基于ANSYS有限元软件建立了液一固耦联大型立式储液罐模型。以10万m^3储油罐为对象进行了地震反应仿真计算，成功的再现了液体大幅晃动和罐底提离现象。分析结果表明，大型储油罐罐内液体的晃动不只是以基本振型为主，其它振型对液体晃动的贡献比较大，其基本周期比小体积罐大很多。由于体积较大，整个罐体下沉明显，罐底提离高度相对于罐体直径较小。

在流体为无粘不可压和流动有势的假定下，研究了轴对称体的定常局部空泡流。空泡层流采用压力恢复模型，应用高阶有限元离散的边界积分方程方法，求解给定空泡数下的解。探讨了空泡形状与空泡数的关系，以及尾流模型参数对结果的影响。典型算例的计算结果与试验数据及其他数值结果吻合很好。

作为一种新型换热元件,弹性管束结构与管内流体构成了一个典型的流固耦合系统.考虑流体的可压缩性,用有限元法的位移-压力格式对管束-流体耦合系统进行离散,建立了系统的振动控制方程.在此基础上分别对管束结构、管内流体和管束-流体耦合系统进行了模态计算.结果表明：由于流体与结构的相互作用,不但弹性管束结构和流体本身的固有频率和振型发生改变,而且一个子系统的振动还会迫使另一子系统产生新的振动模式.不同密度的流体对结构频率改变的影响程度不同.因此,在研究管内充液弹性管束的动态响应时必须考虑流体与管束结构的相互作用影响.

基于弹性波传播理论,构造液体晃动的等效弹性体模型,将液体晃动问题归结为弹性体动力问题,建立位移-压力格式的流固耦合方程,采用静态缩聚技术求解流固耦合特征值问题。在此基础上,推导地震条件下的流固耦合系统有限元模型。对储液容器的特征值问题和动态响应问题进行了实例分析和计算,算例结果验证了方法的正确性与有效性。

研究了作大范围运动薄板的耦合动力学建模理论和离散化方法.对作大范围运动的薄板建立了耦合动力学模型,计及了在结构动力学中对薄板动力学特性影响很小的二次耦合变形量.用有限元方法对柔性薄板进行离散,基于Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动薄板的动力学方程.计算了作旋转运动的薄板的变形,将仿真结果与不计二次耦合变形量的传统方法进行比较表明,随着转速的提高,仿真结果出现明显的差异.此外,将本文有限元与假设模态法的计算结果进行比较,揭示了高速旋转时假设模态法的局限性,表明取无大范围运动的高阶模态可以提高假设模态法的计算精度.

本文采用分区、并行计算方法求解二维Euler方程,对1.5级透平叶片排内的非定常流场干涉进行了数值模拟,并探讨了透平叶栅静叶周向布局对透平级性能的影响.计算结果表明,本文的处理和计算方法是合理有效的,并且发现存在静叶最佳周向布局,此时透平级的性能最好.本文所得结论对于透平级的优化设计是有意义的.

传递矩阵方法是材料及结构力学中较常用的一种计算方法.文中提供了一种轴系校中计算中实用的传递矩阵计算方法,并给出其详细的推导过程.与传统的计算方法相比,该方法具有便于理解和上机计算的优点.文中还介绍了该方法在VB环境下的实现.

通过理论分析和有限元计算,提出了非灌浆桩腿导管架平台在不同状态下刚度的简化计算公式,揭示了具有直立式非灌浆桩腿的导管架平台桩、腿间的相对运动使平台的服役状态与设计模型发生的较大变化,使平台的动力特性偏离了设计值,导致平台在正常海况条件下发生了超常的振动.计算结果表明,桩、腿存在相对运动时,平台的一阶频率降低了50%左右,对环境荷载的响应增大了6倍左右.

在自行设计并搭建的试验台上,利用CCD的图像快速采集功能,获得了不同气速下流化床内的流态图像,并用图像处理方法对这些原始图像进行了有效的处理.研究了贴壁回探流、气体局部扩散系数、局部空隙率随横向位置和高度的分布、气泡的上升速度,给出了实验中气泡边界曲线的分维数.实现了循环流化床内气固两相流体动力学特性的可视化,为图像处理技术应用到循环流化床作了有益的尝试.

建立各向同性柱壳的力学模型，分析初始应力对各向同性材料结构双稳态性能的影响．通过对柱壳变形应变能的分析，利用最小势能原理导出柱壳实现双稳态的条件．同时，采用ABAQUS建立壳单元模型，通过施加边界弯矩对柱壳的双稳态过程进行有限元数值模拟．结果表明，双稳态柱壳卷曲半径的数值结果与理论结果相吻合；无论是否存在初始应力，其变形过程中均有两个平衡点，且柱壳在任一平衡位置均无扭转变形；对于无初始应力的柱壳，第1个平衡点为稳定的平衡状态，第2个平衡点为不稳定的平衡状态；对于有初始应力的柱壳，在初始应力满足一定条件下，柱壳为双稳态结构，且两个稳定状态对应的曲率方向相反．这与反对称铺层复合材料层合壳的双稳态曲率方向相同的情况不同．