脉冲波在非色散、非耗散弹性媒质中的机械能和动量

本文通过机械能、机械动量流动的观点,依据波传播的线性理论,审查了在一个绷紧不变的弹性弦上或在一个纤细弹性杆中传播的脉冲波。本文建立了能量和动量流动的连续性方程,还导出了波位移的两个边界条件。并且仔细检验了一个重要的特殊情况:就是任意形状的小振幅脉冲通过一个均匀狭窄媒质传输进入到另外一种线性质量密度媒质的状况。本文获得了瞬时入射、反射和透射波脉冲的机械能和动量,并且证明此机械能和动量分别为运动常数。     

角动量和赝角动量的拓展讨论

的“牛顿”动量 R d 摘 要 : 本文拓展了场论中对角动量与赝角动量区别的讨论,指出在 Streib 文章中经常提及的 角动量表达式只适合于非线性系统,同时给出了 Navier-Cauchy 方程所描述的线性弹性系统所对应 的转动对称性以及角动量表达式。通过把研究弹性波的方法运用于电磁理论,本文认为光场角动 量的正则表达式和 Belinfante 表达式实际为赝角动量。最后,得到了自由电磁波在真空传播过程中 3 xE 和角动量 R d 3 x(r × E) 。     

点源激励电磁波在球空间时变媒质中的传播解

研究点源激励电磁波在高维空间时变媒质中的传播解.根据相应的边界条件,建立了球空间时变媒质点源激励的非齐次波动方程及媒质突变后的齐次波动方程.利用传统的分离变量法得到了该组方程的解,并且对一维情况下的解进行了作图验证.由解可见,媒质突变后波分裂为前向行波和后向行波,前向行波即为辐射波,后向行波向激励源传播,这就是通常的能量聚焦现象;此外,媒质突变时刻的前向行波和反向行波会发生频率改变,称为频率偏移现象.     

论运动媒质中的声波

本文分析了静止媒质中的声波定律是否适用于运动媒质系统,结论是:静止媒质中的平面声波传播方程适合于以任何可能速度运动的运动媒质,而Snell的声波定律则不适用于运动媒质系统。文中还讨论和分析了入射超声、反射超声和折射超声之间的能量分配比例。稳定行波定向超声声束每单位时间各自传播的能量和媒质系统中所吸收的能量与媒质系统的运动速度无关。一个入射定向超声脉冲及其在媒质运动系统中所产生的诸次级定向超声脉冲的能量则较静止媒质为大,但能量分配的比例与媒质系统的运动速度无关。     

超声临界角侧波速度测量方法的研究

声速(SOS)是描述声波在媒质中传播特性的一个基本物理量,通过媒质中声速的测定,可以了解媒质的特性或状态变化.基于临界角侧波原理的超声速度测量方法是声速测量方法中的一种,但现有的临界角侧波测量方法精度较低,适用范围小,在测量声速时易受干扰.为此提出了一种新的基于临界角侧波理论的定量超声速度测量方法,该测量方法引入了一个新的参数———倾斜角补偿时间,该参数通过接收时间的差值求得.通过引入该参数,本方法在实际测量中提高了测量精度.     

机械能流密度矢量

本文通过对连续媒质内机械能流转移的分析,引入机械能流密度矢量S,并讨论了机械能流在动力学系统中的一些应用。     

生物体中受激传导的孤波模式

本文从激发媒质非线性动力学方程出发，证明了在生物体中受刺激而产生的脉冲讯号可以孤波的模式传播，从而实现稳定的长距离信息传递．指出了这种孤波在生命过程中具有重要意义并讨论了与经络之间的可能联系．     

波在非均匀媒质中传播时的解

该文从声场方程出发推导出波在非均匀媒质中传播时的波动方程,并利用WKB近似法得出声波在空气中传播时波函数的表达形式,为研究声波在非均匀媒质中的传播提供了一种近似解。     

波在非均匀损伤介质中的传播

对弹性波在非均匀损伤介质中的传播理论进行了研究.利用走时变换,建立了非均匀损伤介质中波动方程的一般形式;通过非均匀损伤区两端界面处力的平衡条件和位移相容条件对方程式进行求解.对带状渐增和渐减的非均匀损伤介质中波的传播进行了实例计算分析,讨论了弹性波在非均匀损伤介质中传播的一般性质.     

矿岩散体振波的传播与能耗的研究

本文运用波动理论所确定的弹性及粘弹性介质的波动方程,分析推导了P波和S波的传播速度与衰减系数公式,探讨了矿岩散体中波的传播规律及波动机械能的表达式,并对振能在矿岩散体中衰减的原因进行了较全面的剖析。理论分析与有关试验结果得到了相互印证。     

弹性波在两种液体饱和多孔介质界面上的反射和透射

Biot理论用来研究弹性波在两种液体饱和多孔介质界面上的反射和透射,考虑到斜入射时模式转换的一般情况,对相当普遍的一组边界条件计算了能量反射和透射系数与入射角的关系。给出了一个数值解的例子。     

均质细环中的机械纵波

导出了均质细环中机械纵波的波动方程,给出不同边界条件下细环中可能存在的机械纵波.     

