亚网格尺度稳定化有限元求解不可压黏性流动

从亚网格尺度稳定化方法的基本原理出发,提出了适合时间推进求解非定常Navier-Stokes方程获得定常解的SGS稳定化方法.基于一定程度的近似和简化,获得了与时间步长相关的稳定化参数,从而排除了传统SGS稳定化方法在求解高Re数、小时间步长问题时所引发的数值不稳定性.把SGS稳定化方法应用于求解不可压湍流,结合标准k-ε湍流模型和壁面函数法估计湍流黏性系数,详细讨论了壁面函数法的实施、湍流输运方程的求解和保证湍流变量非负性的限制策略,发展了时间推进求解不可压湍流的分离式算法.二维外掠后台阶层流和湍流计算结果表明,该方法求解不可压黏性流动是可行的,并且具有稳定性好、计算精度高的特点.

基于随机减量法的分布式结构模态参数识别

分区进行平行分析处理的技术已成为大型结构密集布置无线智能传感器网络检测结构系统的重要任务。提出基于随机减量法的分布式数据采集和模态识别方法。以两边简支板模型试验为例,采用ISM400无线智能传感器,通过自然激励法获得测试结构的响应信号,计算随机减量函数,然后运用特征系统实现算法提取系统的状态空间参数,并结合稳定图的方法剔除虚假模态,识别出结构的模态性能参数。以模态置信度为判据对比分析分布式算法与集中式算法的识别效果,结果表明两种算法吻合良好。

基于分布式无线智能传感器网络的结构模态识别

利用美国伊利诺伊大学结构健康监测项目组研制的ISM400无线智能传感器,分别采用分布式和集中式数据采集方法,对一个简支层压板进行了振动测试试验.采用自然环境激励技术(NExT)和特征系统实现算法(ERA)相结合的一种时域联合算法,仅利用输出信号对结构模态参数进行识别,并将识别结果与有限元模型的计算结果进行了对比分析.根据分布式与集中式两种数据采集处理方法识别的振动频率和模态振型,与有限元数值模拟结果吻合较好,验证了基于分布式数据采集的无线智能传感器网络在结构模态识别中的可行性.在大型土木工程结构需要布置大量传感器时,分布式无线智能传感器网络因其高度集成化和节约电源等优点,比采用传统的集中式数据采集方法更加高效实用.

基于龚帕斯模型的改性乳化沥青胶浆黏度与沥青破乳评价

针对改性乳化沥青破乳时间难以量化评价的不足,采用不同类型的细集料与改性乳化沥青制备了改性乳化沥青胶浆,运用龚帕斯模型分析了其黏度随时间的变化规律,并建立了准确评价改性乳化沥青破乳的数学模型。研究结果表明：改性乳化沥青胶浆初始黏度较低,随沥青破乳时间的增大而不断增大,最后趋于稳定;当集料粒径相同时,花岗岩改性乳化沥青胶浆的黏度最大,玄武岩胶浆的黏度次之,而石灰岩胶浆的黏度最小,但黏度增长速率基本相同,符合生长曲线的特征;龚帕斯模型可以较好地反映胶浆黏度随时间的变化规律,计算值与实测值的最大相对误差小于15%;当根据龚帕斯模型建立的沥青破乳评价指标值为0.97~1.00时,胶浆黏度变化趋于平稳,此时改性乳化沥青已经完全破乳;反之,也可以根据黏度试验结果计算龚帕斯模型参数,预测改性乳化沥青破乳时间。

基于SDLV方法的弹性薄板损伤识别

Bernal通过对DLV(Damage Locating Vector)方法的改进,提出了SDLV(Stochastic Damage Locating Vector)方法,较好解决了环境激励下未知输入的DLV法应用问题.本文以两边简支的弹性矩形薄板为研究对象,采用弹性模量降低模拟损伤,基于SDLV方法对弹性薄板在4种损伤工况下的损伤识别进行数值模拟研究,对比分析了各类损伤指标对识别精度的影响.工况1:靠近支座处的一个单元损伤;工况2:跨中处一个单元损伤;工况3:靠近支座处两个相邻单元损伤;工况4:跨中处2个相邻单元损伤.数值模拟结果验证了SDLV方法应用于弹性薄板损伤识别的可行性,损伤所在位置、损伤单元的数目以及损伤指标的选择对损伤识别精度有一定影响.基于SDLV方法弹性薄板的损伤识别指标可以有规则化主应力、内力和应变能3种选择,如果联合运用多种损伤指标,可以更准确地定位弹性薄板的损伤.