销孔等结构形式。飞机在飞行过程中的受力状态十分复杂，因此平尾大轴的受力状态也十分复杂。以往对该平尾大轴的研究很少，为明确其疲劳寿命和疲劳薄弱环节，进行了本次疲劳试验。试验结果表明，疲劳裂纹萌生于大轴内表面过渡台阶R圆弧处，该处为疲劳薄弱部位。应力集中导致裂纹萌生。引起应力集中有两方面因素，一是该处存在外形突变，二是由于工艺限制造成的粗大加工刀痕，而且加工刀痕是诱发疲劳裂纹萌生的最直接原因。疲劳裂纹一旦形成，将快速扩展并导致断裂，对飞行安全影响很大。
59.可吸入颗粒物在人体上呼吸道模型中沉降规律的机理研究
- 胡徐趣;卢志明
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文从前人模型出发，提出了简化的人体二维气道模型（包括口腔，咽部，喉部及气道），进而利用CFD技术对大气中常见的金属颗粒污染物（汞、镉、铝等）在呼吸道内的沉降进行了数值研究。结果表明，颗粒物直径、密度和呼吸强度等越小时，颗粒物在呼吸中的沉降率越低；吸气过程中颗粒物在气道中的总沉降率由一惯性参量pd2ρQ 决定。作为机理性研究，本文为今后更为细致的实验研究和更深入的数值模拟提供了可借鉴的数据和结果。
60.固定、半固定和流动沙漠区域的风成沙貌数值模拟研究
- 徐中华;买买提明·艾尼;阿不都热合曼·阿布力米提;先木西努·阿不都克力;金阿芳
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文为了研究风沙流动在固定、半固定和自由流动沙区所引起的沙漠化问题，详细研究了在气流作用下沙流场数学模型的建立过程。从沙漠流场的实际性质出发，首先分析了气流场本构方程式的建立过程，然后分析了气流场和沙流场的牵连关系和独立性，进一步深入地分析了风沙流场，给出了气流场作用下固定、半固定和自由流动沙场的数学模型。最后，对气流场和沙流场模型进行离散化，在不同波长条件下进行了固定、半固定和自由流动沙区的沙纹生成、增长、移动过程的数值模拟。
61.雾霾天气气溶胶颗粒物动力学特性的研究
- 李家骅;丁珏;翁培奋;刘丽颖
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：近些年，随着我国灰霾天气出现的增多，气象专家把灰霾并入雾天气一起作为灾害性天气，统称为“雾霾天气”。雾霾天气下气溶胶颗粒物的运动过程非常复杂，如存在凝并、破碎、成核、沉积等动力学过程。基于此，本文将在颗粒稀疏和分子混沌假设的基础上，应用颗粒群平衡模拟，考虑多个气溶胶颗粒物的动力学事件同时发生的情况，建立气溶胶颗粒凝并、冷凝和成核动力学模型；破碎、蒸发和沉积动力学模型。采用MMC 方法（多重Monte Carlo 算法）对雾霾天气形成、发展及消散过程颗粒尺度分布随时间的演变进行数值研究，为揭示雾霾天气气溶胶颗粒物运动特性及发展有效的大气污染控制措施提供理论依据。
62.一种强沙尘暴天气的多尺度触发机制初探
- 顾兆林;鲁录义;危卫;焦建英
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：沙尘暴，特别是强沙尘暴，是一种带有巨大破坏力的自然现象，在其过境前后，气象要素变化十分剧烈。本文根据文献报道的“黑风暴”的气象数据和图片等资料，并与尘卷风流场及沙尘迁移特点分析结合，探讨了一种强沙尘暴天气过程的触发机制：在沙漠（荒漠）地区，由于地表反照率的差异导致大气加热出现不均匀分布，形成局地的热力环流，并呈现有序的小尺度蜂窝状对流结构；如果中尺度气旋冷气团从空中进入混合层上部，则冷气团与蜂窝状对流的相互作用可能使局地的蜂窝状对流胞垂直不稳定，并形成小尺度对流胞群的旋转对流过程；地表沙尘在旋转风场作用下，形成沙粒直径的垂直分布，大沙粒只能在地表被扬起，其流场外形接近倒锥状，而小沙粒能够升空。由于小尺度二次旋涡的出现，旋转风场的能量耗散过程加剧，并且由里向外发展，直至所有的宏观动能耗尽，沙尘暴过程结束。
63.基于动力学的两例起重机啃轨可能性评价
- 丁克勤;乔松;胡晓光
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：啃轨发生在起重机运行中，常常引发重大事故。造成啃轨的原因是复杂的，传统的检验方法只能通过已经表现的故障形式进行判断，不能提出对该类事故的预防措施。而一般的检测、检验完全脱离起重机的运行状态，局限性很大。本文以起重机的运行状态为研究对象，提出针对啃轨的动力学评价方法，并对两台在用桥式起重机进行评价。
64.纳米多孔金的硬度尺寸效应
- 闫雷雷;王飞;卢天健