滑移流区平行平板微通道内单侧加热流动与换热

对一侧等热流、一侧绝热热边界条件下,流动与热充分发展的平行平板微通道在滑移流区内层流流动与换热进行了理论分析,研究了槽道内速度场与温度场的分布、换热特性,以及Kn、动量协调系数、热协调系数的影响.     

点头鸭式波浪能采集装置的数值模拟

为优化波浪能采集装置,以FLUENT软件为平台,建立了“点头鸭”和波浪水槽模型,对“点头鸭”在稳态均匀流和非稳态规则波作用下的水动力学特性进行了数值仿真。水槽中的规则波采用推板造波的方式生成,自由水面的追踪采用VOF方法确定。模拟得到了两种水流环境中“点头鸭”在受来流冲击时,鸭体所在区域的压力分布、速度分布以及鸭体所受波浪力的变化规律。结果表明,在均匀来流环境下,来流速度越大,鸭体所受波浪力越大,且随攻角增大而增大的趋势越发明显;在规则波环境下,鸭体所受波浪力近似呈周期性变化,其大小与攻角角度有明显关系,但并非呈单调变化。在所研究的工况中,攻角为60°时,鸭体所受的波浪力最大,此时“点头鸭”装置具有最大的可发电机械能。     

钢纤维混凝土桥面铺装层的细观应力破坏分析

基于复合材料力学和线弹性断裂力学,简化了桥面铺装层及桥面板体系的力学模型,建立了修正的剪滞控制方程组.将模型裂缝区及远场的应力、位移条件合理转换为所建立计算模式的求解边界条件,进而得到了桥面铺装层和桥面板各子层的位移分布函数.运用能量法则,考虑温度效应对桥面铺装层的影响,得到了桥面铺装层破坏应力的解析解.运用该计算模式对某桥桥面铺装层的破坏进行了仿真分析,证实了该方法的适用性.     

A mathematical model and numerical simulation of pressure wave in horizontal gas-liquid bubbly flow

By using an ensemble-averaged two-fluid model,with valid closure conditions of interfacial momentum exchange due to virtual mass force,viscous shear stress and drag force,a model for pressure wave propagation in a horizontal gas-liquid bubbly flow is proposed.According to the small perturbation theory and solvable condition of one-order linear uniform equations,a dispersion equation of pressure wave is induced.The pressure wave speed calculated from the model is compared and in good agreement with existing data.According to the dispersion equation,the propagation and attenuation of pressure wave are investigated systemically.The factors affecting pressure wave,such as void fraction,pressure,wall shear stress,perturbation frequency,virtual mass force and drag force,are analyzed.The result shows that the decrease in system pressure,the increase in void fraction and the existence of wall shear stress,will cause a decrease in pressure wave speed and an increase in the attenuation coefficient in the horizontal gas-liquid bubbly flow.The effects of perturbation frequency,virtual mass and drag force on pressure wave in the horizontal gas-liquid bubbly flow at low perturbation frequency are different from that at high perturbation frequency.     

Reflection of plane electromagnetic waves from the surface of a perfect conductor moving in an arbitrary direction

The reflection of plane electromagnetic waves (TE wave and TM wave) from a perfect conductor which moves in an arbitrary direction is investigated. Based on Maxwell’s equations and the boundary conditions for moving boundary, the relation between the field vectors of reflected and incident waves, and the reflection coefficient are derived. The energy balance between incident and reflected waves, the force exerted by electromagnetic waves to the moving conductor are also discussed and some new conclusions are suggested for notice.     

多参数耦合作用下海洋立管动力响应实验

为探究多参数耦合作用下的海洋立管动力响应,设计并开展了海洋立管动力响应模型实验。模型实验的主要研究参数分为立管设计参数与流场参数。立管参数：弹性模量,边界条件、顶张力,流场参数：流速和波浪参数（波高及周期）。综合考虑五种参数进行实验室的海洋立管模型实验,模型材料选取了铝（Al）和有机玻璃（PMMA）,分别定性的对应金属立管及纤维复合材料增强海洋立管;边界条件采用两端铰接（S-S）和铰接-固接（S-F）;顶张力选取 10N和30N;外流速采用 0.3m/s和0.7m/s;波浪考虑波浪的大小分别选择周期为1.0s波高为5cm的小波浪和周期为2.0s波高为15cm的大波浪。实验研究了立管模型在 32种不同工况参数搭配下的动力响应情况,通过对实验数据分析,得出了多参数耦合作用下各参数对海洋立管的影响效果。结果表明：立管振幅与弹性模量、约束数量以及顶张力的大小成反比,与流速及波浪大小正相关,特别是在垂直来流方向,直接影响立管是否发生明显的涡激振动。     

电磁场的能量和动量

通过分析匀强磁场中平行板电容器内导体棒的运动，把电磁场的能量和动量这两个较为抽象的概念具体化．运用这一简单的模型分析并论证了电磁场具有能量和动量，且可与机械动能和动量相互转换，在转换过程中遵循守恒定律。