质量比对D形截面柱体流致振动的影响

利用涡激振动进行海流能收集的VIVACE装置是新能源领域的研究热点.应用FLUENT软件采用k-ωSST湍流模型和Newmark-β法,通过数值模拟探究了四个质量比(2,5,7和10)在迎流角90°下D形截面柱体的流致振动响应,系统分析了D形截面柱体在横流向上的振动幅值、频率、平衡位置偏移量、尾涡脱落模式以及能量转化效率.所模拟的雷诺数范围为288~2880,对应的约化速度为2~20.结果表明,质量比对D形截面柱体流致振动的影响明显,质量比会改变D形截面柱体流致振动的响应分支.质量比越大,D形截面柱体进入驰振对应的约化速度越低;质量比增大,D形截面柱体平衡位置偏移量相对减小.随着约化速度的增大,D形截面柱体出现了涡激振动、涡激振动-驰振及完全驰振等响应分支.在所模拟的范围内,D形截面柱体高能量转化效率出现在涡激振动分支,而不是在驰振分支;在质量比为10且约化速度为4.5时,一级能量转化效率达到最大值44%.相关研究可为VIVACE装置的振子选型提供参考.

二维矩形截面柱体气动力系数雷诺数效应

在TJ-2风洞中,测量了5种截面宽厚比（B/D为2.0,2.5,3.0,3.5和4.0）的二维矩形截面柱体的表面风压时程,雷诺数（Re）的变化范围为1.1×10^5～6.8×10^5,然后通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了各模型气动力系数的雷诺数效应,分析了模型的平均阻力系数随截面宽厚比的变化规律,并与以往的研究成果进行了对比,最后分析了各模型的气动力系数功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,宽厚比2≤B/D≤4的二维矩形截面柱体的气动特性受雷诺数的影响,且随着截面宽厚比的增大,二维矩形截面柱体模型的气动特性对雷诺数越来越敏感.尾流区的旋涡脱落对模型顺风向脉动风荷载有一定程度的贡献,但横风向升力主要来源于尾流的漩涡脱落.

计算均质等截面柱体微幅摆动固有频率的一般方法

本文应用曲率圆弧近似一般曲线的方法，导出了具复杂截面曲线的等截面柱体在另一柱体上微幅摆动时固有频率的一般计算式。该式简单实用，既可用于判定平衡点是否稳定，也能方便地计算出微摆固频。

用保角变换法计算任意源激励的任意截面柱体的辐射场

利用保角变换方法，将奇异性边界变换为简单光滑的边界，从而使点匹配法计算表面电流时能自动控制边界的划分和匹配点的选取，因而它能处理任意截面导电柱体的散射问题。本文进一步将保角变换方法与互易定理结合起来，这一方法可以处理任意截面柱体旁天线辐射的一般问题。本文计算了无限长正四棱柱对平面波的散射并与圆柱的散射进行了比较；并计算了无限长导电正四棱柱分周向半波振子的辐射并用矩量法的结果进行了验证。

翼型等截面柱体的截面周边方程及要素计算

本文推荐了一个翼型等截面柱体的截面周边方程及要素的计算公式。同时提出与常用的“爱特伍德”、“NACA”截面基本相同的SS-I、SS-Ⅱ翼型截面的周边方程和截面要素的计算公式,供工程设计中选用或参考。

低紊流度下二维矩形截面柱体模型表面风压分布的雷诺数效应

在雷诺数为(1.1~6.8)×105的范围内测量了5种截面宽厚比(B/D分别为2.0、2.5、3.0、3.5和4.0)的二维矩形截面柱体模型的表面风压时程,研究了各模型的平均风压分布以及脉动风压分布随雷诺数的变化规律,并分析了雷诺数对5个模型的背风面中点风压系数的影响,进而从模型周围气流绕流的角度解释了矩形截面柱体模型雷诺数效应的机理。试验结果表明,5个模型的表面风压分布都受雷诺数的影响,且雷诺数不仅影响模型侧面气流再附区的风压分布,也影响模型侧面前缘气流分离区的风压分布。不同截面宽厚比的模型受雷诺数的影响程度也不同,其中B/D=4.0模型的表面风压分布对雷诺数最敏感,当雷诺数达到6.8×105时,其分离剪切层更易再附于模型侧面,其气流再附位置明显向前缘移动。此外,B/D=4.0模型的背风面负压绝对值随雷诺数的增大呈现先增大后急剧减小的变化规律。

