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2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）

召开年：2012
召开地：上海
出版时间： 2012-11-24

主办单位：复旦大学

会议文集：2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）论文集

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1.MPS方法在二维液舱晃荡中的应用
- Yuxin Zhang;张雨新;Decheng Wan;万德成
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：本文基于移动粒子法(Moving Particle Semi-Implicit，MPS)对二维矩形液舱和LNG液舱在不同频率和不同运动方式时的晃荡问题进行研究，分析了拍击压力和波形的特点，并将数值结果与实验做对比，验证了MPS方法的可靠性。计算结果表明：MPS方法得到的压力曲线能够很好地与实验和其他数值结果相吻合，对于拍击时刻和拍击压力的预测都有较好的精度。此外，MPS方法能够很好地处理晃荡中剧烈的自由面变形，如翻卷、破碎、液体飞溅等现象。
2.水下细长体结构'流-刚-弹耦合'特性及方法研究
- Sun Shi-Li;孙士丽;Zhang Cheng;张成
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：为了对水下细长体的流固耦合特性进行分析，本文建立细长体结构的平面运动学方程；为了捕捉结构的振动特性,采用双渐进法给出与之相应的体流动力学方程，形成以"流-刚-弹耦合"为特点的方程组。在时域中推进编程求解耦合方程组，得到结构的刚体运动轨迹、弹性振动情况。并与传统有限元方法进行对比，验证了本文方法的正确性及合理性。以此为理论依据，对潜艇为代表的水下船舶结构的"流-刚-弹耦合"特性进行分析。研究表明：水下细长结构在水动压力的作用下，流体、刚体运动、弹性振动存在着耦合现象,本文将刚体运动与弹性振动分别求出,直观的体现了"流-刚-弹耦合"这一现象。
3.船舶与海洋工程并行CFD求解器PNAOE-SJTU
- WANG Ji-fei;王吉飞;WAN De-cheng;万德成
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：在整合计算流体力学各领域优势资源的基础上,开发了一套求解船舶与海洋工程流体力学问题的并行求解器PNAOE-SJTU.本文简要介绍了该并行求解器PNAOE-SJTU的功能模块,并给出典型算例,说明了该求解器的适用范围、计算结果和并行性能,为开展复杂流体力学并行计算奠定了基础.
4.一种新的DES方法在直升机旋翼前飞流场求解中的应用研究
- 杨小权;杨爱明;孙刚
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：在工程实际中,研究人员通常采用松耦合的方法进行求解RANS方程和湍流模型方程,这种求解方式一般采用不同方法分别对RANS方程和湍流模型方程进行求解.本文发展了一种强耦合Spalart-Allmaras湍流模型的雷诺平均Navier-Stockes方程的数值计算方法,在耦合求解的基础上发展了一种新的DES技术,并用于求解直升机旋翼前飞粘性绕流流场.针对直升机旋翼前飞流场的特征发展了基于动态重叠网格的高效率动态多重网格技术,提出了一种新的信息传递方法,有效的解决了在重叠网格中实施多重网格存在的问题.通过算例分析了本文发展的新方法的收敛性和计算精度,计算结果表明:本文发展的新方法具有较高的计算效率和良好的计算精度,能够准确的模拟直升机旋翼前飞流场的气动特性.
5.岩石的强度和强度准则
- 尤明庆
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：岩石是天然材料，物理性质复杂。通常认为岩石具有粘结和摩擦特征，但在同一点粘结和摩擦并不能同时存在，且在屈服过程中都会发生变化，而屈服与应力状态有关；据此分析反复加载引起岩石强纯的现象、材料损伤对承载能力的影响以及软弱岩石强度与杨氏模量的关系。基于应力状态不影响粘结力，而内摩擦力不越过邻近材料粘结力的假设，构造描述最小主应力影响的指数强度准则，并与广义Hoek-Brown准则，Sheorey准则等进行比较：讨论强度准则中材料参数的确定方式，建议以偏差绝对值之和最小拟合试验数据。论证了岩石真三轴强度准则不能袭示为两个变量的曲线λ(σ1,σ2,σ3)=F[η(σ1,σ2,σ3)]，如Mogi准则；介绍了显式的真三轴强度准则及拟合特性。