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：具有纳米尺度孔径的多孔金以其高孔隙率，高抗蚀性及良好的生物化学相容性等特性，在许多领域具有宽广的应用前景。此外，纳米多孔金以其均匀的孔隙分布，可调的孔径及孔棱尺尺寸，已成为微纳米孔径材料力学性能研究首选材料。针对其相关力学性能的研究将是提高此类多孔材料服役寿命及服役可靠性的重要前提。但传统的Gibson-Ashby模型一般都应用于孔径及孔棱尺寸为毫米或亚毫米级(孔径大于100微米)的多孔材料。当多孔材料的孔径降低到亚微尺度甚至纳米尺度时，迫切需要开展对G-A模型的有效性及可能出现的新表征参量的研究。本文采用脱合金腐蚀法制备多孔金块体材料，并通过后期热处理得到孔棱尺寸为几十纳米到几百纳米的纳米多孔金。在通过扫描电镜获取纳米多孔金的相对密度及孔隙几何结构的基础上，采用纳米压痕技术及显微硬度仪研究了纳米多孔金的硬度随孔棱尺寸及相对密度的变化规律及相应的尺寸效应。
65.碳纤维点阵夹芯结构的低速冲击性能和剩余拉伸强度性能研究
- 王世勋;吴林志;马力
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文针对碳纤维点阵夹芯结构的低速冲击性能和冲击后剩余拉伸强度进行了试验和数值研究。运用显示动力学分析软件ABAQUS/Explicit及其子程序（VUMAT）对冲击过程和剩余拉伸强度测试过程进行模拟。为了提高模拟精度，更加细致地描述由于冲击给结构带来的损伤，本文通过多步骤分析将冲击过程和剩余拉伸强度测试过程在一个模型中进行分析。由于文中要对碳纤维点阵夹芯结构的多种破坏形式进行分析，因此使用显示动力学分析方法来提高破坏模拟的精度和效率。通过与实验进行对比，冲击过程模拟的误差约为3.3%，拉伸过程模拟的误差约为12.9%。由于复合材料试件在制造、加工、运输等过程中不可避免地引入难以察觉的损伤，而且这种损伤很难在计算程序中加以描述，因此，运用本文中提出的计算模型所产生的误差是可以接受的结果。接下来，通过计算在不同能量冲击后碳纤维点阵夹芯结构的剩余拉伸强度值，得到了碳纤维点阵夹芯结构剩余拉伸强度的退化趋势图，并且得到了冲击能量阀值Uo，这一阀值的确定原来只能通过实验手段来完成。当夹芯结构遭受到大于Uo的冲击载荷后，结构的剩余拉伸强度将开始较大幅度的退化，这一结论对夹芯结构的设计与使用都有着较大的指导意义。
66.中空骨架开孔金属泡沫强制对流
- 冯上升;金东范
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：开孔金属泡沫根据制备工艺的不同，固体杆架可以为实体，或中空结构。后者的制备成本虽然较前者低，但由于有效导热系数的降低，导致其强制对流换热能力在一定程度上受到削弱。因此，有必要在不同基准下，对实体杆架和中空杆架开孔金属泡沫的强制对流换热能力与流阻性能进行对比。本文首先采用光学显微镜拍摄测量了12块具有不同名义孔密度和孔隙率的中空杆架铜泡沫的杆截面中空率。然后使用达西扩展动量方程和局部非热平衡两方程模型，通过数值模拟，分析对比了在相同孔隙率和相同相对密度基准的情况下，分别使用空气和水作为冷却介质时实杆和中空杆架金属泡沫的换热与流阻性能的异同。
67.开孔金属泡沫换热性能表征方法研究
- 朱贺;张永存;刘书田
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：金属泡沫由于具有较高导热系数的骨架，较好的通透性以及高比表面积，因此在具有较高的比刚度和比强度之外，其本身还是良好的换热介质。因此，研究强迫对流下金属泡沫材料的换热性能对其多功能化设计具有重要的意义。本文首先讨论了Lu-Stone-Ashby 分析模型计算结果偏高的原因，在此基础上，提出了一种新的分析模型，传递矩阵法。通过与实验结果和现有理论模型计算结果的比较，证明了该方法能够准确预测开孔金属泡沫的换热性能，比现有的理论模型有更高的计算精度。
68.Daubechies小波方法求解二维弹性问题
- 刘亚男;秦飞;刘应华;岑章志
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文使用Daubechies（DB）小波求解二维平面弹性问题。小波尺度函数直接用于函数近似，这种方法不需要网格，利用无网格法的思想，建立了求解二维弹性问题的公式。为处理一般的边界并提高求解效率和精度，提出了一种积分估计方案。二维弹性问题的数值算例显示该方法的稳定和有效性，并有潜力求解更复杂问题。
69.改进的无网格局部Petrov-Galerkin法
- 郑保敬;戴保东
