混凝土路面厚度的超声波无损检测研究

利用模拟物理模型，并根据相似性原则建立起公路路面和路基的双层简化模型，提出了一种准确识别反射波，测量反射波速率及走时参量的实用方法。采用特殊的观测系统，由波速及走时反推路面厚度。实验结果表明，这种无损检测方法具有较高的精度，相对误差不超过3％，并可用于其它领域的质量检测中。     

解双调和方程的二次混合广义差分法

给出一种解双调和方程的二次混合广义差分法．数值实验表明，该方法比十三点格式和线性混合广义差分法精确，且计算量少于相应的混合有限元法．     

广义混沌同步系统的电路实验

利用电子线路实验实现了一种构造广义混沌同步系统的方法.该方法在离散系统和连续系统上均适用,实验结果与理论分析以及数值计算结果基本一致,从实验的角度进一步证实了这种构造广义混沌同步系统方法的可行性和有效性.     

广义次对角占优矩阵和次M-矩阵的判定

次对角占优矩阵在计算数学和控制理论中有着相当广泛的应用.本文介绍了广义次对角占优矩阵并运用类比法给出了判定广义次对角占优矩阵和次M-矩阵的新方法.A=(aij)∈Cn×n,N={1,2,…,n},J′(A)={n-I 1| |an-I 1,I|＞Σj≠1|an-I 1,j|=Λn-I 1,I∈N}≠φ,M′(A)为A的次比较矩阵,若存在N1∪N2=N,N1∩N2=φ,有(|an-I 1,I|-α′I)(|an-j 1,j|-β′j)＞α′jβ′I((A)I∈N1,j∈N2),α′I=Σj∈N1j≠1|an-I 1,j|,β′I=Σj∈N2j≠1|an-I 1,j|,则A为广义次对角占优矩阵,M′(A)为次M-矩阵.     

对波浪入射边界上反射波的消波及其验证

针对直接给定波浪入射边界条件时数值模型不能有效计算反射波的弊端,提出吸收入射边界上反射波的方法.该方法首先在离入射边界约1/2波长的范围内,计算入射波的理论解;然后将数值解减去理论解,得到真正反射波或由于数值累计误差所产生的伪反射波;再对反射波进行消波.结合非线性波传播数值模型,通过对水深均匀和具有水深复杂变化的台阶地形的水槽内波浪传播的数值模拟,说明所提出吸收入射边界上反射波的方法能有效消除反射波对入射边界的影响.     

方柱绕流的大涡模拟

采用大涡模拟(LES)方法对雷诺数为2.2×104的方柱绕流流场进行了数值模拟.使用非交错网格的有限差分法,分别对准三维物理模型和真实三维物理模型求解不可压N-S方程,将沿流向方向方柱水平中心线上的时均速度的计算结果与实验数据进行了比较,结果表明,三维模型的模拟结果优于准三维模型的模拟结果.比较升力系数和阻力系数发现,与二维模拟(RNG)方法相比, 三维模拟的结果更加接近实验测试数据.     

板翅式换热器瞬态法数值模拟与实验研究

通过瞬态单吹实验和瞬态数值模拟方法对47PZ3002型板翅式换热器热力、阻力性能等进行了研究,探索了该瞬态技术在板翅式换热器性能研究中的可行性与准确性。应用瞬态单吹实验,得到了雷诺数为500~3 000工况下换热器进出口温度场随时间的变化值及流体流经换热器的压降。对换热器实验件建立瞬态换热物理模型,利用Visual Basic语言编写与瞬态技术配套使用的程序对实验结果进行处理,获得了流体在板翅式换热器内的对流换热系数、j因子等性能参数。通过CFD软件,模拟了与实验工况相同条件下该换热器的相应性能参数,模拟结果与实验结果j因子之间的平均偏差为4.4%,最大偏差为10.7%,f因子的平均偏差为5.37%,最大偏差为13.0%,实验验证了该瞬态技术在平直型板翅式换热器性能研究中的可靠性。该瞬态技术测量简单、效率高,在短时间内即可获得换热器的性能参数,可为板翅式换热器工程设计提供有价值的性能预测方案。     

