基于JONSWAP谱与小振幅波理论模型的海浪仿真模型研究

为了研究激光雷达水深探测时,受海面风影响的波浪变化对激光入射角的影响,文章基于JONSWAP海浪谱与方向函数相关公式构建三维海浪模型,考虑浅海波浪传播的方向性和周期性呈规律传播状态,引入小振幅波理论模型,建立双模型叠加的海浪在不同风速等级下的高度模型以及水下激光脚点的坐标。仿真结果表明,构建的模型能较好地仿真海浪变化情况。

小振幅温降扫描法确定含蜡原油的胶凝温度

在不破坏原油结构的前提下,采用RS150流变仪小振幅振荡剪切温度扫描法,对降温过程中含蜡原油粘弹性参数随温度的变化规律进行了研究。试验结果表明,当小振幅温度扫描试验的降温速率控制在0．5-1℃/min,储能模量(G’)和耗能模量(C”)相等时的胶凝温度与按SY/T0541-94方法测定凝点基本一致,说明用小振幅振荡剪切温度扫描法来确定含蜡原油的凝点是可行的。

基于小振幅波理论的浅海波浪建模及动态仿真

提出一种新的浅海波浪建模方法。该方法基于小振幅波理论,通过修改小振幅波波形建立具有尖锐波峰和卷曲波形的浅海波浪模型。对浅海波浪的运动特性进行分析,给出波高和波数的计算方法,并提出一种基于相位分解和累积的波向计算方法以解决任意浅海地形条件下的波浪折射问题。仿真结果表明,该方法生成的浅海波浪,具有较高的绘制速度和真实感,可满足实时视景仿真的应用需求。

小振幅振荡剪切法测量PP/(E/VAC)共混物的界面张力

借助于动态流变学中小振幅振荡剪切法测得聚丙烯(PP)与两种不同牌号(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物(E/VAC)共混物的动态模量,通过扫描电子显微镜对共混物中分散相粒径及分布进行表征,将实际测得的共混物动态模量与用Palierne乳液模型计算得到的共混物动态模量进行数据拟合,得到PP与两种不同牌号E/VAC共混物的界面张力分别为0.44 mN/m和1.39 mN/m。

基于小振幅波方程的起伏海面构建及其对地震波场传播特性的影响

海面起伏状态对波场传播以及模型空间成像有着非常重要的影响,在常规海洋地震数据采集和处理中,都是将海面作为水平界面处理,实际海洋地震数据采集中,由于海水受风浪、洋流等的影响,海面呈现高低起伏状态,这样来自底层反射界面的反射波经过海水起伏界面反射后会引起波场的强烈散射,从而造成地震记录反射波同相轴抖动和畸变,最终影响成像效果.为了更加深入了解起伏海面存在对波场传播以及偏移成像的影响,本文首先基于流体力学小振幅波方程,从边界条件出发,给出包含海浪谱信息的动态边界条件,并在此基础上构建起伏海面速度模型;然后在构建的起伏海面速度模型上通过冻结不同时刻海面开展波场传播特征分析,研究起伏海面在不同冻结时刻下波场传播规律以及对反射地震记录和偏移成像的影响.研究结果表明,不管是对于简单的层状介质模型还是海底较为复杂的大水深模型,海面不同形态的起伏变化直接影响着波场记录以及波场快照形态,同时会对偏移成像结果造成较大影响,随着海水深度的增加,该影响对于简单模型影响逐渐变小,但对于复杂模型,影响依然很严重.