6.基于naoe-FOAM-SJTU求解器构建三维数值波浪水池
- 曹洪建;万德成
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：本文利用自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器构建三维数值波浪水池。naoe-FOAM-SJTU求解器是利用开源程序库OpenFOAM，以Navier-Stokes方程为控制方程，采用VOF方法捕捉自由波面。所构建的数值水池具有完整的造波系统、消波系统以及波高探测系统，可以实现不同类型波浪的模拟。本文对所构建的三维数值水池的原理和过程进行介绍，对小幅线性波、Stokes二阶波、斜向波以及不规则波进行了数值模拟，并将数值结果与理论解进行了比较，结果吻合的很好，说明基于naoe-FOAM-SJTU求解器构建的三维数值水池具有较好的精度，可以为海洋工程流体问题的数值模拟提供有效的波浪条件。
7.射流出口复杂流场的流动显示分析
- JIANG Yun-xing;蒋运幸;Ma Yun-chi;马云驰;YU Yu-xuan;余宇轩
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：本文利用流动显示技术，观察并分析了内射流出口处的形状(大矩形、小矩形、正方形、大椭圆、小椭圆、圆形)改变时，以及射流出口处形成平面对称剪切流时，涡流的生成、发展、配对、归并以及破裂的空间演化行为。实验发现：以上两个实验背景下均存在环涡结构及螺旋涡结构。环涡的归并存在"偶极子"和"三极子"现象。螺旋涡在雷诺数以及速度比的变化下有不同结构的改变。涡的生成与射流的出口形状无关，决定于出口速度。环涡生成之后在速度的诱导下发生偏转，并且在一定的雷诺数临界值后形成了螺旋涡结构，此雷诺数临界值与射流出口处的形状有关。螺旋涡结构存在左旋、右旋现象，到达一定的雷诺数后旋转方向将反向。同时螺旋涡结构的螺距随着速度比的增加而增大。
8.液体火箭POGO振动的类结构分析方法
- 郝雨;唐国安
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：POGO振动是液体火箭的结构纵向振动与推进系统的液体脉动相互作用而产生的一种自激振动。建立了液体火箭推进系统的类结构模型，推导了火箭推进系统与结构耦合的动力学方程，计算了POGO振动的复特征值。与传统的传递函数方法的比较证明了本方法的可靠性。用类结构模型具有如下一些好处：整个系统的控制方程可以写成结构动力学方程的形式，便于借助较为成熟的结构动力学工具进行时域计算，容易推广到非线性的情况。
9.2011年上海高校本科重点教学改革项目《“现代连续介质力学理论及实践”课程体系》成果介绍
- 谢锡麟;华诚;王盛章;麻伟巍
- 《2012年复旦大学博士生学术论坛（力学、航空宇航科学与技术、生物医学工程）》 | 2012年
摘要：如果将学术上的创新定义为发展新的思想及方法,则基础学科领域的创新应多源于坚实基础上的融会贯通和触类旁通;如果将学术不仅理解为具体的科学和技术成果而且包括更具基础意义的高端知识体系——则至少面对复旦高才生的教学可以也是需要高度学术化的.本课程体系追求具有"一流化"的知识体系，表现为:课程的广度及深度达到甚至超越国内外具有一流水平的教程或专著的程度。研究知识体系(知识点、知识要素)的发展脉络，不仅表现为自身知识体系结构清晰，而且同数学等相关知识体系之间关系清晰，并且建议将知识体系分成若干知识点:对每一知识点再分成若干知识要素。值得指出，知识要素可为某些特定的数学结构:由此可能隶属不同知识体系的知识点含有相同的知识要素，将此称为"数学通识"。自身并鼓励学生一同追求对高端知识体系的"融会贯通"(可基于对知识点和知识要素的不断凝练)，追求对不同知识体系之间的"触类旁通"(可基于对数学通识的挖掘)，追求基于坚实基础，发展适用一类问题的思想及方法;且注重理论联系实际。现有实践表明，本文所持观点具有可行性，且可由高材生向较优秀甚至一般程度学生推广。本课程体系，特别是基础理论课程，极其重视相关数学在力学中的应用.