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1998年  第30卷  第3期

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论文
用扰动涡方法模拟叶轮机内动静叶的相互作用
吴先鸿, 陈矛章
发展了一种研究叶轮机内动、静叶间的相互作用的新方法———扰动涡方法，它利用全三维的定常解为基础解，并由此给出非定常扰动场的初始解．为计算叶片对扰动场的响应过程，采用拉格朗日方法追踪扰动涡团的对流流动过程，用确定性涡方法来描述流体的粘性扩散过程．发展了代数湍流模型（ＢａｌｄｗｉｎＬｏｍａｘ湍流模型）在尾迹中的应用方法，克服了其它数值方法中无法准确捕捉尾迹中心线的运动轨迹，以及计算出的边界层外的湍流涡粘性系数偏大的缺陷．利用该方法计算轴流叶轮机内由于动、静叶间的相互作用而引起的非定常流动过程，与实验的对照表明，模拟结果与实验数据吻合得相当好，从而说明本文发展的方法是可信的，为更直观地描述尾迹等非定常因素的流动及叶轮机内的掺混问题提供依据．
1998, 30(3): 257-266. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-125
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考虑植被影响的陆气耦合模式
谢正桐, 李家春, 姚德良
以黄淮海平原大气边界层的观测数据为基础，发展了一个土壤－植被－大气多层模式，对大气和地表进行耦合模拟．模式对植被冠层作多层划分，以助于细致了解植被冠层沿高度分布的各物理量，为非均匀下垫面的参数化提供依据．运用观测结果对数值模拟结果进行验证，表明该模式较成功地模拟了陆气相互作用过程．同时，对模拟进行了敏感性数值试验，以了解植被在陆气相互作用中的影响大小
1998, 30(3): 267-276. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-126
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基于可靠性的桁架结构拓扑优化设计
陈建军, 曹一波, 段宝岩
建立了以杆截面为设计变量、结构重量极小化为目标、具有位移、应力等性态可靠性约束的桁架结构拓扑优化设计数学模型．通过引入可靠性安全系数，并利用结构力学的三个基本方程，将结构的位移和杆件应力可靠性约束等价显示化为设计变量的线性函数，使原基于可靠性的优化模型转化为常规的序列线性规划问题，利用修正的单纯形法求解．算例表明文中提出的方法既简单又有效．
1998, 30(3): 277-284. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-127
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轴对称冲击有限元一致质量矩阵迭代解
宋顺成
给出高速冲击动力有限元一致质量矩阵解的迭代过程，即把集总质量矩阵解作为初值进行有限次迭代得到满足工程需要的一致质量矩阵近似解．实际算例说明，一致质量近似解较集总质量解改善了对应力波传播过程的分析，而且在高速冲击计算中能给出与实验接近的计算结果．
1998, 30(3): 285-291. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-128
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Sine-Gordon方程的截断系统的同宿轨道
徐振源, 刘曾荣
研究ＳｉｎｅＧｏｒｄｏｎ方程的广义渐近惯性流形上的常微分方程组，证实了在一定参数条件下存在Ｗｉｇｇｉｎｓ［１］意义下的同宿轨道．计算表明，与Ｂｉｓｈｏｐ［２］用数值计算得到的ＳｉｎｅＧｏｒｄｏｎ方程产生混沌的参数值尚有差别，考虑到同宿出现参数值往往低于混沌出现参数值，故结果在定性上正确，而且改进了文［１］中的结果．
1998, 30(3): 292-299. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-129
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受约束多体系统一种新的违约校正方法
于清, 洪嘉振
本文针对受约束多体系统的违约问题提出了一种新的违约校正方法．同以往的违约校正方法相比，本方法具有物理意义明确，计算工作量小，校正效果明显的优点．本文的方法对动力学方程的破坏较小，能同任何积分方法配合使用，可有效地将约束方程的违约控制在给定的精度范围内．数值仿真的结果表明了本方法的有效性．
1998, 30(3): 300-306. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-130
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新型Poisson括号意义下的无穷维Lie代数
张宝善, 卢东强, 戴世强
本文首先针对ＫｄＶ方程的Ｈａｍｉｌｔｏｎ形式，建立一种比较容易验证的新型Ｐｏｉｓｓｏｎ括号和无穷维Ｌｉｅ代数．其次，研究ＫｄＶ方程的Ｈａｍｉｌｔｏｎ形式的第一积分与新型Ｐｏｉｓｏｎ括号的关系，得到判定第一积分的充分必要条件．最后，构造ＫｄＶ方程的第一积分．
1998, 30(3): 307-313. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-131
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岩石节理(断裂)表面的多重分形性质
谢和平, 王金安
提出了新的投影覆盖法———ＰｒｏｊｅｃｔｉｖｅＣｏｖｅｒｉｎｇＭｅｔｈｏｄ（ＰＣＭ），并结合无接触激光表面测量技术直接测定出断裂表面分维值Ｄ∈［２，３）．建立了表面粗糙性投影覆盖概率函数，分析了节理（断裂）表面的多重分形性质．