空调房间气流组织的模拟研究

以中间侧送风、不回风的流场作为数值计算及实验研究的模型，在对数学模型及物理模型进行理论分析的基础上，对常规下的K－ε模型进行了修正，并运用K－ε紊流模型计算了空调房间的气流组织，用离散方法对边界条件进行了处理，并把数值计算结果与实验结果进行了比较，实验结果运用K－ε紊流模型计算空调房间的气流组织是可行的，并把数值计算结果与实验结果进行了比较，实验结果证明运用K－ε紊流模型计算空调房间的气流组织是可行的，计算结果丰富并弥补了实验研究的不足。     

介质的增益和损耗作用对2MQES光场Y压缩的影响

构造了在增益介质和吸收损耗介质中沿Z方向传播强度相等的2MQES(Two state-superposition multimode quantum entanglement state,2MQES)光场.利用多模压缩态理论,对2MQES光场的广义非线性等幂次N次方Y压缩特性进行了研究,并对介质增益和吸收损耗作用对2MQES光场的广义非线性等幂次N次方Y压缩效应的影响进行了详细探讨.结果表明,介质为增益介质时,增益系数αj＞0, 2MQES光场的广义电场分量和广义磁场分量呈现出N次方Y压缩效应.αj增大,压缩幅度和压缩强度减小;介质为吸收介质时,增益系数αj＜0,此时,2MQES光场的广义电场分量和广义磁场分量也呈现出N次方Y压缩效应,但|αj|增大,压缩幅度和压缩强度也随之增大,且吸收越强,压缩幅度和压缩强度越大.这表明吸收介质对压缩更为有利.     

基于T矩阵法的水下任意刚硬体声散射场计算

针对水下任意形状刚硬体,建立了其声散射T矩阵法计算模型.利用物体的几何对称性,提出了简化计算Q矩阵的方法.以刚硬回旋椭球体为例,分别计算了在不同入射角下的反向散射和收发分置的形态函数,并讨论了刚硬体的镜反射波和绕行波的干涉物理模型.数值仿真结果表明T矩阵法是一种很简便实用的计算水下物体远场散射的方法,该方法可以广泛用于水下任意形状刚硬体的声散射场计算.     

基于广义预测控制的主动吸收造波

通过最小二乘法支持向量机对主动吸收造波模型进行在线辨识,基于广义预测控制算法提出一种新颖的主动吸收造波策略.采用高阶边界元法与自由面混合欧拉拉格朗日模型建立二维推板造波数值波浪水槽,将预测控制器的输出作为造波边界条件,进行了不规则波主动吸收造波仿真对比试验与白噪声波谱的验证试验,并采用波浪入、反射分离算法进行分析.结果表明:预测控制器具有较好的鲁棒性和快速响应能力,对于模型试验中常用的波浪具有良好的主动吸收造波效果.     

不规则波浪入、反射波时域分离方法

波浪的反射分析是波浪与建筑物相互作用研究中的重要课题。利用数字滤波，建立了时域分离入、反射不规则波的计算方法。数值试验结果表明，该方法可以给出入、反射波浪的时间过程，是建立吸收式造波机以及数值计算模型中吸收式入射边界处理方法的基础。     

波浪对船剖面作用的时域计算模型

为了求港口中波浪对船的作用力，用边界元数值求解复速度势建立了波浪对船剖面作用的时域计算模型，采用满足运动学和动力学条件的半拉格朗日法跟踪流体的自由表面。推导了适用本数值模型的辐射边界条件，此边界条件和海绵层边界条件组成的出口边界条件，可以使波浪很好地被吸收或传播出去。数值计算结果和实验结果对比表明此模型能精确模拟波浪对船的作用力。     

任意入射电磁波在不均匀等离子体的传播

用两点边值问题的方法,数值求解了任意入射角的平面电磁波在任意极化方向的任意平面分层不均匀等离子体中的反射与透射;通过建立任意分层介质的物理模型,给出了电磁波的统治方程;在假设电场垂直与平行于入射面的2种条件下,运用IMSL的子程序BVPFD计算给出了数值结果.数值结果显示:当归一化频率小于1.3时,大部分反射,小部分透射;而当归一化频率大于1.3时,则小部分反射,大部分透射.     

