科氏惯性力对排沙漏斗流场影响的分析与模拟

曲线排沙设施,作为小尺度一般都略去科氏惯性力的影响。通过对排沙漏斗惯性力的分析,推导出科氏惯性力与弯道水体压差的关系式,阐述了科氏惯性力对形成径向横坡降、环流和强螺旋排沙涡流的作用和意义,以FLU-ENT6.3软件为计算平台,采用RNGk-ε模型和欧拉多相流模型对浑水在排沙漏斗内流动的气液固三相湍流场进行了数值模拟,给出了漏斗模型的水体压力和螺旋流速分布。分析、实测、模拟计算的结果有较好的一致性,本文的工作对设计曲线排沙设施有一定的指导意义。

科氏惯性力实验装置与实验

介绍了自主设计和研制的科氏惯性力实验装置的构造、原理和特点,以及据此开设的科氏惯性力实验.该仪器的研制贴近教学实际,为理论力学课程开设科氏惯性力实验提供了必要的条件.十多年的教学实践表明,科氏惯性力实验内容精彩,呈现的力学现象奇妙有趣,能够加深学生对科氏惯性力概念的理解,收到了良好的教学效果.

科氏惯性力测量精度分析

采用弹性动力学方法对一种旋转圆盘和轨道小车形式的科氏惯性力试验仪惯性力的测量精度进行了理论分析。研究结果表明,多种因素影响测量仪的测量精度,主要包括测量仪的结构形式,轨道梁的质量、尺寸和底盘的牵连角速度,当底盘的角速度逐渐增大时测量精度迅速下降,误差急剧增加。文中的结果对于提高科氏惯性力试验仪的测量精度有一定参考作用。

极限流速的Galerkin直接法和科氏惯性力的影响

根据变分原理导出了悬臂输液曲管的变分 积分方程 ,这是弯曲 扭转 流体三相耦合的动力学问题 ,无法解耦而单独求出弯曲和扭转的解析解 ,只能作近似计算 .有关文献用有限元法和迁移矩阵法对规则输液曲管进行了数值计算 ,得到了输液曲管的极限流速 ,但都没有考虑科氏惯性力的影响 .采用直接法 ,首先选取满足自然边界条件的试函数 ,而后求出了系统固有频率的近似解析公式 ,同时也得到了极限流速的近似解析公式 .通过算例分析了科氏惯性力对系统固有频率和极限流速的影响 .结果表明 ,采用该方法不仅可以得到问题的近似解析解 ,而且还具有相当高的精度 ,这是其它数值算法难以做到的 .因此可以说 ,Galerkin直接法为解决这类流

月球轨道稳定性与科氏惯性力

分析月球轨道的稳定性时如忽略科氏惯性力可得出不稳定的错误结论.分析表明,对于非惯性坐标系中的运动稳定性问题,科氏惯性力是不可忽视的决定性因素.

转动参考系与科氏惯性力的理解

科氏惯性力存在于转动参考系中，从惯性力的惯性本质出发去理解科氏力具有重要意义。本文通过平面上的转动问题认识转动参考系的实质，以及惯性力的本质。

科氏惯性力对转管自动机终点偏差的影响

转管自动机的科氏惯性力对弹丸终点偏差的影响会降低射击精度和密集度。利用有限元软件对自动机的固有模态进行分析,获取有关参数并根据空间解析几何知识计算身管振动偏角,依据此偏角及科氏定理得到了某转管自动机的科氏惯性力;结合外弹道理论,建立了科氏惯性力对弹丸章动影响的数学模型;研究结果表明:弹丸飞行马赫数影响章动周期的最小弹丸截止转速,马赫数越大,截止转速越高;弹丸弹带部分即将飞出炮口时,科氏惯性力达到最大;起始章动角影响弹丸章动某一方向的外延特性,改变射弹散布与目标的重合度;控制弹丸飞行的动平衡,采用合理的弹丸转速,可有效降低起始扰动。分析结果可为校正终点偏差,提高射击精度和密集度提供理论依据。

基于科式惯性力产生原理的机械式角速度传感器

根据科式惯性力产生原理的基本公式F_c=2mv_rω,设计了一套机械式角速度传感器装置。仪器固连在作定轴转动的构件上,同时仪器内部构件作相对直线往复平移运动,引起了两侧贴有应变片的构件的变形,从而产生了科氏惯性力。通过使用动态无线应变测量仪测量构件的变形量,利用力与变形的关系可得到科氏惯性力。利用对心曲柄滑块机构产生相对速度,相对速度可以通过速度传感器进行测量,通过编写运行Matlab程序处理曲柄与连杆长度、滑块行程和科式惯性力等数据,从而达到实时测量角速度的目的。

简易控制火箭弹科氏力弹道修正量计算研究

建立简易控制火箭弹标准弹道方程,分析科氏惯性力对火箭弹弹道的影响;然后根据弹道修正理论,计算科氏惯性力影响下火箭弹弹道诸元,并与火箭弹标准弹道诸元比较,得出偏差值;最后,由不同射角、射击地点的纬度和射向下得到的偏差值,拟合出简易控制火箭弹科氏惯性力在全射程和射击方向上的修正公式。