1998, 30(3): 314-320. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-132
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饱和-非饱和土壤中污染物运移过程的数值模拟
李锡夔
本文提出了一个模拟饱和非饱和土壤中溶和污染物运移过程的数值模型．模拟的控制污染物运移的物理化学现象包括：对流，机械逸散，分子弥散，吸附，蜕变，不动水效应．发展了一个修正的特征线Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法以离散污染物运移过程的控制方程并导出了一个用于有限元方程求解的显式算法．数值例题结果表明所提出模型和算法的功能
1998, 30(3): 321-332. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-133
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矩形截面管内电流变液的流动
朱克勤, 彭杰, 席葆树
基于伽辽金方法，导出了矩形截面直管内泊肃叶流动的一阶和二阶近似解．在此基础上，研究了电流变单链的变形问题，并得到了描述它形状的多项式函数．
1998, 30(3): 333-339. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-134
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边界吸收效应对非定常剪切弥散的影响
刘宇陆
采用延迟扩散方程［７，９］描述了具有边界吸收条件下，非定常剪切流动中的剪切弥散特性．给出了记忆函数、中心位移函数的控制方程．特例分析结果表明：所采用的模型方程是合理的；边界吸收效应使得纵向浓度分布具有后倾的趋势．这主要是由于边界吸收使得低速强剪切区浓度减少，剪切弥散贡献减少，从而污染物对流速度高于断面的平均速度．
1998, 30(3): 340-347. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-135
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弹性力学的实时神经计算原理与数值仿真
孙道恒, 胡俏, 徐灏
针对现代结构分析的特点，提出了基于神经网络结构的弹性力学分析原理；给出求解该问题的网络———改进的Ｈｏｐｆｉｅｌｄ和ＴＨ网络．提出用ＢＰ网络来实现单元刚度矩阵的实时计算．最后，对两个简单结构的弹性力学神经计算进行了数值仿真
1998, 30(3): 348-353. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-136
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预延伸非晶聚合物材料各向异性变形局部化
胡平
给出一种可描述预延伸各向异性特性的背应力张量三维表达式，引入大变形弹塑性有限元驱动应力法，结合ＢＰＡ８链细观分子网络模型，模拟了预延伸各向异性非晶聚合物材料平面应变拉伸变形局部化力学行为．详细讨论了预延伸比（ＩｎｉｔｉａｌＤｒａｗｉｎｇＲａｔｉｏ；ＩＤＲ）和预延伸方向（ＩｎｉｔｉａｌＤｒａｗｉｎｇＤｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＩＤＤ）对变形抗力、颈缩规律、剪切带方向以及试件中心部位链延伸比的影响．
1998, 30(3): 354-362. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-137
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非自旋航天器混沌姿态运动及其参数开闭环控制
陈立群, 刘延柱
研究万有引力场中受大气阻力且存在结构内阻尼的非自旋航天器在椭圆轨道上平面天平动的混沌及其参数开闭环控制问题．在建立数学模型的基础上确定出现混沌的必要条件并数值验证混沌的存在性，提出非线性振动系统混沌运动的参数开闭环控制并应用于控制航天器的混沌姿态运动．
1998, 30(3): 363-369. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-138
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形状记忆合金管接头空间轴对称有限元分析
严金良, 沈亚鹏, 陈儒
本文采用形状记忆合金（ＳＭＡ）的三维本构方程和有限变形理论，考虑拉、压不同应力状态对相变点移动的规律，编制了ＳＭＡ轴对称大变形的有限元程序，与单向拉伸下解析所得的应力、应变曲线相比，证实程序的正确性．文末计算一ＳＭＡ管接头，并指出按空间轴对称计算的必要性．
1998, 30(3): 370-378. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-139
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一种高阶非线性钢筋混凝土平板单元
蔡松柏, 沈蒲生
在文献［１］高阶钢筋混凝土膜元的基础上，提出了一种具有１４个节点的高阶钢筋混凝土平板单元．钢筋混凝土材料模型仍采用Ｖｅｃｃｈｉｏ的抹平旋转裂缝模型，几何非线性仍采用所谓总体Ｌａｇｒａｎｇｅ列式法，非线性方程采用割线刚度位移增量迭代法．数值算例表明本文的方法是可靠的，高阶平板单元虽然列式复杂，但与低阶元相比，其计算量要少且精度要高
1998, 30(3): 379-384. doi: 10.6052/0459-1879-1998-3-1995-140
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