力学学报

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时间推进有限面积流线迭代法及其在平面叶栅跨音速绕流中的应用

沈孟育陈细俤

本方法可视为时间推进有限面积法和流线迭代法的一种结合。在本方法中,网格是由一族流线及一族固定的节距线所形成的。流线的位置预先并不知道,在计算过程中需要逐步加以修正。采用流线作为一族网格线可使网格线的分布更为合理,并使差分格式大大简化。

1984, 20(2): 107-112. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-016

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颤振主动抑制的状态空间法

丁爱祥

本文研究颤振主动抑制的状态空间法,首先建立了带有后缘控制面的二维翼段的数学模型;然后使用二次型性能指标求得了系统的最优控制规律。为了改善闭环系统的性能,文中提出了一种准则,给出了数值计算的例子,其结果是令人满意的。

1984, 20(2): 113-120. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-017

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关于一类层结切变流的分类和非线性解

刘式达陈家宜刘式适王淑芳

本文从层结切变流体的非线性重力内波方程出发,考虑了行波一类流动,对于这一类流动,导得了两个变量(扰动速度和扰动密度)的一阶自治动力系统的常微分方程组.并在以扰动速度和扰动密度为坐标的相平面原点附近,用微分方程定性理论的方法对积分曲线的几何拓扑结构作了定性分析。在相图上按Richardson数不同,把积分曲线分成若干不同性质的区域。当Ri<0时,不管速度切变dū/dz是正是负,奇点是不稳定的鞍点。当Ri>0时,正切变dū/dz区奇点是不稳定的,负切变dū/dz区奇点是稳定的(01/4时是稳定焦点,即存在振幅衰减的周期解;Ri→∞时是稳定的中心,即存在周期解)。对非线性项展开保留到二次项得到二次系统。分析表明,解的拓扑结构和一次系统完全一致.一次系统的中心点仍是二次系统的中心点,二次系统的周期解满足著名的K_dV方程,是椭圆余弦波.二次系统其它情况下的解(即随时间才变化的速度)和一次系统并不相同,更反映大气和海洋的许多现象(包括湍流)的实际情况。

1984, 20(2): 121-132. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-018

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气体动力学中Гриб-Рябинин方法在水力学中的应用与推广

商道扬

本文将气体力学中方法(以下简称方法)应用到水力学中去,得到了比气体力学中更好的结果。此外,本文对该法近似解的应用范围以及解的误差作了详细地分析和讨论,扩大了方法的应用范围,提高了解的精度。

1984, 20(2): 133-140. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-019

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充液圆柱壳的自振特性

朱大同

文内含液圆柱壳的自由振动方程组以力矩理论为基础,壳面位移用梁函数逼近。壳内的流体力学方程用有限Hankel变换分段求解,结果能满足全流场条件。用广义液动压力表示流体与结构的相互作用,从而把充液圆柱壳的自由振动归结为广义代数特征值问题。为了比较方法的精度,以两端简支、端头有刚性平面限制的圆柱壳为例,计算了空壳和充液壳的频率,初步讨论了各阶频率与周波数的关系,最易激发周波数的变化规律。理论计算的频率值与实验结果一致。

1984, 20(2): 141-150. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-020

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利用有限差分法求解扩散混合化学反应二维平行流动

陈海韬周学华

利用隐式有限差分方法,对两股平行流的扩散混合、化学反应问题进行了计算。计算中,使用了层流压缩边界层方程并考虑了HF化学激光器的化学反应。计算结果表明:HF(2)振动激发态的浓度要比HF(1),HF(3)、HF(0)的浓度都高,从而获得了粒子数反转条件。另外,在计算中不需要混合长度的假设,就可以求得主流(无化学反应区)与化学反应区的两条界面曲线。当然,本文的计算方法要比直接求解二维Navier-stokes方程要简单得多。

1984, 20(2): 151-158. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-021

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四元数矩阵的乘法及其可易性

肖尚彬

本文讨论了四元数矩阵的乘法运算,得出了四元数矩阵乘法可易性的一般规则;并用此法方便地证明了刚体的有限转动定理,进行了刚体有限转动的合成。文中提出的方法发展了文献[1]的结论,在捷联式姿态计算中具有很大的实用价值。

1984, 20(2): 159-166. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-022

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极限环的稳定性和对应矢量场的散度

薛问西

本文利用系统所定义的矢量场的散度与其流管截面积改变率之间的关系,建立了单调接近和振动接近的平面极限环的一些稳定性条件。对单调接近的半稳定极限环给出了一个几何条件,按此条件可以作图画出这种极限环。还对空间极限环和二阶非自治系统平衡位置各得到一个稳定性条件。