柱体截面不同二维光子晶体透射谱TMM数值研究

为了研究柱体截面对二维光子晶体传输特性的影响,应用转移矩阵方法数值计算不同截面形状柱体组成二维光子晶体的透射谱。数值结果表明在一定的入射方向,某些频率的光不能在光子晶体中传播即出现所谓的禁带,禁带的宽度、频率范围、频率中心与光子晶体柱体的截面形状有关,在相同截面时可通过角度调节实现对禁带的微调。

横截面为凸透镜形的柱状分布电荷的电场分析

对于凸透镜形横截面带电柱体产生的电磁场,由于横截面的几何图形为非完整的球面或者圆柱面,用泊松方程或拉普拉斯方程求解很困难。本文采用复变函数理论中分式线性变换的重要特性—两条相交曲线的保角性与空间电势差的不变性,根据柱体横截面为凸透镜形的情况,选取适当的变换函数,非常简便地求得了横截面为凸透镜形柱状分布电荷的场强和电势,其大小分布关于凸透镜中心对称,并描绘出带电柱体内外等势线分布,其分布也关于凸透镜中心对称,为探讨电磁场是否对凸透镜的光学性质有影响进行尝试。

椭圆柱体内柱体摆放的最优化设计

指出了柱体盒子内的柱体摆放设计的复杂性和重要性,建立了若干定理,获得了椭圆柱体型盒内柱体摆放的最优化设计。

展向具有谐波型扰动的方柱旋涡分离流数值研究

基于Fourier谱方法和有限差分的混合方法，对方型截面柱体的分离流及非定常涡动力学进行数值研究，特别是展向具有谐波型几何扰动对流动演化及受力变化的影响。结果表明，当Re=100-150，在未引入扰动的柱体上／下表面处（而非前缘）流动发生局部分离，并形成分离泡。流动分离点随Re数增加是逐渐从后缘前移到前缘附近。沿展向引入扰动后，当Re=100时，在柱体表面产生流向与垂向涡量，甚至抑制了展向涡的发展。当波陡度（波高／波长）为0．167时，产生了类似于发夹涡的结构，此时柱体平均阻力系数和升力系数幅值分别减小了9％和98％。并讨论了相关的机制。

指数型粗糙面与全埋目标的复合电磁散射研究

采用Monte Carlo方法模拟一维指数型粗糙土壤表面,运用矩量法研究了一维指数型粗糙土壤表面与下方二维导体方形截面柱体的复合电磁散射。通过数值计算得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,并将目标尺寸趋于零和目标深度趋于无穷大时的结果与单独粗糙面FDTD结果进行了比对,验证了该算法的正确性。讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、方形截面柱埋藏深度、方形截面边长、方形截面方位角、入射波频率对复合散射系数的影响。结果表明粗糙土壤表面面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、方形截面柱埋藏深度、方形截面边长、方形截面方位角、入射波频率对复合散射系数的影响是比较复杂的。

利用AutoCAD、Excel制作常用容器的“液深——容积换算表”

我们在日常的工作生活中,经常会遇到需要计算常用容器内液体的增减数量和用刻度尺求算剩余液体量的问题,如果有流量表当然可以解决问题,但很多的时候却是没有流量表,而直接用直尺测量液面到容器底的液面深度,测算容器内液体数量的变化情况,例如,油罐车、喷药罐、储油罐、加油罐等等。对诸如此类的容器,如果用单位刻度的液面深度来计算其所表达的容量,为了方便快捷,就需要制作一张“液深——容积换算表”。但制作此表,如果我们运用普通常用的数学计算方法来制作。