基于小振幅机械波动方程的水面模拟

自然水面模拟在计算机游戏和影视等行业中有重要的应用。已往基于物理的水面模拟大都通过求解复杂的NS(Navies Stokes)方程来实现。为了降低计算的复杂性,提高模拟的效率,根据弦受力运动过程,通过适当的假设,推导出小振幅机械波动微分方程。通过求解此方程来进行水面波浪模拟,并利用水面光学特性,加强水面真实。实践证明,算法成功地实现了水面的模拟,取得了很好的模拟效果,避免了复杂的求解过程,算法运行效率很高。

小振幅振动屋盖风压特性研究

风荷载作用下,大跨度屋盖通常会出现不同频率的小振幅振动。为描述这类小振幅振动屋盖的风荷载分布情况,采用准定常理论,构造基于时间离散的准定常风压统计方法,并由此给出相应的平均风压统计表达式。采用计算流体力学方法,对不同振动频率的屋盖进行风压分布模拟,结合准定常风压统计方法分析屋盖表面平均风压和脉动风压分布特性,并与相关风洞试验数据进行对比。研究结果表明:对于二阶振型振动的小振幅平屋盖,在不同振动频率条件下,屋盖表面平均风压的分布与静态平屋盖的形态接近;而脉动风压的特性与静态平屋盖的情况差别较大。

水面小振幅波的分析

建立了水波的基本方程，求出了无限深水域小振幅波的行波解，进行了分析。

对弹性弦非小振幅振动的初步分析

以弹性弦的长度变化不可忽略为条件,简要推导了一 般振幅下的弦的振动方程．结果显示,弦的振动情形是复杂 的,但在此条件下得到的弦振动方程比小振幅条件下的方程 具有更真实的物理意义,且后者是前者的极限简单情形,指 出了横振动可以向纵振动转化．此推导过程可以使人们更好 的理解弦的振动．

小振幅波在连续密度分层液膜中的研究

对连续分层液膜中内波的研究,既可以揭示液膜流动稳定性以及换热机理,又有助于提高液膜在工程实际中的应用.首先利用Navier-Stokes方程,建立了密度分层液膜的小振幅波数学物理模型,对模型进行了无量纲化及小振幅线性简化,利用小扰动理论,并引入流函数,得到了描述小振幅内波的控制方程及其边界条件.利用Sturm-Liouville比较定理,研究了描述液膜的波动特性的波动参数(波数、波动频率、波速)及其相互关系,得到了密度分层液膜中的小振幅内波的最大频率及最大波速值.

大迎角下小振幅振荡三角翼破裂涡的频率特性

在风洞和水洞中分别进行了小振幅振荡三角翼的动态测压和热膜测速实验,目的是研究振荡的无量纲频率n对于三角翼前缘涡的频率特性的影响.对风洞中测得的压力数据进行频谱分析,发现n值在0.018~0.036时,即与三角翼翼面上涡破裂点的振荡频率接近时,会发生耦合现象,使振动能量明显加强;对水洞中测得的速度数据进行频谱分析,则发现n在0.8~1.4的范围内,即与螺旋波的传播频率接近时,三角翼的振荡会使涡破裂点向后缘移动,延缓了涡的破裂,使螺旋波频率增大.

小振幅小周期近似与晶体摆动场辐射的一般特征

在经典力学框架内,利用小振幅小周期近似对晶体摆动场辐射进行了讨论。结果表明,同大振幅大周期近似相比,小振幅小周期近似下的摆动场辐射具有易分离、能量高和成本低等优点;选择电子做炮弹适合中能和高能,电子源经济实用,且束流品质好;选择正电子做炮弹退道长度长,适合低能和中能。结果还表明,利用小振幅小周期近似可以获得能量为100keV量级的晶体摆动场辐射,填补了同步辐射在这一能区的空白。

电子散斑干涉法在平面小振幅振动测量中的应用

用电子散斑干涉方法进行振动测量,因实验过程和条纹处理简单,已有较多应用.但迄今尚无振动测量中所形成的散斑条纹的完整解释,容易混淆条纹中所蕴含的实际物理意义.本文详细讨论了散斑测振中各种相关条纹的形成,并给出了相应的实验验证.

