力学学报

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凌国灿, 罗才茂

本文利用离散涡模型及改进的新生涡产生机制对三种不同来流绕平板的近尾迹进行数值研究。计算讨论了定常流中平板绕流流动的总体特性和近尾迹流场;对于简谐振荡来流,相应于K_c=2.0、4.0 和10.0 分别得到两种不同的尾迹形态。给出了小 K_c 数平板尾迹涡配对、运动的新模式而相应的阻力、惯性力系数计算比以前涡模拟结果更接近于 U 型管实验结果。对于流向组合来流本文模拟了涡锁定及其动力特性并于实验相符,给出了流向扰动对平板绕流流动的影响。

1991, 23(5): 513-524. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-871

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横向振动方柱波动升力实验研究

呼和敖德, 孟向阳

本文对均匀流中静止方柱和横向强迫振动的方柱进行了实验研究。实验雷诺数范围为 3×10~3～10~4,振幅与柱截面宽度之比 A/D 达到0.7,实验折合速度范围为 4.5≤V_r≤12。文章重点研究了较高振幅振动柱的锁定现象、波动升力与柱位移之间的相位变化,讨论了方柱涡激振荡、驰振和气动稳定性问题。对流场进行的流动显示,清晰地显示出锁定区涡脱落过程、近尾迹流场随振动频率和振幅的演化规律,从而对振动柱波动升力与相位变化的物理机制获得进一步认识。

1991, 23(5): 525-532. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-872

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超音速粘性流动的SUPG有限元数值解法

徐国群, 张国富

本文构造了准简化 N-S 方程组的 SUPG(Streamline Upwind/Petrov-Galerk-in)加权剩余式,并利用该方法对 Burgers 方程、无粘性激波反射问题、以及超音速平板和压缩拐角的层流流动作了数值求解。计算结果表明,本文方法是精确、收敛和稳定的。

1991, 23(5): 533-541. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-873

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弹性-触变性流体的定态剪切粘度与瞬态应力响应

方图南, 林贻清

用四种不同级数的动力学方程以表示分散物系内结构单元的聚集与解聚速率,并导出相应的定态和瞬态结构参数式。设弹性模量 G 与结构参数的关系具有与粘度函数相同的形式,求解 Maxwell 方程获得瞬态应力响应。两种乳浊液的实验证明本文提出的流变模型可以表征弹性-触变性流体的流变性。用n=m=2 的模型可对这些乳浊液作出最佳模拟。

1991, 23(5): 542-548. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-874

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双圆诱导不可压缩势流的几个精确解

汪前喜, 庄礼贤, 童秉纲

Lagally(1929)给出了两个静止圆在均匀来流中的扰动速度势精确解。本文通过使用 Apollonius 保角变换,将两圆外部区域变为圆环内部区域,并在变换平面上用 Fo-urier 级数方法求解 Laplace 方程,从而得出双圆扰动势流的另外三个精确解。它们分别对应于静止流体中两圆膨胀(收缩)、沿连心线相向(相背)运动和垂直连心线反向运动(错动)所诱导的速势场。

1991, 23(5): 549-555. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-875

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三维不可压缩边界层分离流的反解法

阎超, 吴玉林, 梅祖彦

本文提出了计算具有分离区的三维层流和湍流边界层的一种反解法。计算中采用了半正交曲线坐标系和涡粘性各向异性湍流模型。数值分析中采用了变换域技术和 Keller分块差分格式。用本文方法计算了一个三维边界层分离流实例,计算结果同实验数据吻合得很好。

1991, 23(5): 556-563. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-876

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关于非协调位移元与广义杂交元的等价性的进一步研究

张武

本文通过定义非协调位移元的单元特性函数,提出了一种建立非协调元与广义杂交元之间的等价关系的一般方法,进一步证明了两种有限元模型之间存在强等价性,为两种单元模型的构造提供了相互借鉴的理论依据和有效的准则。

1991, 23(5): 564-570. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-877

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一种弹性损伤材料的Ⅲ型裂纹解

郝天护, 张晓堤, 黄克智

本文用复变函数中保角映射的方法求得了一种弹性损伤材料的 Ⅲ 型裂纹在小范围损伤条件下的全场解。给出了损伤区形状、损伤耗散能、裂纹表面剪开位移及损伤区前方应力分布等数值结果。为校核小范围损伤条件,还计算了距裂纹尖端不同远处本文解与k_Ⅲ 场之差。

