一道质点动力学例题的讨论

在程守洙、江之永等同志主编的《普通物理学》第一册第146页上,有如下一道例题: 一绳跨过一定滑轮,两端分别拴有质量为m和M的物体(如图所示).M大于m,M静止在地面上.当m自由下落h距离后,绳子才被拉紧,求绳子刚被拉紧时,两物体的速度及M能上升的最大的高度. 该书对这道题的求解作如下的概述     

声波测井资料在平均速度场中的应用

在平均速度场研究中很少利用声波测井资料,这是因为声波测井资料本身的缺陷所致。通过对声波漂移值计算、声波漂移校正和声波浅层补偿时间计算,将声波测井资料校正为接近VSP精度,从而可用于平均速度场中对速度谱速度进行标定。应用该方法在XJ地区建立的平均速度场,经两口新井的VSP检查,最大绝对误差为54 m/s,最大相对误差小于2%。     

一种改进的阴影映射算法

使用动态、静态两种类型深度纹理相结合的方法对传统阴影映射方法进行改进.在渲染复杂场景时,对静止物体应用静态深度纹理,对运动物体应用动态深度纹理,计算阴影时两种深度纹理取最小值再与当前深度进行比较.该方法需要在渲染过程中实时监测场景中物体的运动和静止状态,将不同状态物体的深度信息记录到不同类型的深度纹理中.实验结果表明,该方法在复杂场景下渲染速度明显提升,改进了虚拟现实场景渲染的流畅度.     

空间物体定位的机器人手-眼视觉标定方法

提出了一种用于空间物体定位的机器人手-眼视觉标定新方法。该方法用一恒定变换矩阵描述末端执行器坐标系与机器人坐标系的对应关系,并假定在标定过程中,物体至摄像机的距离保持不变,将三维定位的问题简化为二维问题处理,极大地减少了计算量。当未端执行器的位置变化时,不需要对系统进行重新标定。     

用于发射超高速弹丸的浮动串联双药室技术

为使常规火炮发射1 kg弹丸的炮口速度在2 000 m/s以上,该文提出一种浮动串联双药室火炮发射技术。分析了该发射技术的工作原理和发射过程的4个不同阶段,建立了发射过程的经典内弹道模型,并进行了数值模拟,求解出采用该技术发射时各弹道参数的压力-时间和速度-时间变化规律,分析了双药室装药种类和装药量、药室间的破孔压力、弹丸启动压力对弹丸炮口速度的影响。研究结果表明,当第二药室装1.2 kg 5/7火药、药室间的破孔压力为100 MPa、弹丸的启动压力为180 MPa时,弹丸获得最大炮口速度2 547 m/s。     

认识牛顿定律的本质

牛顿三定律是指导我们解决宏观低速运动的理论基础,从定律的建立到现在已近300年了,但人们对它的理解和认识尚在逐步深化,并存在一些分歧观点.例如有的书上写道:“应该指出第一运动定律是可以作为一个特殊情况而包括在第二定律中的,因为如果:=0.则=0.换言之,如果作用在物体上的合力为零,则物体的加速度为零,所以在外力不存在时物体就以恒定速度运动或处于静止状态,(零速度)这正是第一     

启动压力梯度确定井距和判断油井压裂的新方法

低渗透油藏最大的特征是存在启动压力梯度,其流动为非线性渗流。在一定的井距、生产压差情况下,启动压力梯度决定油藏多大范围内原油可参与流动,这直接影响油田的采收率。根据弹性渗流理论,以油井最大产量生产时产生的压力波传到油藏内某处,其压力梯度正好等于启动压力梯度时离油井的距离作为最大泄油半径,从而建立了计算最大井距的数学模型。根据压力在压裂裂缝中的传导特征,提出了判断油井是否需要压裂和计算最小压裂缝长的方法。对2个油区6个油田的41口油井计算表明,最大井距为(4~449)m,约68%的油井需要压裂,最小压裂缝长为(2~73)m。结果与实际情况的一致性较好,表明该方法具有较高的可靠性和实用性。     

