谱松弛同化技术对台风路径及强度模拟的影响

采用WRF模式针对2016年第17号台风"鲇鱼"设计了多组对比试验及敏感性试验,考察谱松弛同化技术对台风路径及强度模拟的影响。通过其与格点松弛方法的对比发现:这两种方法都能显著改善台风路径和强度的模拟,由于谱松弛方法仅部分同化高层的大尺度场,允许模式更好的发展自身的中小尺度信息,其模拟的台风强度较格点松弛试验模拟的台风强度更接近观测。对影响谱松弛方法的关键参数松弛波数及系数进行的敏感性试验表明:台风模拟对谱松弛波数及系数的选择均很敏感。适当增加波数可以改善台风路径及强度的模拟,但并非波数越多越好,波数超过一定阈值会导致模拟的台风强度明显偏弱;适当增大系数同样能改善台风路径和强度的模拟,但并非越大越好,需根据模式设置优化选取。本研究表明:选取谱松弛波数为5,系数为0.000 3~0.003时,台风模拟有显著改进。

谱松弛同化技术对台风季节活动数值模拟的影响

采用COAWST模式针对2015年5月1日—11月1日的台风季节活动设计了两组对比试验,探讨谱松弛同化技术对台风季节活动数值模拟的影响。通过比较两种试验结果中的台风季节信息发现:谱松弛能够显著提高对台风频数、强度、气旋累积能量分布以及路径密度分布的模拟。这种改善与模式中大尺度场如环流场、位势高度场、海温的改善息息相关。由于谱松弛的作用,模式能够基本再现边界场中的大尺度信息,避免台风活动导致大尺度场发生严重漂移,同时模式自身中小尺度过程能够自由发展,这使得模拟的台风季节活动更加符合观测。

松弛谱表征NEPE推进剂的老化

为研究NEPE推进剂的老化情况,探讨了运用连续松弛谱表征NEPE推进剂老化进程的方法。分别对在80℃,75℃,70℃,65℃下加速老化的NEPE推进剂进行动态力学分析试验,数据表明,NEPE推进剂的连续松弛谱可以直观全面表征推进剂高分子多层结构的粘弹性特性,且同一加速老化温度下随老化时间增加动态粘弹性连续松弛谱频率分布范围逐步收窄,结合推进剂老化机理分析,该变化趋势可以表征推进剂老化进程。

从静态应力松弛实验求材料准松弛时间谱的一种数值计算方法

避开繁琐困难的函数求解过程，采用数值计算方法，从常规的静态应力松弛实验，直接求被测材料的松弛单元的表现松弛强度．主松弛时间τ０由单－ＭＡＸＷＥＬＬ模型求得，其他松弛时间分别约取为１０（－２）·τ０，１０（－１）·τ０，１０１·τ０，１０３·τ０。应力松弛万程取５参数模型，记为谱的强度ａｉ（或Ａｉ）通过多元线性回归，由最小二乘法确定．对一种天然橡胶试样在不同温度下的松弛曲线进行处理，回归值与原始实验值吻合良好，不同温度下的松弛单元对总松弛的贡献，反映出温度对松弛过程的活化作用．

基于动态模量主曲线的沥青混合料连续松弛时间谱

通过动态剪切流变试验,结合时温换算法则得到沥青混合料全温全频域内的主曲线;应用相关的计算方法,获得连续松弛时间谱的解析表达式,并研究松弛时间谱在沥青混合料性能研究方面的应用.结果表明,动态剪切流变试验能够有效获得连续松弛时间谱,连续松弛时间谱能够为沥青混合料的工程性能研究提供有利手段.

聚乙烯熔体的离散松弛时间谱与熔融指数的关系

该文通过动态线性小振幅剪切震荡实验所得的聚乙烯熔体储能模量Ｇ′（ω）和耗能模量Ｇ″（ω）数据，采用最小二乘法线性回归、正则法和非线性回归法分别计算得到离散松弛时间谱，比较三种方法得到结果的差别，讨论计算参数、温度和材料对离散松驰时间谱影响．

膏体推进剂应力松弛谱分析

利用RS300Haake流变仪测试了双基体系膏体推进剂的应力松弛特性，获得应力松弛模量随时间的关系。通过对实验数据的分析获得了膏体推进剂连续谱和离散谱，并对二者结果进行了分析，从松弛时间范围的角度得出离散谱求解方法在实际应用更有意义，通过分析松弛单元数目对松弛谱结果的影响，得出求离散谱时松弛单元一般取3～8个为宜。

猪眼LASIK术后角膜的应力松弛和连续松弛谱(英文)