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：将滑动kriging插值方法与无网格局部Petrov-Galerkin法相结合，建立新的无网格法——基于滑动kriging插值的无网格局部Petrov-Galerkin法。将这种无网格法应用于弹性力学问题，并推导了相应的离散方程。滑动kriging插值方法是基于节点信息，不需要划分网格，并通过最优线性无偏估计构造具有kronecker函数性质的形函数，因此可以像有限元方法一样直接施加本质边界条件；该方法在数值实施过程中，无论是近似函数的构造，还是数值积分都不需要网格，积分是在子域上完成的，是一种真正的无网格法。与原有的无网格局部Petrov-Galerkin法相比，该方法具有数值实现简单、计算量小以及方便施加边界条件等优点。数值算例表明该方法是一种高效的无网格法。
70.非线性变系数热传导问题边界单元法
- 王静;高效伟
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：介绍了一种不需要内部网格计算导热系数随温度变化的热传导问题的边界元算法.该算法是建立在一种能将任何域积分转换成边界积分的径向积分(RIM)转换法基础上,首先用对应各向同性问题的基本解来建立以正规化位移表示的非线形问题的标准积分方程,然后用径向积分转换法将出现在积分方程中的域积分转换成边界积分,从而形成不需要使用内部网格来计算域积分的纯边界元算法.在利用径向积分法进行积分转换的过程中，由于存在与温度分布有关的未知函数，需要采用径向基函数(DRM)进行逼近,根据离散函数的不同本文介绍了两种形式的域积分转换方法，最后采用newton-Raphson迭代法对所形成的边界方程进行迭代求解。数值算例结果表明，采用本文方法求解导热系数随温度变化的非线性热传导问题可以得到较好的结果。
71.复合涂层结构多尺度边界元热应力分析
- 高效伟;王静
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：采用径向积分边界单元法对多功能复合涂层结构进行热应力分析。首先使用加权余量法建立非线性热传导和热应力问题的边界域积分方程，然后用径向积分法将出现在积分方程中的域积分转换成等效的边界积分。热学与力学物性参数可以是温度的函数，也可以是空间的函数。采用不等间隔单元子分技术，消除结构多尺度问题中的积分近奇异性；采用三步变量凝聚多区域边界元技术，求解由多种材料组成的复合结构问题。论文给出了数值算例，验证所述方法的有效性。
72.各向异性材料热物性参数反演的边界元法
- 陈彬毅;洪俊;郭力;高效伟
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：利用边界元方法对各向异性材料热传导问题中的参数反演进行了研究。为了解决热传导过程等效积分方程中特有的区域积分项，利用径向积分法把该区域积分转化到边界上，建立了相应的边界元计算模式。结合复变量求导法，对各向异性热传导问题中的热物性参数进行了反演。通过两个算例来验证反演过程的正确性，计算结果表明，建立的数值方法是高效可靠的。本文的方法为解决实际工程中各向异性材料的热物性参数的识别奠定了基础。
73.固体和多孔介质中基于线性互补模型的梯度塑性连续体有限元－无网格耦合方法
- 张俊波;李锡夔
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文给出了一个基于梯度塑性和线性互补模型的有限元－无网格耦合方法。利用在积分点上定义的离散塑性乘子值，采用基于移动最小二乘的无网格法插值近似假定塑性乘子场以计算积分点上的塑性乘子Laplacian；而位移场和孔隙水压力场则利用定义其在节点上的离散值采用有限元法插值近似。通过联立平衡方程的弱形式与在积分点上逐点满足而不是积分意义下满足的非局部本构方程和屈服条件，导出了相应梯度塑性连续体模型数值问题求解的线性互补问题标准型，并通过Lexico-Lemke算法求解。在保证二阶收敛率的同时无需形成一致性切线刚度矩阵。对于非关联塑性连续体可避免出现在现有数值方法中存在的刚度矩阵非对称问题。数值算例表明本文所提出模型和数值算法在模拟因应变软化而导致的应变局部化现象中渐进破坏过程的合理性和有效性。
74.基于复变量求导法的弹塑性边界元参数识别
- 洪俊;高效伟
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：提出了基于复变量求导法的弹塑性边界元参数识别的一种新方法。针对非线性参数反演过程中，灵敏度计算困难的问题，利用复变量求导法，把隐式函数的求导过程转化为函数值的计算，进而高精度地计算出参数灵敏度。相对于常规的基于有限差分法的灵敏度数值计算方法，该方法更为有效。基于边界元法和复变量求导法，对弹性模量、泊松比、粘聚力以及内摩擦角进行了反演。数值算例表明，所提出的方法对单一参数和耦合参数的非线性反演问题均有效可靠。