基于Mask R-CNN的物体识别和定位

为了让机器人能识别物体类别、探测物体形状、判断物体距离,提出一种基于Mask R-CNN模型的双目视觉的物体识别和定位方法。该方法利用Mask R-CNN处理双目图像,对每张图像进行物体识别和形状分割,然后利用神经网络特征对双目图像中的相同目标进行匹配。以物体形状为依据,使用最近点搜索算法估计视差并计算距离。实验结果表明,该方法能够以准实时的速度进行物体的识别和定位,与传统的依赖计算全局视差图的方法相比,在速度和精度上都有提高。     

新型大跨径装配式重载轻便桥的动力性能分析

为了研究新型大跨径装配式重载轻便桥的固有特性和动力性能,利用ANSYS软件中的beam188单元和2种材料模型模拟铝合金和复合材料,建立了该轻便桥的有限元分析模型,并采用Lanczos法对其进行模态分析,得到了轻便桥的前6阶振型和扭弯基频比;开展了55t重载车辆以7 m/s速度通过桥梁时的时程分析,计算得到桥梁跨中最大挠度约为0.36m,并生成该过程中各主要构件的应力时程曲线。分析结果表明,该轻便桥具有较好的抗风性能,重载车辆以设计通行速度过桥时不会引起桥梁共振,且桥梁跨中最大挠度在设计控制指标的范围内,桥梁各杆件都能满足受力要求。     

关于物理竞赛试题中一类力学问题的讨论

针对物理竞赛试题中一类力学求最大速度问题的错误解答,用中学物理和导数的知识进行定性分析并通过数值计算,求出了物体的最大速度,从而得出结论:试题中两物体不可能同时处于受力为零的状态,速度不可能同时达到最大值,纠正了这类试题的错误解答.     

小木球在固液两相流中上升规律研究及Magnus力测量

提出了一种可视化实验和计算机图像处理技术,目的是研究小木球在静止液体中自由上升的规律和测量Magnus力的大小．实验结果表明,不同小木球在开始上升后的很短时间内,水平方向和竖直方向的速度分量都会达到一个稳定的最大值,随后以这个最大速度匀速上升．小木球处于稳定上升阶段时所受Magnus力的大小是在对小木球的竖直方向和水平方向速度分量的大小及小木球自旋角速度大小测量之后通过计算得到的．     

塔式尿素造粒粒径分析

塔式造粒是当前生产中小颗粒尿素的主流工艺。根据塔式尿素造粒的物理过程,分析了形成液滴的液柱的受力情况,建立了液柱临界长度、最大液滴直径的计算模型。模型计算与实验数据吻合得较好,可以用于工程计算。利用该模型,分析了喷口直径和各种操作条件对液滴直径的影响,发现喷孔直径和喷孔所在处切向旋转速度对最大液滴直径的影响明显,而喷孔液流速度影响较弱。塔体通风气流速度在低于1.5m·s~(-1)时影响较小,高于1.5m·s~(-1)时影响显著。在一定范围内,可以通过调整喷孔直径和喷孔所在处切向旋转速度来提高液滴最大直径,但是液滴在造粒塔中下落冷却固化过程中可能出现二次分裂,根据临界Weber数发现塔式尿素造粒的最大直径约是4mm。     

一种三维目标几何参数测量技术

在分析离散数据表示的三维物体体积和表面积计算方法的基础上，本文提出一种新的通过断层图象序列计算三维目标体积和表面积的方法．该方法通过断层间插值运算，使各断层间目标形状均匀变化，目标的三维表面更加接近真实情况，提高了计算精度．该方法已在微机图象处理系统上实现．文中给出了计算人体肝脏体积和表面积的实例．     

电磁制动对CSP结晶器内流动和传热的影响

采用数值模拟方法,通过计算1 500 mm×90 mm CSP漏斗型结晶器内磁场、流场和温度场分布,研究了CSP漏斗型结晶器采用不同浸入式水口条件下电磁制动对钢液流动和传热行为的影响.研究结果表明,施加电磁制动后,采用牛鼻子水口的结晶器内流股冲击深度变小,自由液面最大速度从0.231 m/s降至0.067 m/s;采用双侧孔水口的结晶器内钢液主流股向上弯曲的趋势消失,流股对结晶器窄侧壁的冲击强度减弱,结晶器上部回流钢液速度减小,自由液面最大速度从0.798 m/s降到0.140 m/s.综合比较采用两种水口时电磁制动对钢液流动和传热行为的影响,采用双侧孔水口时制动效果较好,有利于提高铸坯质量.     