声波在固体-多孔媒质界面上的反射和折射

本文介绍了流体饱和的多孔媒质中声波传播特性,较详细地讨论了声波从各向同性固体入射到多孔媒质界面时反射波、折射波势函数与入射波势函数的振幅比,计算了各种波所携带的声功率在入射波声功率中所占比例.本文的数值计算虽然限於高频,但所提出的方法可应用於任何频率的声波.     

Phase difference and interference between reflected cylindrical wave and head wave at a liquid/solid interface

The reflected field of pulsed cylindrical waves from a liquid-solid interface is studied by the numerical method and the experimental method. The reflected field is calculated and shown in gray pictures. The calculated incident angles θ _n (n=1, 2, 3,…) of a series of minimums (or nulls) on the reflected wavefront are presented. The measured angle of the minimum from Schlieren photograph is consistent with that by calculation. The appearance of minimums is explained by the interference between the reflected wave and the head wave, and by the radiated dissipation of the head wave. The leading phase angle of the head wave to the reflected wave is proved to be about 3π/4 by the numerical calculation.     

耦合横向和微旋转波的界面反射与折射

基于广义微极磁热弹模型讨论了两微极弹性固体介质平面界面上耦合横向和微旋转波的反射与折射问题.利用两微极弹性固体平面分界面上位移和应力连续条件,建立了反射与折射波振幅的线性系统方程.数值计算给出各类反射、折射波振幅随耦合横向和微旋转波入射角的变化关系曲线.研究了热松弛时间对反射和折射热波、纵向位移波、耦合横向和微旋转波的振幅比的影响.结果表明,热松弛时间对热波、纵向位移波影响显著,而对耦合横向和微旋转波影响很小.     

长持时爆炸冲击波作用下钢梁动力响应分析

大规模爆炸时引起的长持时平面爆炸波会造成结构的整体破坏,这与接触爆炸或近场爆炸的破坏模式有显著差异,但相关研究不多。为研究长持时冲击波作用下钢梁的动力响应,首先基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了大型数值激波管模型,然后采用该数值激波管得到作用在钢梁上的反射超压时程,最后通过显示动力学方法研究了冲击波入射方向、持时、超压等参数对钢梁破坏模式的影响规律。结果表明：本文提出的数值激波管模型能较好的模拟长持时爆炸波的绕射现象,可得到可靠的反射超压和冲量时程;随着冲击波入射角度的增加,简支钢梁跨中位移增大;冲击波超压峰值相同时,随着持时的增加,简支梁跨中的最大位移有增大的趋势,而最大位移的增长速率则会变缓;简支钢梁在长持时爆炸冲击波作用下容易发射受弯破坏,而梁跨中翼缘板会出现局部屈曲现象。     

求解电磁波在层状有耗介质中反射和透射的精细积分方法

层状体系分界面处,电场与磁场的水平分量连续,为了便于匹配分界面处的边界条件,将频域麦克斯韦方程化为只含有电场与磁场水平分量的一阶常微分方程形式.采用基于两端边值问题的精细积分方法,分析了电磁波在层状有耗介质中的反射与透射问题.把控制方程按边值问题求解,可以避免在运算过程中出现指数矩阵相乘的大数溢出问题.将数值计算结果与广义传播矩阵方法加以对比,结果显示,精细积分方法具有更好的精度和数值稳定性.     

矩形波导时域仿真中的激励源设置和参数提取

文章采用时域有限差分方法对矩形波导的多模截止频率和不连续性问题进行了分析,提出一种新的电磁流激励和电磁能量提取方法,求解矩形波导的截止频率,与单一的电流源激励方案相比,该方案能更有效地激励多种模式;为了在一次计算中抽取宽频带的散射参量,引入特征阻抗的概念用于分离入射电压波和反射电压波;通过对部分填充介质的三维WR-3矩形波导的数值实验,证明了该散射参量计算方法的可靠性。