75.求解瞬态传热问题的无网格有限球方法
- 强洪夫;韩亚伟;高巍然
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：有限球方法（The Method of Finite Spheres，MFS）作为一种无网格方法具有影响域小、影响域尺寸容易选取、精度高以及本质边界条件容易施加等优点。本文将无网格有限球方法推广到瞬态传热问题的求解，建立了基于有限球方法的瞬态热传导离散方程，其中空间离散采用Bubnov-Galerkin形式的加权余量法，时间离散采用Crank-Nicholson隐式格式；提出了修正的本质边界条件施加方法，提高了计算稳定性。对一维和二维瞬态传热问题进行数值分析，分别采用均匀节点和非均匀节点分布进行求解，通过和精确解对比，研究了本文方法的精度和稳定性。
76.自然单元法p型增强算法及其应用
- 卢波;丁秀丽;邬爱清
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：自然单元法(Natural Element Method, NEM)是较近出现的一种求解偏微分方程的数值方法，它采用自然相邻节点插值，兼有无网格的特性和传统有限元的优点。由于NEM形函数为非多项式形式的分式函数，且无显式表达式；因此，其解空间的阶次不似传统的有限元或EFGM等方法明确。一般意义上，对于平面问题而言，NEM的求解精度大致相当于4节点有限元，即线性有限元。要提高位移函数的拟合阶次，通过Sibson或non-Sibsonian插值方法本身是难以做到的，因此，必须对NEM解空间进行某种形式的增强或拓展，而单位分解的思想提供了这种框架和可能性。基于单位分解的思想成功的对自然单元法进行了拓展，通过引进针对性的增强基函数可以增强近似函数空间的数值逼近功能，从而有效的提高求解精度和求解问题的能力，自然单元法空间可视为单位分解增强空间的子空间。在上述理论分析和推导的基础上，实现了对裂纹问题的分析。数值算例表明，应力强度因子的计算精度是令人满意的。
77.爆炸结构相互作用的Lagrangian－Eulerian耦合模拟方法研究
- 浦锡锋;王仲琦;白春华;周刚
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：爆炸结构相互作用是一类典型的流固耦合问题。在相互作用过程中，爆炸产物围绕结构形成复杂流动，而结构仅在临近高温高压爆轰产物区域产生大变形以外变形有限。为了较为方便和精确描述爆炸结构相互作用过程中流体和结构的行为特征，单独采用Eulerian描述方法或Lagrangian描述方法都存在一定局限性。本文在Lagrangian方法和Eulerian方法的基础上开展了耦合方法研究，建立了Lagrangian－Eulerian耦合计算方法。该方法采用Eulerian 方法描述爆炸产物等流场，而对结构采用Lagrangian方法描述。计算域中存在Eulerian网格和Lagrangian网格两套网格。通过建立边界搜索算法和接触分离算法使得两套网格耦合。在Eulerian流场的计算中采用了多流体网格方法，Lagrangian结构分析中采用了可以计算大变形的有限元方法。应用Lagrangian－Eulerian耦合计算方法分析了炸药作用下壳体变形和破坏，由算例结果分析可以看出，本方法计算结果良好，算法稳定有效。
78.气泡/液滴运动的Level Set方法模拟研究
- 李震东;赵建福;秦文韬
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：浸没在液体内的气泡在浮力或Marangoni力作用下的自由上升或迁移运动现象广泛存在于诸多工程应用中，是经典流体力学研究的基本问题之一。本文利用Level Set 方法，模拟了地面常重力场中不同大小的空气泡在高黏度糖浆溶液中的自由上升运动现象，结果表明气泡的变形随气泡直径的增大而增大，与实验观测结果吻合；而气泡稳态时的雷诺数也于实验观测结果符合甚好，表明该方法能够计算大密度比和粘度比(>1000:1)情况下的气液两相流动。而对微重力情况下气泡/液滴的Marangoni 迁移现象的数值模拟结果正确显示了气泡与液滴稳态时温度场的差异，最终迁移速度也与经典线性理论预测结果相一致，表明该方法同样适于研究具有Marangoni 效应的两相流动现象。
79.泡沫在井筒中流动的水力计算新方法
- 王冠华;李兆敏