1991, 23(5): 571-580. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-878

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血管位移波的力学模型

丁光宏, 柳兆荣

本文在临床观察和模型实验的基础上提出了血管位移波的力学模型,并归结出了位移波的控制方程。应用摄动理论和数值方法,求得了位移波的波形和位移波产生的判别准则。从中我们发现,位移波仅和血流的脉动速度及血管壁力学特性有关,而和压力波无直接关系。最后本文还给出了一个适用于临床的位移波发生判别准则,实验发现它和临床观察是相符合的。

1991, 23(5): 581-588. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-879

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三维位移场(U,V,W)实时观测的云纹干涉法

任晓辉, 钟国成, 戴福隆

本文将一特殊布置的云纹干涉系统和一垂直入射试件栅的麦克尔逊干涉系统组和起来,利用云纹干涉系统测量两个面内位移分量U、V,垂直入射的麦克尔逊干涉系统测量离面位移分量 W。调节云纹干涉系统中入射光的入射角,使正、负一级衍涉波的传播方向偏离开试件栅法向一微小角度,从而使一级衍涉波的频谱点与麦克尔逊干涉系统中的零级衍涉波的频谱点在频谱面上分开。利用小反射镜的反射来改变一级衍射波的传播方向,从而使我们在三个彼此分开的成像面上同步实时观测到三维位移场的条纹图。文中给出了严格的理论推导和实验验证。

1991, 23(5): 589-594. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-880

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动态全息和散斑干涉技术研究薄板在横向冲击下的变形

韩雷, 伍小平, 胡时胜

本文提出了全息干涉和离焦散斑干涉的动态测试方案。并在对实际工程材料金属薄板的撞击实验中付诸实施,获得了成功。以新型的 DJ-1 型双脉冲红宝石激光器作为瞬态实验的相干光源。因仪器的被动Q开关特性,用自制的数字电路完成调Q监视、同步控制和测时。加载及动载测定装置由 Hopkinson 设备改制,自编的软件可在实验后数分钟内得到撞击波形。

1991, 23(5): 595-600. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-881

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应用二维激光测速系统研究面流消能的紊动特性

冬俊瑞, 沈熊, 赖翼峰

本文应用二维激光测速系统对面流消能工下游典型流态的紊动特性进行了系统的试验研究,得到了不同来流条件下面流的时均流速、紊动强度及雷诺应力等沿主流与回流区的分布特征;计算并绘制了流线图,由此分析了淹没面流时底旋滚长度和佛劳德数的关系。对紊动能量的转换过程及耗散特征进行了计算分析,初步探明了消能机理。

1991, 23(5): 601-608. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-882

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扩展裂纹尖端奇异场的实验研究

刘宝琛, 蔺书田

用云纹方法测量了 LY12-M 铝材,双边裂纹试件、扩展裂纹沿 x和y方向位移场u_x,u_y。实验的裂纹尖端奇异场与 GH 理论奇异场进行了比较。两者偏差在±10％范围内,得到实验的 GH 奇异场范围与形状。实验证明:扩展裂纹尖端场有(lnA/r)~(α+1)奇异主导区。该主导区形状由腰子形向扁圆、圆形过渡,接近裂纹扩展时形状不规则。在 GH 主导区内,裂纹尖端附近有一个三维贲形,材料损伤区。在该区内 GH 奇异性不存在。

1991, 23(5): 606-616. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-883

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关于完整非保守系统的基本积分变量关系

刘端, 罗勇, 邢生玉

本文证明,完整非保守系统不存在 Poincare-Cartan 积分不变量和 Poincare 通用积分不变量。取而代之,给出非保守系统的 Poincare-Cartan 型和 Poincare 型积分变量关系,并将这种积分变量关系用于求解非线性振动问题。我们还证明了文[1]、[2]所谓的积分不变量只是我们所引入的基本积分变量关系。

1991, 23(5): 617-625. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-884

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非牛顿流体雾化力学机理研究

黄沐辉, 张涤明

本文用稳定性分析和数值计算方法研究了粘弹性液体射流雾化的力学机理。结果表明,雾化液体的 Ohnesorge 数和 Deborah 数的增大均使波频 ω_i 降低,但前者使空间增长率 k_1上升,而后者的作用相反。本文发现,对于雾化液体应使其表面扰动波的波数大于某一确定波数,并尽量降低液体的 Deborah 数。

1991, 23(5): 626-633. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-885

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转子系统模态参数现场识别技术研究

郑钢铁, 黄文虎

基于时域振动参数识别理论,本文讨论了由转子和油膜轴承构成的转子系统的模态参数现场识别问题。本文所述方法不需要施加人工激振,仅在轴承座处测量轴承座的振动和转子的绝对振动,可以在线应用。

1991, 23(5): 634-640. doi: 10.6052/0459-1879-1991-5-1995-886

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