目的:探讨猪眼LASIK术后角膜的应力松弛特征方法:新鲜猪眼,经视神经灌注维持眼压恒定,行常规LASIK手术,基质床分别切削30%,50%,70%整体角膜厚度,用自制的模具尺,切取哑铃型试件,200mL/L人血白蛋白液浸泡,冰箱4℃过夜保存。将试样吸干蛋白液,置于自制夹具固定,于美国Tytron250力学实验机做应力松弛实验。应力松弛突加载荷的加载速率为385mm/min,伸长比为1.5,松弛时间1000s,计算机自动采集数据。结果:LASIK手术中,单纯切开角膜瓣即导致了角膜的应力松弛程度降低,P<0.05(P=0.49),但是程度不大,可能角膜依然保持其粘弹特性。当激光消融30%角膜整体厚度及大于此值时,角膜的应力松弛程度几乎下降了一倍,P<0.01。在LASIK手术中角膜的纵向应力松弛程度不如横向的变化明显,尤其是在70%切削深度条件下,角膜的横向应力松弛程度小于纵向应力松弛程度,有显著的统计学差异(P<0.001)。结论:猪眼角膜在横向上的应力松弛程度与纵轴方向的应力松弛程度相似,猪眼角膜LASIK手术后,角膜横轴方向的应力松弛程度小于纵轴方向应力松弛程度,在70%角膜厚度的切削深度时,差异有显著性意义。猪眼LASIK手术中,切削深度越深,角膜的应力松弛程度越差,也就越容易引起角膜的形变和蠕变。

高聚物熔体松弛时间谱的计算

松弛时间谱是描述聚合物熔体粘弹性质的重要参数 ,它不能通过实验直接获得 .基于聚合物熔体储能模量和耗能模量 ,给出了采用最小二乘线性回归得到熔体松弛时间谱的计算方法 .通过一个算例检验该算法的有效性 ,分析了松弛时间及松弛模态数的选取对计算结果的影响 。

沥青混合料松弛和延迟时间谱的确定与换算

为了分析沥青混合料不同时间谱的确定方法和相互换算关系,采用Prony级数和积分变换表达式分别对沥青混合料的离散松弛和延迟时间谱及连续松弛和延迟时间谱进行确定,并将连续时间谱进行离散化表示,建立了由连续时间谱换算离散时间谱的关系式,由时间域、Laplace变换域和频率域内本构关系分别导出了离散松弛与延迟时间谱之间的换算线性方程组,并通过动态模量和蠕变柔量主曲线试验结果对本研究确定和换算方法的有效性进行了验证.结果表明,沥青混合料的4种时间谱可以通过试验主曲线同时确定,松弛与延迟时间谱之间的换算结果与试验结果吻合较好,该方法能够为沥青混合料黏弹性参数的全面分析提供有效工具.

沥青混合料松弛时间谱分析

根据改性沥青SMA13、改性沥青Superpave20和普通沥青Superpave25不同温度和荷载频率下的复数模量试验结果,采用多项对数正态分布组合形式确定了各沥青混合料的松弛时间谱函数,并利用遗传算法求解其中参数.结果表明:随着温度的降低和荷载频率的增加,沥青混合料存储模量增加;在中等及较高温度时,随着荷载频率的增加,沥青混合料损失模量增加,而当温度较低时,则正好相反;当采用2项或2项以上的对数正态分布组合时,利用松弛时间谱预测的存储模量和松弛模量具有较高的精度.利用松弛时间谱和时间-温度等效原理可以确定沥青混合料很宽作用时间范围上的黏弹参数,从而为沥青混合料及路面结构黏弹性力学响应分析提供简单、有效的途径.

Boger流体的松弛谱对非线性粘弹性表征的影响

分析了一种Boger流体的松弛时间谱和该流体的粘弹性表征问题。文中采用带正约束的非线性规划方法得到了包含4个、5个、6个松弛时间的描述此Boger流体线性粘弹特性的时间谱。这些新时间谱比前文报道的含3个松弛时间的谱能更好地描述该流体的储能模量G′。用PSM模型结合这些新松弛时间谱都不能很准确地描述这个Boger流体的第一法向应力差N1的实验数据。作者提出的3r模型描述此Boger流体的N1的结果比PSM模型的计算结果更接近实验值。