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：基于机械能守恒原理，考虑加速度压力梯度项，以Berthelot第二维里系数完善了泡沫流体的状态方程，结合了合理的假设，通过对理论公式推导和化简，得到了非牛顿流体可压缩流动的关于压力的常微分方程。对该方程采用Runge-Kutta方法进行求解，从而能够获得泡沫流体在井筒流动过程中的各水力参数。此方法物理数学意义明确，计算量小，编程方便，且不存在计算结果收敛性的问题。以泡沫正冲砂为例，此方法计算所得结果与文献计算方法所得结果一致，说明此方法具有较高的精度，能够满足工程需要。
80.大密度比下两相流的数值模拟方法研究
- 倪明玖;潘毅;卢文强
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文针对含有表面张力为源项的不可压Navier-Stokes方程，在非交错网格下研究压力梯度和表面张力的精确处理方法。并通过对一处于平衡状态的液态小球，不受外力作用放于初始静止的另一流体中的两流体流动进行数值模拟，比较研究网格界面处密度插值对减小大密度比下多相流界面处压力波动的影响。
81.模拟Casson流体的非结构化网格Simple算法
- 周高领;陈斌
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：为模拟复杂区域内的非牛顿流体流动，本文以Casson流体为例开发了基于非结构化同位网格的非牛顿流体SIMPLE 算法。离散动量方程时，对流项和源项的处理方法和牛顿流体类似。对于扩散项，为了避免粘度是剪切率的复杂函数所导致的复杂性，将粘度取为上一迭代步的流场获得的Casson流体粘度。经过以上处理对Casson流体动量方程的离散就可以参考变粘度牛顿流体的动量方程离散方法来进行，再利用基于非结构化同位网格的SIMPLE算法进行求解。该方法对其它切应力等于速度变形率与粘性函数乘积的非牛顿模型同样适用。利用本文算法模拟了突扩管道中的Casson流体流动，充分发展的速度分布与文献中结果对比吻合良好，验证了本文算法的有效性。发现Re数的增大和Bn数的减小会导致流动变得不对称。涡量和剪切应力分布受Re 数变化影响较大，当Bn数较小时受Bn 数变化的影响可以忽略。
82.非均匀气固两相的曳力模型QL-EMMS分析
- 李飞;祁海鹰;由长福
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：为了解决由试验数据回归而成的经验曳力模型的普遍适用性问题，本文采用理论分析的方法，将流态化多尺度最小能量原理（EMMS）与欧拉框架内的气固两相流动计算流体力学（CFD）相结合发展了QL-EMMS曳力模型。该模型首先通过引入颗粒加速度，改进了EMMS模型中局部颗粒受力，继而分别建立了流态化系统的整体操作参数和局部流动条件与曳力的关系，建立了QL-EMMS曳力模型。通过与O-S模型对比，检验了新模型的准确与合理性。由数值计算结果可知，QL-EMMS曳力模型能够反映出非均匀流动的曳力下降和相应的颗粒浓度范围，从根本上解决了均匀流曳力模型无法在循环床中应用的问题，大大缩小了计算误差，能较好地描述非均匀流态化气固两相流动结构，有效地预报床内噎塞现象。模型中未引入任何经验参数，无论从理论上讲还是实际的数值模拟结果上看，模型具有普遍适用性。
83.飞机结冰表面粗糙度模型建立与分析
- 常士楠;李延;霍西恒
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：首先简单介绍了飞机结冰的研究概况和结冰表面粗糙度形成机理及其影响因素，根据结冰表面液态水呈现出的不同状态，对不同微观水形态下（主要以水膜、细流和水珠形式存在）结冰表面的粗糙度形成进行了深入的理论分析，得出不同微观水形态下的粗糙度预测模型。然后对计算结冰表面粗糙度的NASA LEWICE和Shin试验关联式进行了介绍与分析，指出了其在实际应用中的一些不足之处，同时从温度、液态水含量、飞行速度三个方面对理论粗糙度模型与试验关联式模型所得到的等效砂粒高度进行了比较。结果表明：理论模型与试验关联式的结果取得了很好的一致性。
84.方形颗粒的不稳定沉降过程及终端沉降速度的实验研究
- 王锦生;祁海鹰;魏然;祝俊宗;由长福
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：为了探索非球形颗粒的两相流动特性，本文以文献报道不多的方形颗粒为对象，实验研究了其沉降特性。实验发现，与球形颗粒完全不同的是，方形颗粒的沉降过程呈现出了复杂的不稳定现象。本文详细观察了这些现象，通过分类，得到了不稳定状态图谱。采用高速照相技术得到了不同颗粒形状、尺寸和密度以及沉降液粘度条件下的终端沉降速度ut。进而将沉降速度无量纲化，可用颗粒雷诺数Rep与阿基米德数 Ar的关系加以表征，并发现二者之间明显存在线性关系。将球形颗粒的Rep数和Ar数按这个关系进行整理，发现同样具有线性关系。但不同形状的颗粒必然对应这种线性关系中的不同系数。如能找到确切表征形状的参数，则可能得到针对各种形状的统一表达式。
