直角凸壁面附近非对称位置的空泡动力学行为实验研究

空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相对位置d、h的变化规律。本文主要结论如下:(1)空泡的变形与空泡和固体壁面的相对位置d、h有关。随着空泡与右壁面的距离d的增大,空泡的非对称性越来越弱。随着空泡与上壁面的距离h的增大,在整个空泡的动力学过程中空泡的非球形特征逐渐减弱。(2)在空泡的溃灭和再生长过程中,空泡形心会持续地向左下方移动,且形心向左移动的距离随着d和h的增大而明显减小。(3)当空泡与上壁面的距离h适当时,会产生明显的斜向左下方的射流现象,且射流方向角θ随着d的增大而增大。

过冷大水滴动力学行为对翼型结冰的影响分析

过冷大水滴(SLD)是极端危险的飞行环境之一。因大粒径水滴独特的动力学行为变形破碎、飞溅反弹,传统结冰计算方法难以准确地反映SLD结冰情况。采用Navier-Stokes方法求解流场、Euler方法计算水滴撞击、Shallow Water模型模拟结冰,并与NASA实验结果进行了对比验证方法可信。结果表明:SLD动力学行为对结冰和冰形影响较大。其中,变形破碎改变了水滴运动轨迹和撞击范围,降低了水滴撞击极限,导致上下结冰极限减小2.83%、2.13%;飞溅降低了驻点附近水滴收集率,导致前缘积冰量减少8.09%;反弹显著降低了水滴撞击极限,导致上下结冰极限减小30.69%、20.01%;撞击后飞溅反弹二次水滴再入流场使得上下结冰极限增加6.14%、3.71%。同时,与干净翼型相比带冰翼型空气动力学性能严重退化,在相同迎角下,升力更小、阻力更大、气动效率更低。

Rosenau方程的显式行波解及动力学行为

找到Rosenau方程的显式精确解十分困难,研究方法常采用数值离散求解技术.首先,采用李群分析法给出了Rosenau方程的对称群、约化常微分方程和群不变解;其次,构造了一种精确求解非线性偏微分方程的exp(-φ(ξ))展式法,利用此方法找到了Rosenau方程的显式行波解,分析了解的动力学行为;最后,所获得的显式行波解既证明了Rosenau方程显式精确解的存在性,又可用于验证数值解的精度、检验数值离散方案的优劣,为工程领域的实际应用提供理论依据和参考.

磁液双悬浮轴承-单盘转子系统动力学行为研究

随着轴承系统高转速、高效率的发展需求,磁液双悬浮轴承转子与静子的装配间隙不断减小,导致碰摩事故经常发生。综合考虑转子偏心比、转速比、磁液双悬浮轴承与静子碰摩等多种耦合故障,建立磁液双悬浮轴承转子系统“间隙-碰摩”动力学方程,数值模拟转子运行规律。研究结果表明:随着偏心比的增加,转子由周期1运行演化出周期2、周期3、拟周期、混沌等多种运行规律;当偏心比ρ∈(0.28~0.4)及转速比w∈(1.2~1.7)时,转子位移波动剧烈,在此区域内转子极易发生分岔甚至混沌,且在碰摩区间内,转速比在1.5、1.67附近时,转子轴承处与转盘处碰撞力分别出现最大值。

蛇形摆的动力学行为分析与实验

蛇形摆作为一个典型的物理模型,以其简单的力学原理和奇妙的蛇形运动现象展示了物理世界独特的美.但是在实际操作过程中,初始摆动的角度过大时,系统的非线性特征明显,已有的线性近似方法无法准确地反应系统的本质特性.基于非线性动力学理论,推导了系统在大初始摆角时系统固有频率的显式表达式.利用实验测试了系统的固有频率和动态运动响应,验证了理论分析的正确性.

精炼工操作中各相界面的动力学行为研究

文章旨在深入探讨精炼工操作中液-气、液-固和固-气等不同相界面的动力学行为。通过对这些界面动力学特性的综述和分析,着重关注这些行为在操作过程中的表现,及其对操作效率和产品质量的影响。在液-气相界面,探讨了界面张力和表面扩散等动态特性,并阐述了其在操作中的关联。液-固相界面的粘附和浸润行为同样被深入研究,以及固-气相界面的吸附和腐蚀等特性。最后,总结了这些动力学行为对操作的实际影响,并提出操作优化策略。本研究拓展了对精炼工操作中界面动力学行为的认识,为未来相关领域的研究提供了有价值的参考。

齿轮偏心对机车车辆传动系统动力学行为的影响

为掌握服役过程中齿轮偏心对机车车辆传动系统动态响应特性的影响,建立了考虑齿轮传动系统的机车车辆动力学模型。齿轮传动系统通过齿轮啮合、悬挂系统与轮轨关系等耦合集成于整车动力学模型,该模型详细考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度、轨道几何不平顺及轮轨接触等非线性因素,能够更加真实地反映牵引状态下的车辆动力学行为;基于该模型,系统研究了主动齿轮不同偏心量下的机车车辆齿轮传动系统动力学行为,并通过了线路试验验证。结果表明,齿轮传动系统的动力学性能直接受到偏心影响,其传动平稳性随着偏心量增加而逐渐恶化。此外,在齿轮箱不同监测点中靠近小齿轮端,垂向加速度受齿轮偏心的影响最为显著,该测点可用于齿轮偏心健康监测。研究为机车车辆齿轮传动系统的智能运维提供了理论基础。

