基于SPH法的二维矩形液舱晃荡研究

液体晃荡是一种复杂的流体运动现象,自由液面的存在使得该现象具有很强的非线性和随机性。针对二维矩形液舱在不同振幅水平激励下的纵荡问题,应用SPH法对其进行了数值研究。首先计算了小振幅激励下的纵荡,计算结果分别与线性理论解、文献VOF法结果及文献SPH法结果作了比较分析,以验证所建数值模型的合理性;然后计算了液舱在大振幅水平激励下的纵荡,着重分析了不同振幅下液体晃荡的速度向量图、液面波动时程、压强波动时程、动量波动时程以及波动的频谱图,并将计算所得液面波动结果与小振幅激励下的液面波动结果作了比较。分析结果表明,在大振幅水平激励下,液面波动的波峰值较小振幅下的结果有较为明显的增大,而波谷值则无过大的变化,总体波动幅值比小振幅下的结果大;随着激励幅值的增大,液面波动幅值呈现明显增大的趋势,压强的整体波动幅值也呈增大趋势,动量波动的均值亦有明显增大;波动能量随着激励幅值的增大而增大并向第一阶频率区域集中。SPH法对处理液体大幅晃荡这种具有自由表面大变形的问题有十分优越的特性。

循环荷载下花岗岩的动力变形参数试验研究

利用MTS 815Flex Test GT岩石力学试验系统,对花岗岩进行了不同加载频率单轴压缩下的5级正弦波加卸载试验。正弦波加载频率依次为1、2、3、4Hz,循环应力幅值由岩石平均抗压强度的20%～60%等间距确定,每级应力幅值为400个振动循环。试验结果表明,花岗岩塑性变形随加载次数的增加而逐渐增大,且动应力动应变滞回环为月牙形;同一加载频率下,花岗岩的动弹性模量、动泊松比和单位体积耗散能随动应力水平的升高而升高,且随着加载频率的升高,动弹性模量逐渐降低,而动泊松比和单位体积耗散能逐渐升高,表明动荷载频率越高,对岩石劣化作用的能力越强;同一级动荷载下花岗岩动弹性模量和动泊松比随循环周次增加而变化不明显,单位体积耗散能随循环周次增加逐渐减小。

一维振动合成的数值方法和一般讨论

用振幅矢量法给出了不同频率、不同振幅和不同初相位的两个一维振动合成的一般数学结果。用计算机数值合成的方法给出合成振动曲线和合成频率随时间的变化关系。不同振幅的振动合成的拍频与同振幅合成的规律相同,但是两种情况下的合振动频率不同,前者随时间周期性变化,而后者为常数。