85.“统一二阶矩”两相亚网格尺度应力模型和旋流气-粒流动的双流体大涡模拟
- 刘阳;周力行;许春晓
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：目前多数气粒两相流动的大涡模拟采用单相流动的亚网格尺度应力模型(subgrid scale (SGS) stressmodel), 没有考虑或者没有完整地考虑两相间在亚网格尺度内的相互作用及其各向异性。本文提出一种“统一二阶矩”两相亚网格尺度应力模型（unified second-order moment(USM)two-phase SGS stress model），可以完整地考虑两相亚网格尺度应力的相互作用及其各向异性。将该模型用于旋流气粒两相流动的大涡模拟，同时进行统一二阶矩两相湍流模型的雷诺平均模拟（RANS 模拟）。瞬态结果显示出两相流动中的气体流动有类似于单相气体的多个旋涡流动，但是颗粒很少有这类旋涡流动。对LES-USM和RANS-USM预报的两相时间平均速度和均方根脉动速度进行了实验检验。研究结果表明，对时间平均速度，两种模拟给出几乎相同的，和实验符合的结果，亦即RANS-USM得到了LES-USM的验证。对两相均方根脉动速度，LES-USM的结果优于RANS-USM的结果。
86.轴对称湿式冷却塔水汽相变换热机理的数值模拟研究
- 詹杰民;余凌晖;徐士倩;岑显荣
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文通过FLUENT软件，采用二维轴对称模型和多相流的欧拉模型对冷却塔水汽相变换热的散热机理进行研究。针对被广泛接受的设计规范中的案例，本文采用相对密的网格进行计算和可靠性的验证，把填料层的流体区域设为多孔介质条件，以模拟空气通过填料层时的压力损失。根据Merkel方程，水和空气的热量交换分接触传热和相变传热两部分，接触传热部分使用FLUENT里现有的模型计算，相变传热是分别对空气加上质量源项（不加能量源项是因为FLUENT能量方程里空气的焓不包括水蒸汽的信息，水蒸汽的部分另外用自定义标量（UDS）表示），而对水则加上质量源项和能量源项实现的。湿空气的密度根据理想气体定律采用用户自定义函数（UDF）改写，并考虑重力的影响。通过添加求解自定义标量（UDS）方程，把环境湿度的影响加进计算模型里。根据不同空气干球温度下的饱和空气含湿量的不同，对不同条件下的环境相对湿度进行模拟。本文系统地研究了不同环境湿度在冷却塔降温效果的方面影响。
87.气液两相搅拌槽中混合时间的大涡模拟
- 张庆华;毛在砂;杨超
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：近几年，已有研究者利用大涡模拟方法对搅拌槽内两相体系流动特性进行了研究，但还未见到有关利用大涡模拟方法研究气液两相搅拌槽内混合时间的报道。基于此，本文采用Euler-Euler模型，利用大涡模拟方法研究了气液两相搅拌槽内的混合时间，主要考察了操作参数（搅拌转速、进料位置等）对混合时间的影响，并与利用k-ε模型计算得到的结果及实验数据进行了比较。结果表明：随搅拌转速的增大，混合时间逐渐减小；在桨区位置进料时，混合时间最短；通过将大涡模拟、k-ε模型和实验数据比较发现，与k-ε模型相比，大涡模拟预测的结果与实验数据更吻合。
88.颗粒促进管流转捩的初步数值研究
- 余钊圣;邵雪明;孙博
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文旨在采用虚拟区域方法对Re=1500-3500的圆管内颗粒悬浮流进行直接数值模拟，以揭示颗粒促进湍流转捩的机理。关于数值模型，在流向采用周期性边界条件，压力梯度保持固定，本文只考虑流向周期为1个和两个圆管直径，颗粒-圆管直径比为0.1和0.15的情况。以往计算结果表明颗粒的存在可以诱导行波流动结构（流向涡和速度条纹），在雷诺数为1000时颗粒诱导的流动结构较弱，颗粒可以稳定沿直线前进，流动结构也随之平移。本文结果表明：在Re=1500时，在较长的圆管内（两个圆管直径），粒-管径比为0.1的单个颗粒往管壁迁移时,流动结构增强并最终失去稳定，流向涡急剧增长，导致湍流态出现，颗粒的运动受流向涡控制，但随后流动会重层流化，颗粒往管壁的惯性迁移会导致流动的再次失稳，然而颗粒最终会进入沿管壁转圈（螺旋形前进）的状态，同时流动能保持稳定。在雷诺数高达3000时仍可观察到稳定态。在Re=1500时，放入多个粒-管径比为0.1的颗粒，或把粒- 管径比增加到0.15，都可以导致系统达不到稳定态。颗粒数的增多往往使得流动的脉动性（间歇性）强度减小。颗粒诱导的结构在较短的圆管中（一个圆管直径）较为稳定，在雷诺数为3500时，粒-管径比为0.15的颗粒在重层流化后仍能稳定在惯性迁移平衡位置。