反铁磁交换作用对纳米线动力学行为的影响

当核壳结构磁性纳米线用作高密度磁存储单元时,系统的共振频率会限制其磁存储速率的上限值.为了探究反铁磁界面交换作用对核壳结构磁性纳米线磁共振行为的影响,通过微磁学模拟方法对系统的动力学行为进行研究.研究了具有反铁磁界面交换作用的系统和纯铁磁系统.首先,讨论界面交换作用对系统磁共振行为的影响,发现具有反铁磁界面交换作用的系统的磁共振频率会略高于铁磁系统.然后,讨论外加直流场对系统共振频率和共振线宽的影响,发现具有反铁磁界面交换作用的系统的共振线宽和外加直流场的强度呈非线性关系.最后,讨论温度对系统磁共振行为的影响,发现纯铁磁系统的热稳定性要强于具有反铁磁界面交换作用的系统.

矿用刮板输送机圆环链传动系统动力学行为研究

工作面刮板输送机是关键的煤矿综采设备之一,其采用圆环链传动实现对开采煤炭的输送,具有大载荷、高功率、长距离等特点。通过有限段法将刮板输送机的圆环链传动系统离散成Kelvin-Vogit模型,重点考虑其纵向动力学特性,利用Matlab/Simulink建立考虑链传动预紧力和双电动机驱动的系统动力学仿真模型。基于非线性有限元软件Abaqus分析链轮和链环的接触特性,并得到纵向动力学模型所需的链轮和链环的刚度系数。针对刮板输送机链传动系统的满载启动、自由停机和卡链等工况进行动力学仿真计算,计算得到了确保链条张力大于0所需的最小预紧力和链条预紧力对链条张力、速度等参数的影响。为刮板输送机链传动系统关键部件的优化设计和参数匹配提供理论依据。

含大块石泥石流冲击作用下混凝土拦挡坝的动力学行为研究

针对含大块石泥石流冲击混凝土拦挡坝的动力学问题,基于已有的SPH-FEM耦合数值方法,考虑了大块石-泥石流浆体-拦挡坝的相互动态作用,建立了一个三维耦合数值模型。分别分析了泥石流的冲击被拦挡过程、冲击力时程、坝体关键点位移时程、坝体破坏等动力学行为、块石形状对冲击力影响。并根据坝体破坏机理,结合工程实践,分析了减小迎坡比、增设防撞墩和增加缓冲层三种防撞优化对策。计算结果表明:SPH-FEM耦合数值方法形象再现了泥石流冲击过程中的冲击、爬高、回淤现象;大块石的集中作用易造成坝体冲击处局部破坏;从冲击力减小幅度和拦挡坝破坏程度综合分析,带缓冲层拦挡坝防撞性能最优。数值分析结果对含大块石泥石流冲击拦挡坝的动力学行为研究及防撞设计具有一定的参考价值。

非线性刚度不平衡转子动力学行为研究

本文以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素 ,建立了具有非线性刚度轴的转子系统的动力学模型 ,利用数值积分和Poincare映射方法 ,对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究 ,发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、阵发性分岔、倍周期倒分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为 。

浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为特性

采用试验测量与数值模拟计算相结合的方法,对干法选煤采用的浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为进行研究。对影响床层稳定性和密度均匀分布的气泡尺寸与上升速度进行计算分析,结果表明:以Geldart B类高密度磁铁矿粉作为分选介质,在表观流化气速1.5Umf≤U≤2.2Umf的条件下,气泡沿床高方向与床体轴向的气泡平均直径分布为35 mm<Db<49 mm和40 mm<Db<61 mm,气泡上升速度范围为40～65 cm/s,试验与模拟结果基本吻合;此时,流化床内各点的密度分布均匀稳定,密度分布标准偏差为0.016 8。因此,调节表观流化气速1.5Umf≤U≤2.2Umf,可以使气泡尺寸和上升速度都保持在合理的范围内,流化床处于最有利于煤炭分选的准散式流态化,分选效果最好。

复杂维修系统的动力学行为仿真

装备维修系统是复杂的动力学系统,其不同构成之间的相互作用导致维修系统的动态变化。从信息的角度看,维修需求的变化是驱动整个系统运作的关键,从而为实现维修系统的有效管理和控制,必须深入理解维修系统变化的内在动力学行为,特别是系统的暂态行为。系统仿真方法为分析暂态行为提供了可能,为此论文考虑了两级维修体制下一类装备的维修系统,分析了其运作过程并由此设计和实现了相应的仿真框架和算法。算例的仿真结果表明了仿真框架和算法的有效性,并揭示了传统随机过程方法所未能展示的维修系统的非线性动力学行为。

