采用格子Boltzmann方法对低雷诺数下气体绕流圆柱的规律进行了研究。对比计算了双圆柱在不同圆心距、不同Re数、不同来流速度与双圆柱圆心连线角度的情况下，各个圆柱的受力大小和曳力系数。结果表明，若Re数为20，改变圆柱间距，圆柱间距在1.2d和1.4d之间时，下游圆柱所受曳力有极小值；双圆柱间距为1.6d时，双圆柱受到总曳力最小；圆柱间距大于2d时，上游颗粒受到的曳力不再受到下游颗粒的影响。若圆柱间距为1.2d，改变雷诺数，Re数在30和40之间，下游圆柱所受曳力有极小值。另外，来流速度角度对圆柱的受力影响很大。上述规律为低Re数下圆柱绕流的深入研究与应用打下基础。

利用复变函数的方法,通过构造适当的保角映射研究了星形裂纹的平面弹性问题,给出了裂纹尖端Ⅰ型与Ⅱ型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹,共点均匀分布三裂纹,十字裂纹,对称八裂纹问题.

涡波一体宽速域乘波飞行器通过在低速引入涡效应,显著改善了传统乘波体在低速状态下的升阻特性,具有在未来宽速域空天飞行器总体气动设计当中得到广泛应用的巨大潜力.但是,该设计方法的研究尚不完善,特别是在基准流场建立过程中忽略了三维效应、低速效应、黏性效应以及头部/前缘的钝化效应,因此其高低速气动特性均有优化设计的空间.针对此问题,本文结合高保真RANS求解器、自由变形参数化方法、鲁棒的结构网格变形方法、离散伴随方法以及序列二次规划算法,发展了基于离散伴随的宽速域飞行器气动优化设计方法.基于上述方法,针对涡波一体乘波飞行器开展了兼顾低速与高超声速气动性能的三维整机气动优化设计研究,获得了宽速域优化构型并对其进行了流动机理分析.结果表明,相较于初始构型,宽速域优化构型可以将飞行器高超声速状态下...

激波风洞地面试验对高超声速飞行器高焓气动特性研究至关重要,而高精度气动力测量是其中的关键技术.在脉冲型激波风洞中进行测力试验时,风洞起动时流场瞬间建立,对测力系统会产生较大的冲击.测力系统在瞬时冲击作用下受到激励,系统的惯性振动信号在短时间内无法快速衰减,天平的输出信号中会包含惯性振动干扰量,导致脉冲型风洞测力试验精准度的进一步提高遇到瓶颈.为了解决短试验时间内激波风洞快速准确测力问题,发展高精度的动态校准技术是提升受惯性干扰天平性能的关键方法.因此,本文采用循环神经网络对天平动态校准数据进行训练和智能处理,旨在消除输出动态信号中的振动干扰信号.本文对该方法进行了误差分析,验证了该方法的可靠性,并将该方法应用于激波风洞测力试验中,切实有效降低了惯性振动对天平输出信号的干扰影响.根...

压电俘能器能够为自然界中低功率的微机电系统持续供能.为了模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动和有效俘获气动弹性振动能量,本文提出一种新颖的翼型颤振压电俘能器.基于非定常气动力模型,推导翼型颤振压电俘能器流-固-电耦合场的数学模型.建立有限元模型,模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动,获得机翼附近的涡旋脱落和流场特性.搭建风洞实验系统,制作压电俘能器样机.利用实验验证理论和仿真模型的正确性,仿真分析压电俘能器结构参数对其气动弹性振动响应和俘获性能的影响.结果表明理论分析、仿真模拟和实验研究获得的输出电压具有较好的一致性,验证建立数学和仿真模型的正确性.仿真分析获得机翼附近的压力场变化云图,表明交替的压力差驱动机翼发生二自由度沉浮-俯仰运动.当风速超过颤振起始速度时,压电俘能器发生颤振,并表现为极限...