89.阳性离子表面活性剂溶液在不同温度下的减阻特性和流变特性研究
- 王剑峰;魏进家
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：对质量浓度为75ppm～200ppm之间的一种阳性离子表面活性剂(CTAC/NaSal)溶液在高度为10mm的二维通道内的减阻特性进行了实验研究。文中主要研究了不同温度条件下表面活性剂溶液的减阻特性和流变特性，实验温度选取了从15℃到55℃之间的8个不同温度点。从实验结果中发现在各浓度条件下均存在一个临界温度，在临界温度以下时温度的升高有助于溶液的减阻性能的提高，而高于临界温度则相反。但是到现在还不能够很好的解释这种有趣的现象。一直以来研究认为表面活性剂溶液的流变特性与减阻特性有很密切的联系，溶液的流变特性是影响减阻特性的主要因素。在本研究中，我们在不同温度和浓度条件下对该表面活性剂溶液的剪切粘度进行了测量来分析温度效应的机理。
90.稀相气粒两相流的LES/FDF模型及其在平面尾迹两相流中的应用
- 金晗辉;陈苏涛;陈丽华;樊建人
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文推导了气粒两相流中颗粒所见流场速度的滤波密度函数（FDF，filtered density function）输运方程，建立稀相气粒多相流的LES/FDF模型并对气粒两相平面尾迹流动中颗粒的湍流扩散进行了数值模拟研究。将模拟的结果与实验数据及不使用FDF模型得出的结果进行对比，说明LES/FDF模型能够更好地描述颗粒的空间扩散。
91.Casson流体中蛋白质气泡的动力学特性研究
- 王海民;蒋旭平;马建敏;张文
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：考虑蛋白质气泡膜变形的粘弹性特性，及其与Casson流体间的耦合作用，建立了单个蛋白质气泡在血液中有限变形的动力学方程。运用数值模拟计算的方法，分析了Casson流体的特性参数、蛋白质膜的粘弹性以及气泡的表面张力对蛋白质气泡动力学特性的影响。结果表明，增加Casson流体的粘性，蛋白质气泡振幅衰减速度加快，振动周期增加，频率减小；当蛋白质膜的粘性大于Casson流体的粘性时，增加蛋白质膜的粘弹性，蛋白质气泡振幅衰减速度加快，气泡平衡时的相对变形较小；在考虑气泡内外的表面张力下，蛋白质气泡的振动频率增加，振幅衰减速度加快，振动达到平衡时，气泡的收缩率较大。
92.周期性变截面微通道液体流动与传热特性的数值模拟
- 夏国栋;柴磊;周明正;杨瑞波
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文针对周期性变截面微通道内单相液体流动与传热特性，以等截面矩形微通道作为参照，利用CFD计算流体力学模拟与分析软件进行三维数值模拟。模型采用有限体积法离散，SIMPLEC算法进行层流计算。讨论了周期性变截面微通道热沉在不同热流密度不同Re数下流体流动特性和传热特性，并与相同条件下等截面矩形微通道的模拟数值相比较。分析结果显示周期性变截面微通道具有很好的流体流动特性和传热特性，能够很好地解决高热流密度元器件的散热问题。同时分析得知粘度随温度变化和粘性耗散对流动和传热影响不能忽略。
93.自主航行模式下二维摆动尾鳍的推进性能研究
- 丛文超;王志东;晋文菊
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：利用计算流体动力学软件Fluent对自主推进尾鳍的水动力特性进行了数值模拟，计算了尾鳍在静水中作纵摇以及自主航行运动时的流场结构及水动力性能，建立了尾鳍摆动自主推进数值计算模型，研究了不同运动参数对尾鳍流场结构及水动性能的影响, 确定了自主推进模式下的尾鳍运动速度，结果表明，随着尾鳍摆动频率的增加，尾鳍能够获得更大的推进和前进速度；通过对比尾鳍在约束模式和自主航行模式下的尾涡流场结构及演变过程，探讨了尾鳍惯性对其推进性能的影响；计算结果与文献模型实验具有良好的一致性。
94.压荷载作用下温度引起的皮肤粘弹行为变化
- 周斌;苏景鹤;陈常青;徐峰;卢天健