转管炮旋转发射惯性对弹丸起始扰动的影响分析(英文)

研究转管炮发射时身管旋转所导致的惯性力、科氏力对弹丸起始扰动的影响,建立了同时考虑弹丸旋转惯性力和科氏力的半约束期内起始模型,估算了身管旋转发射时运动弹丸的偏角变化规律,结果表明旋转离心力和身管组半锥夹角导致的科氏力对弹丸起始扰动的影响,弹丸偏角随身管转速的增加而线性增加,特别是高转速时,由切向速度所引起的弹丸的偏角更大.这为转管武器的射击精度研究提供了参考。

非惯性系中的功能原理

在《理论力学》中,关于非惯性参照系中动力学问题,从来未涉及到非惯性系中的功能原理。为此,本文先推证出质点系相对非惯性系的动能定理,然后再推出质点系相对非惯性系的功能原理。

非惯性系下平面运动刚体的动力学方程

本文对平面运动非惯性系下平面运动刚体质心的相对运动微分方程和对质心的角动量定理进行了探讨,并以实例说明其应用。

封闭式人字齿轮行星传动的自由振动特性分析

建立了封闭式人字齿轮行星传动系统的扭转-横向振动模型,模型考虑了两级传动之间的弹性耦合。总结出系统的五种固有振动模式:扭转振动模式、差动级横向振动模式、封闭级横向振动模式、差动级行星轮振动模式和封闭级行星轮振动模式。计算了考虑科氏惯性力和离心惯性力影响后系统的固有频率,分析了转速对系统固有频率的影响,发现差动级横向振动模式对应的固有频率随着系统输入转速的增加出现了分岔现象。

海洋条件对单相强迫流动影响的理论研究

从流体基本控制方程出发,分析海洋条件对强迫循环流动特性的影响;并采用CFD方法进行模拟及验证。计算发现,在流速一定的条件下,重力、向心力和角加速惯性力等与流体流动无关的惯性力的引入对流型和摩阻没有明显影响;而由于旋转效应引起的科里奥利力会对流型产生影响,在角速度很大的情况下,会对摩阻产生一定影响。

藏在手机里的微型陀螺仪

叙述安装在手机内的各种微型振动陀螺仪及其力学原理.

转管炮发射对弹丸半约束期起始扰动的影响分析

针对转管炮发射时身管处于旋转状态的特性,建立了同时考虑弹丸旋转惯性力和科氏力的半约束期内起始模型,分析了惯性力、科氏力在半约束期内对弹丸起始扰动的影响,计算得到了在半约束期运动弹丸的偏角变化规律.结果表明,半约束期内旋转离心力和身管组半锥夹角导致的科氏力对弹丸起始扰动有影响,同时弹丸偏角将随着身管转速的增加而线性增加,特别是高射速时,弹丸的偏角更大,这些可为转管武器的射击精度研究提供参考.

开尔文定理的一个注记及其应用

开尔文-台特-切塔耶夫定理中关于含保守力和陀螺力的线性系统稳定性条件指出:若保守系统不稳定,特征值无零根且具有偶数个正实根,则陀螺力的加入可使系统转为稳定.若正实根为奇数个,则加入陀螺力也不可能改变系统的不稳定性.定理不涉及有零根情形.作为开尔文定理的补充,本文基于二自由度系统证明:若保守系统不稳定,正实根为奇数个,且特征值存在零根,则陀螺力的加入也能使系统转为稳定.作为定理的实际应用,讨论匀速旋转的非惯性坐标系中的平衡稳定性问题.若将旋转坐标系中的离心惯性力视为有势力,则成为包含离心力势能的形式上的保守力场.由于受扰运动有科氏惯性力出现,此类系统与惯性参考系的保守力场并不等同,不允许应用拉格朗日定理以势能极小值条件判断其平衡稳定性.利用开尔文定理的上述补充条件,科氏惯性力的加入可改变此形式上保守系统的稳定性.以圆轨道二体系统和限制性三体问题的拉格朗日点的一次近似稳定性为例.仅考虑万有引力场和离心惯性力场,为含零根和一个正实根的不稳定保守系统.增加科氏惯性力项可使不稳定转为稳定.

环锭纺钢丝圈空间运动理论模型的优化

针对当前平面气圈的理论模型限制环锭细纱机纺纱转速高速发展的问题,提出了考虑空气阻力和科氏惯性力的作用来建立纱线卷绕半径和钢丝圈回转半径随时间变化的数学方程模型;通过研究加捻卷绕过程和管纱的卷绕成形规律,得到钢丝圈回转速度与细纱卷绕速度、锭子转速之间的关系;根据力矩平衡原理,建立钢丝圈力矩平衡公式,求得钢丝圈的3个空间倾角变化规律;基于图像处理分析技术,提取图像特征点进行分析,根据分析后的结果对理论模型进行优化。指出:该数学模型可以准确预测钢丝圈外倾角和前倾角随时间变化的规律,为环锭细纱机纺纱转速高速发展奠定理论基础,对提高环锭纺的成纱质量、降低纺纱断头率,以及设计使用钢领和钢丝圈系统具有重要意义。