1984, 20(2): 167-174. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-023

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利用激光衍射谱的变化测量金属表面的塑性变形并确定其弹塑性区交界

续伯钦伍小平

本文首先分析了相干光被粗糙表面散射时,其平均散射光强的空间分布与反射表面微观轮廓的统计参数的关系;进而讨论了弹性和塑性变形对金属表面轮廓统计参数影响的不同特征及与之相应的激光衍射谱的不同变化。据此,提出了一种根据衍射谱强度分布变化来测量塑性变形的方法。用实验对理论分析的结论进行了验证,并给出了一个用上述方法勾画变形物体塑性区形状及测量塑性变形程度的例子。实验表明,这种方法可以分辨不小于2×10~2με的塑性应变。

1984, 20(2): 175-184. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-024

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激波加热空气红外辐射的测量

罗军李红德李思文

在ψ800mm低密度激波管的反射激波后,对高温平衡空气1μ附近分子带系辐射再一次进行了测量。激波管内初始压力取为0.1—lmmHg,测量的温度范围为6000—7500°K,相应的标准密度范围ρ/ρ_0≈0.016—0.1。λ=1.04μ,测量的空气辐射比N_2(1+)频带贡献的辐射值约高2—5倍,超过量随P_1的增加而升高。过量辐射用NO分子密度归一化后对1/T作图,得到一条直线;而对N_2归一化后的作图,得到与前者平行、随P_1降低而从上向下平移的一组直线,这是联系空气辐射与氮分子的一种特有的新规律。它说明,除了激波管内初始密度维持不变之外,激波加热空气的近红外辐射与N_2分子之间,并不存在似它与NO及纯氮辐射对N_2分子那样的相关关系;揭露出过去激波管关于空气近红外辐射测量中出现的与NO假设和否定氮为主要辐射源的观点相矛盾的实验现象——所测强度数据似可用N_2(1+)来说明,是因密度范围较窄而造成的一种假象。因而,测量为论证空气在近红外的主要辐射源为NO而不是N_2提供了新的实验依据,并使以往激波管测量中的矛盾统一起来了。

1984, 20(2): 185-191. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-025

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蜂蜡球锥的驻点烧蚀研究

周正瑾

1.引言飞行器再入大气层时受热情况严重,表面要发生严重的烧蚀,外形要发生显著的变化,驻点的烧蚀更为严重。这一烧蚀过程能否由蜂蜡这种低温液态层材料在高超音速风洞中再现,能否通过对蜂蜡球锥的驻点烧蚀研究为液态层材料的烧蚀图象形成机理和发展规律提供依据,为两相流问题的理论研究提供实验资料,这便是我们进行蜂蜡球锥驻点烧蚀研究的目的。

1984, 20(2): 192-196. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-026

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关于在炮风洞中辨识静、动稳定导数的数学模型

江权伟周淑英

国内用激波风洞做动稳定性导数试验已有几年的历史。这类设备的特点是试验时间短,振动周期数少,采样点子较密。测量仅限于一个方向的姿态角θ。数据分析采用WOBBLE技术中的单自由度模型。这样,由于测量误差,换算方法和数学模型误差等的影响。得到的锥模型动导数散布较大。本文分析的重点是:用单自由度模型分析实际上是6自由度的空间运动,会带来多大误差?这是当前试验工作中十分关心的问题之一。具体分析以下几个因素的影响。(1)真实运动是非平面型,而单自由度是平面运动。(2)真实运动一般是滚转的,往往还呈现变转速,即p_0和(?)均不为零,而单自由度是不滚的。(3)真实运动的轨道呈现弯曲的空间曲线,且是减速运动,这是法向力、阻力和重力作用的结果,而单自由度对应于等速直线运动。

1984, 20(2): 197-199. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-027

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玻璃纤维增强聚酯复合材料断裂性能的实验研究

刘荣进徐德福李兰邵玉琴赵建华

研究纤维增强树脂复合材料的断裂韧度,通常采用弹性断裂力学的原理和方法。在研究中对复合材料的断裂韧度是否会受到试样类型和试样厚度的影响这个问题,有着不同的结论。例如文献[7]-[9]指出断裂韧度值是与试样的类型有关的。文献[8、9]还表明试样的厚度对断裂韧度值也有影响。澄清这个问题需要作深入细致的试验研究。本文采用玻璃纤维增强聚酯树脂复合材料的三点弯曲试样、单边裂缝和双边裂缝单向拉伸试样来探讨试样类型对断裂韧度的影响;同时还采用几种不同厚度的单边裂缝单向拉伸试样来探讨试样的厚度对断裂韧度的影响。

1984, 20(2): 200-204. doi: 10.6052/0459-1879-1984-2-1984-028

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