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：软组织，如软骨，血管，皮肤的力学性能已被广泛研究。皮肤组织的热力学行为的表征具有非常重要的意义，并有助于各种医疗应用。然而，对依赖软组织力学行为的温度研究比较少。本文研究了皮肤和皮下组织作为一个整体在不同温度和加载速率条件下的粘弹性行为，讨论了热伤害对组织行为的影响以及加载过程中其内部的改变。结果表明温度对皮肤组织的粘弹性行为有重大影响，并且组织的恢复时间随加载速率的增加大大减少。迟豫特性的变化主要是由于加载过程中组织内部结构的变化和水合作用引起的。
95.蚊子口针刺入人体皮肤力学机理的研究
- 孔祥清;吴承伟
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：蚊子能够运用一个天然的无痛“微针”——口针，仅仅需要微牛顿力就能3轻易刺进人类皮肤。本文首先利用扫描电子显微镜技术仔细观察了蚊子口针的结构，根据观察的实际结构建立蚊子口针端部模型，运用大型通用有限元软件ABAQUS对蚊子口针尖端刺入皮肤过程进行非线性有限元数值模拟，考虑不同皮肤层的力学性能，讨论了刺入过程中皮肤变形与破坏、刺入力等的变化规律，模拟过程与实际刺入实验基本相符。
96.蚯蚓爬行的生物力学分析与数值计算
- 刘芳;施卫平
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：蚯蚓是典型的多体节软体动物。本文从生物力学的角度,分析了蚯蚓在静止和运动状态下的体壁应力,又分析了蚯蚓爬行过程中的变形以及与地面之间的摩擦力,给出了蚯蚓在地表爬行的动力学模型。进一步,又数值计算了一定质量范围的蚯蚓在静止和运动状态下体壁承受的最大应力和动力学模型方程,得到蚯蚓爬行的平均速度与质量的关系，计算结果与实验测量值基本一致。
97.毛细-弹性耦合现象
- 刘建林
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：毛细力或者表面张力能够引起微小结构的弹性变形，这种现象在自然界和工业中广泛存在。例如，微机电系统(MEMS)以及碳纳米管(CNT)阵列中微梁、微板的毛细粘附，毛发插入水中的多级结构，液滴诱致薄膜的自发包裹，液滴中细长杆的毛细屈曲，冶金中熔融金属液滴引起的软基底变形，水黾腿部超强浮力的尺寸效应等。所有这些现象都可以运用连续介质力学和最小势能原理建立物理模型，综合考虑系统的弹性应变能和表面能等。通过其势能泛函的变分可以推导出相应的控制方程以及边界条件。这些结果对于材料表面疏水性质、微器件的尺寸、微型水上运载工具的设计与制造具有一定的参考价值。
98.机械蜻蜓悬停时的气动力实验研究
- 姚大鹏;申功炘;朱百六;郭鹏;陆远
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：前缘涡早已被发现并证实为昆虫高升力度最重要来源，但对于蜻蜓等拥有两对翼的昆虫，其前后翼相互干扰的复杂流动情况的研究仍然不够充分。本文通过设计并制作一个可以精确模拟蜻蜓悬停所采用的三种拍动模式下运动的机电模型，并以此进行一系列实验，对前后翼相互作用的流场进行了观测。首先，我们采用染色液流动显示的方法，定性观察了后翼前缘涡在各种不同拍动模式和不同翼间距离时的发展过程。然后对模型翼在不各种拍动模式下的气动力进行了定量测量。最后分别从流场结构和力学性能两方面对两翼间的干扰作用进行了分析讨论。
99.仿生单纤维黏附的尺寸效应
- 许光;陈少华
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文利用数值方法仿生研究了黏弹性纳米柱状纤维界面黏附的尺寸效应，纤维遵循线性黏弹性本构关系，黏附界面利用Tvergaard-Hutchinson表面黏结区模型来描述，分别研究了黏弹性纤维拉伸及扭转状态下，尺寸对黏附的影响，以及加载速率对缺陷不敏感尺寸的影响，给出了加载速率与缺陷不敏感尺寸的关系曲线，并分析了不同加载速率下，临界尺寸的上下极限解。提出了柱状纤维实现黏附与脱黏的一种可能方法。
100.静水压力对多孔形状记忆合金相变的影响
- 刘兵飞;兑关锁;朱玉萍
- 《中国力学学会2009学术大会》 | 2009年
摘要：本文从－形式的三维本构理论出发，将多孔形状记忆合金微结构简化为壳体结构单元，根据马氏体相变理论和弹性力学方法，等温下将结构划分为不同静水压力下的不同相变阶段，同时计算出不同阶段的形状记忆合金的轴向应力和有效应力表达式，最终得到马氏体体积分数和任意静水压力之间的函数关系。本文给出了不同静水压力对多孔SMA相变的影响，为多孔形状记忆合金的进一步相变分析和本构模型的研究提供了理论依据。