环境噪声抑制的红外接近传感器设计

分析红外接近传感器的工作原理,针对红外接近传感器容易受到环境噪声影响而发生检测错误的问题,提出一种高效的环境噪声抑制方法．该方法通过光学镀膜滤波和基于时序控制的数字模拟混合减法电路,分步滤除环境噪声,达到准确接近检测目标的目的．设计了相关传感器电路,可以在太阳光或灯光光照度低于4000lx,温度低于85℃的环境下,实现25cm范围内的物体接近程度的准确测定．在相同工艺下,通过Spec-tre进行仿真,结果表明：该传感器在给定的噪声环境中工作与无环境噪声的理想情况相比,最大误差不超过1％．所设计电路已在0．35μm3VCMOS工艺下投片验证,结果满足设计指标．     

振动干涉计量的一种方法

本文介绍测量物体振动的一种新方法。该方法由相干光源照明相位板,在空间产生恒定干涉场,将振动物体置于干涉场中,记录下带有物体振动信息的干涉条纹。根据此干涉条纹可定量分析物体振动的振幅。理论分析与实验结果相符。     

W_2>W_3时三级火箭和一般多级火箭最大速度值的一般变化规律的探讨

对于两级火箭和W_2≤W_3时三级火箭,其最大速度值的一般变化规律,在[1][2]中已相应给出,从而也就给出了这些情况下最大速度方案的另一种计算方法。本文虽然只给出了W_2>W_3时三级火箭最大速度值的具体变化规律,但显见本文的方法对解决任意级火箭的上述问题也适用。所以对任意级火箭而言,不但其V_(max)(A)随A的变化规律可以写出(它是分段表示的,但每一段上都是由初等函数表示)。而且我们从中又得到了任意级火箭最大速度方案的另一种计算方法。     

浅谈相对论力学中质量与运动的关系

牛顿力学认为,质量是一个与运动无关的恒定不变的量。十九世纪末,由于接近光速的运动粒子的出现,质量与速度无关的思想与实验发生矛盾。二十世纪初爱因斯坦的狭义相对论,明确认定质量与运动有密切的关系。本文仅就相对论力学中,物体的速度、动量、加速度、动能与质量的关系作粗浅的说明。并指出牛顿力学在这方面的局限性。     

偏心叶片式潮汐能发电装置的设计及其仿真

设计了一种新型的利用潮汐能发电的偏心叶片式潮汐能发电装置,介绍了该装置的基本组成,确定了叶片装置各部分的尺寸,完成了该潮汐能发电装置的结构设计,介绍了装置的工作原理。建立潮汐能发电装置叶片的流体动力学模型,应用ANSYS软件进行流体力学分析,获得计算机模拟结果。结合流体力学理论、机械设计知识及ANSYS仿真结果,计算装置的功率与功率系数。通过理论推导,计算出该发电装置在来流速度为2、3、5、7 m/s时,该发电装置的功率与功率系数。结果表明,来流速度为5 m/s时,功率系数最大。     

调距桨锁轴拖带工况最小拖桨阻力和水动力矩

采用计算流体力学方法,对某典型5叶调距桨锁轴工况拖桨阻力以及相应的水动力矩随螺距和进流速度的变化特性进行了数值计算,分析了这些特性的流体力学机理. 数值计算基于有限体积法,通过数值求解螺旋桨周围三维黏性不可压缩流场RANS方程来模拟螺旋桨在各种工况下的流动特性. 计算结果表明：来流速度相等时该调距桨在最大正车螺距时拖桨阻力最大,其幅值约占同航速下船体阻力的80%,水动力矩也最大;在最大倒车螺距时拖桨阻力最小,其幅值约占同航速下船体阻力的50%,水动力矩比最大正车螺距时显著减小;零螺距时拖桨阻力大小居中,而水动力矩最小,接近为零. 上述结论可为船舶动力装置部分桨工况时联控曲线的设计和锁轴机构的设计提供理论参考.