小振幅波的定解问题

利用流体力学基本原理,推导了表面波基本方程及其边界条件,对无限深水中的小振幅波的方程及边界条件进行了总结和讨论。

小振幅波有限差分方法数值模拟

文章研究了二维水槽下线性势流方程小振幅波的数值解,采用Crank-Nicolson隐式有限差分方法对线性势流方程组进行离散.通过坐标变换将随不规则物理区域变换成一个固定的正方形计算区域,运用交错网格对计算区域进行分割。数值模拟自由面小振幅波的波高,计算出自由面波高的误差值.数值结果表明数值解很好地吻合解析解以及小振幅波具有驻波的线性特征和波节不动性。

重心插值配点法求解小振幅长波广义BBM-KdV方程

应用重心插值配点法求解小振幅长波格式下的广义Benjamin-Bona-Mahony(BBM)-Korteweg-de Vries(KdV)方程。针对方程中的非线性项ηpηx,采用直接线性化方法将其转化为线性项。利用重心插值基函数构造方程未知函数的近似函数,建立时空域上重心插值配点法离散广义BBM-KdV方程的矩阵方程,并进行了收敛性分析。数值算例验证了重心插值配点法求解广义BBM-KdV方程的有效性和数值计算精度,其计算精度可达到10-8量级。

小振幅振动翼型升力迟滞环变向的成因分析

在低雷诺数条件下研究了SD7037翼型小振幅强迫振动时,振动轴位置和减缩频率对翼型气动特性的影响。通过升力系数随时间变化曲线与迎角随时间变化曲线的对比,发现引起升力系数随迎角变化的迟滞环变向的原因主要是升力系数随时间变化曲线的相位发生变化,并从数学上证明了这个相位是关于减缩频率的函数。而且,当升力系数随时间变化曲线的相位变大时,会使得对应的升力系数随迎角变化的迟滞环曲线从逆时针向顺时针方向变化,这中间必然会经历一个"直线"过程,就好像迟滞现象消失了一样。进一步通过对比流场,发现振动轴位置和减缩频率对此相位的影响机制不同,振动轴位置主要改变翼型的有效迎角,而减缩频率的增大则影响了周围流场结构,使得附加质量带来的反作用力变大,进而提高升力,振动轴向前移动和减缩频率的增大都会增大升力系数曲线的相位。

基于线性海浪理论的海浪数值模拟

概述了海浪理论发展的历史和现状,对几种海浪研究方法进行了简要说明。详细论述了基于线性海浪理论进行海浪数值模拟的线性叠加法和线性过滤法,给出了具体的数值算法,讨论了工程应用数值模拟与视觉效果模拟之间的区别及各自的处理方法。并分析了工程应用领域内进行海浪数值模拟所采用的其他一些理论和方法,指出了现有海浪数值模拟方法存在的局限性。最后,对海浪数值模拟研究的发展趋势进行了展望。

一种实现水波动画的新算法

近年来 ,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一 .关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟 ,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途 .作为自然景物模拟的重要内容 ,对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注 .该文基于小振幅波理论和细胞自动机的模型 ,给出了一种实现水波动画的新算法 .较之于以往的做法不同的是 ,作者既没有去特意构造具体的波形函数 ,也没有去求解复杂的 Navier- Stokes方程 ,而是基于小振幅波理论和细胞自动机的模型 ,采用邻域传播的思想对水波进行动态的造型 .在小振幅波理论中 ,水波的波形近似成正弦分布 ;根据这一规律 ,可以构造出不同邻域下水波演变的细胞自动机模型 .文中还采用以 POINT图元为基本粒子的粒子系统 ,对水花效果进行了实时的模拟 .为了将水波和浪花逼真地结合在一起 ,本文运用了色彩融和的技术来完成浪花的显示 .实践证明用该算法模拟水波 ,效果比较真实 ,而且在普通的

基于边界造波法的波浪数值模拟

基于N-S方程,采用VOF方法追踪自由面,借助FLUENT软件中的用户自定义(UDF)功能,通过定义入射边界处的速度和波面解析表达式,实现了线性小振幅波和非线性二阶Stokes波的模拟。计算结果表明,基于边界造波法模拟的波形与解析方法值符合较好。通过改变入口边界的自定义函数,可实现更加复杂的非线性波的模拟,为研究波浪与各种海工结构物的相互作用问题奠定了一定的研究基础。