部分水解聚丙烯酰胺溶液的黏弹性数学模型及其松弛时间谱的研究

利用稳态剪切实验和小振幅动态震荡剪切实验得到部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的弹性模量、黏性模量、表观黏度和第一法向应力差,采用定义平均标准偏差为目标函数,拟合了HPAM溶液的松弛时间谱,结合KBKZ本构方程,在准确可靠表征HPAM溶液黏弹性的前提下,将松弛时间谱的个数减少为3个,并对比了实验值和模型计算值。实验结果表明,角频率变化对HPAM溶液弹性模量的影响较大而对其黏性模量的影响较小。HPAM溶液具有剪切稀化特性,且剪切速率越大,溶液弹性越大。选取6个松弛时间数和3个松弛时间数计算得到的黏性模量、表观黏度和第一法向应力差与实验数据基本一致。对于一般的HPAM溶液松弛时间谱的模拟计算,选取3个松弛时间数足以满足需要,为工程中的简化计算提供了理论依据。

聚氯乙烯涂层膜材料松弛时间谱分析

为从理论上深入研究膜材料的应力松弛特性,本文采用广义Maxwell模型对聚氯乙烯(PVC)涂层膜材料的实测松弛模量进行了拟合分析,基于二阶近似法求解获得了松弛时间谱近似解,对比分析了广义Maxwell模型单元数量对拟合精度和松弛时间谱曲线特征的影响。结果表明增加广义Maxwell模型的单元数量,不仅有助于提高广义Maxwell模型的拟合精度,还可更为细致地描述松弛时间谱特征,但同时会增加模型求解的难度。对于本文选用的PVC涂层膜材料,采用5单元广义Maxwell模型可较好地描述应力松弛行为,而基于6单元广义Maxwell模型求解应力松弛时间谱较为合理。研究结果可为工程领域中该类材料应力松弛特性研究提供一定的理论参考。

聚苯乙烯松弛时间谱的计算研究

通过动态线性小振幅剪切震荡实验所得的熔体储能模量G′(ω)和耗能模量G″(ω)数据,采用最小二乘法线性回归、正则法和非线性回归法分别计算得到离散松弛时间谱,比较三种方法得到结果的差别,讨论计算参数和温度对离散松弛时间谱的影响。

高聚物离散松弛时间谱计算的CMPSO方法

在广义Maxwell模型基础上,基于聚合物熔体储能模量和耗能模量数据,建立了计算离散松弛时间谱的优化模型.为了改善标准粒子群(Particle SwarmOptimizer,PSO)算法的缺点以用于计算离散松弛时间谱,提出了基于混沌映射和非线性惯性权重改进的粒子群方法(Chaos Modified PSO,CMPSO).首先通过算例检验了CMPSO算法的有效性.通过和文献结果比较,表明其精度均比文献结果高一个数量级.其次对Maxwell模态数的分析表明其取值在大于4以后,对计算结果影响不大.最后,通过结果分析确定出最优Maxwell模态数.在最优模态数情况下,储能模量和耗能模量的拟合数据与实验数据吻合较好,并采用最小二乘线性回归法验证了离散松弛时间谱的正确性.

猪鞋面革应力松弛时间谱的研究(Ⅱ)——二阶近似法研究猪鞋面革应力松弛谱的形态

研究了利用Maxwell模型和Schwarzl二阶近似法求得的猪鞋面革应力松弛时间谱图的形态,并利用试验数据检验了其应力松弛时间谱的精确程度。通过检验发现:得到的应力松弛谱有较高的精确性,证明此松弛时间谱能够较准确地描绘猪鞋面革的应力松弛行为。

力学松弛谱的分析与应用

测量动态力学性质是研究高分子材料聚集态结构的重要方法之一。目前,用动态力学温度谱可对高分子材料改性的机理作定性分析。本文用温度谱求得松弛时间谱在一定程度上定量地反映出材料聚集态结构的变化规律,从而可说明热处理工艺对改善阳离子染料可染改性涤纶染色性的作用机理。

橡胶材料松弛时间谱与滚动摩阻的关系

橡胶材料的微观结构是其松弛时间谱的内在因素。通过广义的Maxwell模型 ,研究其松弛时间谱与滚动摩阻的关系 ,得出了轮胎滚阻系数与松弛时间谱的计算关系并讨论了滚轮前进速度对滚动摩阻系数的影响。

利用实验数据获取橡胶材料松弛时间谱的方法

通过实验数据求松弛时间谱的近似方法,采用稳态应力松弛实验或动态剪切实验求得稳态松弛模量函数G(t)或动态模量函数G′(ω)、G″(ω),由这些函数求取松弛时间谱H(λ)的各次近似解。通过动态线性小振幅剪切震荡实验所得的熔体储能模量G′(ω)和耗能模量G″(ω)数据,根据Schwarzl和staverman提出的近似公式,计算得到离散松弛时间谱,提出了计算参数和温度对离散松弛时间谱的影响。