不同推进速度下煤岩体采动力学行为响应特征与控制

为获得不同推进速度下煤岩体的采动力学行为特征,通过轴压和围压分别模拟不同推进速度下垂直应力、水平应力,采用增轴压降围压的方式模拟煤岩体的采动力学行为,同时采用数值模拟和工程实践相结合的方法对不同推进速度下煤岩体的采动力学行为进行研究。结果表明:在围压卸载速率相同的条件下,随着轴压加载速率(推进速度)的增加,煤体的峰值强度、轴向应变和横向应变呈增大趋势,在峰值阶段产生了较大的轴向应变和横向应变,呈现出一定的延性,破坏形式具有塑性特征;在轴向加载和围压卸载的综合作用下,煤体体积一直处于膨胀变形状态,围压的卸载加速了煤体损伤破坏的进程,煤体破坏时的峰值应力和体积扩容受控于围压卸载的程度,控制轴压加载速率和围压卸载程度可控制煤体破坏时的峰值应力和体积变形。生产实践中,应结合煤岩体的采动力学行为特征,确定合理的推进速度并加以控制,以保证回采巷道与采场围岩的稳定性。

船舶内共振动力学行为的研究

本文考虑船舶横摇与纵摇的非线性耦合运动，采用摄动分析及数值计算方法，研究了船舶存在内共振时的非线性动力学行为。研究表明，船舶非线性运动的重要特征是响应不对称、调幅调相及饱和等现象，为揭示船舶在高海情下的倾覆机理奠定了基础。

达克罗涂层的腐蚀动力学行为研究

The corrosion kinetics behavior of Dacromet coating was studied by potentiodynamic scan,galvanostatic charge and fast triangular voltage methods.The corrosion kinetics parameters were calculated and the semiconductor conductivity of the coating was investigated.The superior anticorrosive effect of the coating can be attributed to the multilayer inactivation that greatly increases the breakthrough potential and prolongs the breakdown time.On the other hand,the conductivity of the coating could allow the metal powder within the coating displaying sacrificial protection effect at the expense of anade controllably for steel substrate in salt water environments.The coating formed by substituting boric acid for a part of chromic anhydride in the coating solution,contained more charge carriers and showed more negative corrosion potential,so that the coating still effectively displayd such protection effect even in fresh water.

网络的平均度对复杂网络上动力学行为的影响

本文考察了网络的平均度对网络上的同步、博弈和传播动力学行为的影响。结果发现,随着平均度的增大,复杂网络会表现出更优的同步能力,在博弈中合作率会显著提升,在传播动力学中传播范围会明显扩大。但平均度对这几种动力学行为的影响强度却是不同的:对于同步来说,平均度比较小时效果更明显;对于博弈来说,合作概率随着平均度的增加线性增加;而对于传播来说,平均度较大时效果较显著。另外,本文还发现一个有趣的现象:度分布异质性很强的无标度网络表现出比预想中强得多的同步能力,尤其是对于耦合矩阵是归一化的拉普拉斯矩阵的情况。本文定量地分析了平均度对网络上的几个重要动力学行为的影响,进一步深化了人们对平均度的影响的认识。

汽液界面动力学行为与热力学性质的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法研究了热平衡条件下的汽液界面的动力学行为和热力学性质。统计获得了界面区的密度、压力张量及温度的分布，并且从分子层次观察分析了界面结构和动力学特性。研究表明汽液界面是一个随时间起伏涨落的曲面，界面层的分子并不是处于液相和蒸汽相之间的一种过渡状态，从汽相到液相密度的连续变化是长时间的统计结果，汽渡过渡区的厚度与汽液界面区的密度涨落的范围是一致的。对于平衡条件下的汽液界面，由于汽液相变的影响，在紧贴界面处存在一个分子平均动能非平衡分布的区域。此非平衡区域的存在与汽液两相的宏观热平衡并不矛盾，但可能对蒸发／凝结流率的估计有不可忽略的影响。

粘弹性Timoshenko梁非线性动力学行为的微分求积分析

对有限变形条件下,Timoshenko粘弹性梁非线性分析的数学模型应用推广的微分求积方法进行空域的离散,得到了简洁的矩阵形式的非线性数值逼近公式,时域上引进新的变量,得到了简支粘弹性梁运动的简化模型。然后利用非线性动力学中数值方法,分析了粘弹性Timoshenko梁的动力学行为。同时,为表明该方法的可靠性和有效性,研究了DQ解的收敛性和精确性。并考察了梁的材料、几何等参数对非线性粘弹性梁的动力学特性的影响。

采煤机在牵引方向上的动力学行为研究

模拟分析了采煤机在牵引方向上的动力学行为,对采煤机牵引方向动力学模型进行了计算机仿真研究,讨论了各主要部件质量、刚度、滚筒转速与载荷等主要参数的变化及对采煤机动力学行为的影响程度和趋势,为改进采煤机设计、减轻机器的振动和改善其动态特性提供了理论方法和可靠的依据。