十几年来,以高速列车为代表的高速铁路装备在长期技术积累和自主研发的基础上,经过引进消化吸收再创新、自主提升创新、全面创新和持续创新,成功研制了多代先进的高速列车产品.通过不断的技术创新,突破了高速列车系列关键技术,形成了自主研发能力,不断提升高速列车的安全性、可靠性、经济性、环保性及智能化.我国高速列车的运行速度、综合舒适度、安全性、可靠性、节能环保等各项综合性能指标优良,部分指标达到国际领先水平.论文系统回顾了我国和谐号动车组、复兴号动车组、城际动车组、前沿动车组产品的发展成就及主要技术突破,分析了高速列车研发过程中面临的复杂环境适应性、大系统复杂耦合作用、安全可靠设计、智能化应用等关键技术挑战,系统概述了高速列车故障预测与健康管理技术、车体轻量化技术、被动安全防护技术...

为了克服基于统计学参数的接触模型的尺度依赖性以及现有接触分形模型推导过程中初始轮廓表征受控于接触面积或取样长度的不足,基于粗糙表面轮廓分形维数D、尺度系数G和最大微凸体轮廓基底尺寸l,建立了新的粗糙表面接触分形模型,探讨了微凸体变形机制、粗糙表面的真实接触面积和接触载荷的关系,揭示了接触界面的孔隙率和真实接触面积随端面形貌、表面接触压力等参数变化的规律,给出了不同形貌界面被压实的最大变形量.结果表明微凸体变形从弹性变形开始,并随着平均接触压力pm的增大逐步向弹塑性变形和完全塑性变形转变;接触界面的初始孔隙率0随D的增大而增大,压实孔隙所需要的最大变形量δ也随之增大;接触压力pc增大,孔隙率减小,并随着D的增大和G减小,快速减小,直至填实,变为零;D较小时,G的增大对真实接触面积的增大影响较小;D较大...

液膜流的水动力稳定性作为保障其高效传热传质性能的重要因素之一，受多种因素的制约和影响。当气液界面处存在因气流流动而产生剪切力作用时，剪切力将通过改变界面处的边界条件，从而影响液膜流动的稳定性。基于边界层理论，采用积分法建立了剪切力作用下降液膜表面波演化方程，分析了界面剪切力对水动力稳定性的影响。研究表明，正向剪切力为不稳定性因素，反向剪切力在较小雷诺数时为不稳定因素，在大雷诺数时为稳定性因素；正向剪切力使临界波数和临界波速增大，反向剪切力使其减小；剪切力对临界波速的影响在不同雷诺数下也有所不同。

油水乳化渗流是三元复合驱和热力采油过程中常见的现象，地层介质的微观孔隙结构特征对乳状液流动有着重要影响。现有描述乳状液渗流的理论模型都属于确定性方法，只能反映出介质孔隙结构的体积平均效果。当介质内部微观非均质性相比其尺寸不能被忽略时，采用确定性方法描述会与实验结果存在偏差。基于连续时间随机游走理论建立了描述乳状液渗流的随机理论模型。该模型引入反映液滴微观运动特征的跃迁时间和跃迁位移两个概率分布函数来反映多孔介质微观非均质特征。研究结果表明该模型能很好地刻画实验曲线中出现的与介质尺度相关的拖尾现象，可作为更一般的过滤模型。

应用参数摄动法对可压缩N-S方程进行渐近展开，并取其零阶近似对高压下微管道液体流动特性进行了分析。对任意截面形状和面积的微管道，在等温流动假设下将其截面形状、滑移长度等对解的贡献转化为求解该截面的格林函数，并给出等截面圆形微管道流动的零阶近似解。以此分析可压缩性、黏性以及壁面滑移等因素对高压下液体微管道流动特性的影响，进一步揭示了高压驱动下液体微管道流动偏离经典Hagen-Poiseuille（HP）理论的原因。