粗糙裂隙内涡旋结构演化特征及影响因素分析

为探究粗糙裂隙内细观流动结构演化过程及影响因素，用COMSOL Multiphysics可视化了不同条件下粗糙裂隙渗流场中的流动结构.基于响应面法建立多因素与涡旋结构面积的二阶多项式回归方程，并进行了方差分析和显著性检验，探讨多因素间交互作用对裂隙内涡旋结构的影响.结果表明：粗糙裂隙内细观流动结构演化过程包括涡旋结构发生、发展、破裂和稳定；回归模型的显著性和适应性良好，可以较为有效确定影响因素的重要程度；多因素交互作用对涡旋结构的影响程度中平均开度最大，速度次之，裂隙粗糙度最小.研究结果对揭示裂隙非线性渗流细观机理有重要意义.     

中心力场中的电子涡旋

电子涡旋波最早是在轨道角动量守恒的系统中被发现.对于轨道角动量不守恒的系统,涡旋波的存在与否尚不清楚.以相对论情况下的中心力场中的电子为例,构建了在轨道角动量不守恒但总角动量守恒的情况下,当携带固定总角动量的电子沿z轴传播时,对此时系统所对应的电子涡旋波进行微扰求解;并结合Foldy-Wouthuysen(F-W)变换,说明了在相对论情况下,中心力场下携带轨道角动量的电子沿z轴传播时确实存在涡旋解,同时展示了相对应的涡旋波解和螺旋等相位面.     

融合无人机线型测量与振动测试的桥梁状态评估

基于无人机摄影测量及随机振动测试的方法，探索在不封闭交通条件下进行桥梁状态评估的方法. 以长沙市某大桥为例，通过采用结构识别理论与无人机倾斜摄影技术分别对桥梁线型、桥梁病害、动力特性进行研究.利用无人机三维倾斜摄影技术重建目标桥梁三维实景模型并通过点云模型提取桥梁线型，将无人机测量线型与水准测量线型以及设计线型进行对比，研究发现线型差值的平均值为0.034?m，平均相对挠度值为L/12705（L为桥梁跨度），标准差为0.035?m，两者结果较为接近，验证了无人机测量桥梁线型的可靠性，也验证了运营桥梁期间外观尺寸无显著改变. 利用小型无人机技术对目标桥梁辅助进行外观质量调查，调查桥墩病害和支座损伤特征，结果表明桥梁无结构性损伤. 通过对结构进行环境振动测试，以行车、风等荷载作为激励，利用复模态指示函数（Complex Modal Indicator Function，CMIF）法捕捉结构模态参数（频率、振型、阻尼比），对比10?年前历史基线模态数据并综合考虑环境温度影响，判断该桥结构刚度无明显下降. 研究表明采用“无人机三维建模线型测量+无人机病害调查+随机振动测试”的桥梁健康状态的综合评估技术具有可行性、经济性及实用性.     

活性粒子的运动属性和堆积密度诱导多种涡旋模式及其转变

涡旋运动广泛存在于不同尺度的活性物质中，是一类典型的自组织集群行为。本文实验研究了3种不同运动模式的活性粒子，在受限容器中产生不同类型的涡旋行为及转化。发现活性粒子的涡旋受到粒子堆积密度和运动属性的影响，具有多种涡旋运动模式。在低中粒子堆积密度时，随着粒子运动性质变化，涡旋行为从瞬态涡旋过渡到相对稳定的时空涡旋，最终形成非拓扑保护的边界流涡旋。而在高堆积密度时，涡旋模式从拓扑边界流转变为时空稳定的体涡旋，直至最终的非拓扑边界流涡旋。研究结果指出可使用外界激励调控活性粒子的单体运动性质，从而改变粒子集群运动特性，这既为活性粒子的涡旋运动提供了更丰富的内涵，也为实现活性粒子集群功能的灵活切换提供了新思路。     

变截面涡旋膨胀机几何模型分析

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机，论述型线的生成方法，给出型线的一般方程，建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型，并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋膨胀机的几何模型，对比分析几何模型的优劣.结果表明：提出的新型变截面涡旋膨胀机模型不但具有传统变截面模型的优点，而且可以大幅度减少计算量，并在一定程度上丰富了变截面涡旋膨胀机的种类，为开发高性能的涡旋膨胀机提供借鉴.