有限元法对正三棱柱吸声体的模态分析

文章利用有限元法分别对穿孔板和正三棱柱进行模态分析。在分析过程中,同时改变穿孔板和正三棱柱的板厚、穿孔直径、穿孔率和材料四个参数,通过参数的改变来分析比较固有频率变化和模态分布情况。研究结果表明:改变其中任何一个参数,吸声体固有频率随阶次增加而呈规律性变化,但模态分布变化不大。在改变板厚、材料、穿孔率时,自振频率变化均比改变孔径时变化大。     

微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的应用

依据马大猷教授的微穿孔板基本理论,进行参数选择并设计了微穿孔吸声反射板结构,用于阶梯教室中,分析了这种微穿孔吸声反射板结构在阶梯教室中的声反射和声吸收的性能.     

微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的应用

依据马大猷教授的微穿孔板基本理论,进行参数选择并设计了微穿孔吸声反射板结构,用于阶梯教室中,分析了这种微穿孔吸声反射板结构在阶梯教室中的声反射和声吸收的性能。     

燃煤颗粒物三模态的有效识别

为有效识别燃煤颗粒物模态, 提出了一种新的基于Al元素粒径分布的识别方法, 结果证明燃煤颗粒物实际上呈三模态分布, 而非传统的双模态分布. 分析表明超细模态产生于无机物的气化-凝结过程, 粗模态主要由熔融矿物的聚合形成, 而中间模态主要由气态组分在细小残灰颗粒上的异相冷凝/反应生成. 对S元素粒径分布的研究进一步证明了Al元素粒径分布在燃煤颗粒物三模态识别中的合理性和有效性. 研究表明利用Al元素粒径分布不仅能有效识别颗粒物三模态, 而且能准确地定义各模态的分界粒径, 比常用的质量或体积等粒径分布具有更大的优越性, 为深入揭示颗粒物的形成机理及其物化特性表征提供了新的研究思路.     

微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的应用

依据马大猷教授的微穿孔板基本理论，进行参数选择并设计了微穿孔吸声反射板结构，用于阶梯教室中，分析了这种微穿孔吸声反射板结构在阶梯教室中的声反射和声吸收的性能。     

基于有限元法的挖掘机履带架模态分析

在挖掘机中存在很多周期性变化的激振源,如齿轮的啮合、辊子回转过程中的冲击振动等。如果挖掘机某一零部件的固有频率与上述激振源的频率重合或成整数倍关系时,这个零部件就有可能会发生共振,严重时造成零部件破坏或挖掘机不能正常工作。履带架是挖掘机的主要支承部件,如果履带架发生共振,将会造成严重的后果。因此,在挖掘机设计时,有必要了解履带架的固有频率和振型,利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析,避免作业时产生振动过大的情况。     

北半球环状模异常时温度场异常的成因再探讨

关注1~3月的北半球环形模态正异常时, 相应的温度异常的原因, 对北半球环形模态正异常时纬向和经向风的异常、由风场异常带来的温度平流异常进行了详细分析. 分析结果表明: 北半球环形模态正异常时, 纬向风和经向风都伴随有强烈异常, 由二者共同带来的温度平流异常是伴随着北半球环形模态异常时温度异常的主要原因. 纬向风异常带来的纬向温度平流异常是北大西洋和白令海降温趋势的主要原因, 而经向风异常带来的经向温度平流异常则是对美国的升温趋势, 加拿大和欧洲南部的降温趋势的主要贡献因素. 以上两者都会造成欧亚大陆北部的增温, 二者共同作用使得这个区域成为北半球环形模态正异常时增温最为明显的区域.     

梯度折射率超材料透镜

超材料是由人工设计的、具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构,有负等效质量密度、负等效弹性模量、负折射率等特性.声子晶体超材料是一种具有周期性结构的超材料,其布拉格带隙或局域共振带隙的存在使处于禁带频率下的声波或弹性波进入声子晶体后无法在其中传播.其能带特性可以通过设计进行调节,使通带频率下的声波或弹性波进入具有特定结构的声子晶体后,实现成像、聚焦以及定向传输等对波传播的极端控制功能.梯度折射率超材料是一种折射率随空间变化而变化的结构.梯度折射率透镜由局部非均匀结构组成,其折射率是空间坐标的函数.波在透镜中会沿着弯曲的轨迹传播,可以通过适当的设计实现对波的弯曲、偏转和聚焦等功能.梯度折射率的设计可以通过改变局部晶体单元的性质实现有效折射率的梯度分布,如改变声子晶体的晶格尺寸、散射体的填充率、散射体的材料等.此外,梯度折射率超材料透镜能够通过设计在宽频率范围内精准聚焦波,从而实现能量采集等工程应用.本文从光学理论原理、透镜设计及其应用三方面展开介绍,首先对理论基础以及目前构建梯度折射率器件的几种方法进行总结,然后从透镜的应用角度介绍几种典型案例,最后对透镜的未来研究作出展望.     

三参数冰相云微物理方案的构建及在单柱大气模式中的应用

云微物理的参数化对天气及气候的准确模拟至关重要,其中云粒子谱分布特征通过改变云演化发展和云辐射效应,必然进一步影响气候模拟.目前广泛使用的双参数云微物理方案,无法预报云粒子谱分布的谱形参数,阻碍了气候模式对云物理过程的准确描述.鉴于此,本文在单柱大气模式SCAM5.3(Single Column Atmosphere Model,Version 5.3)中增加雷达反射率因子的预报方程,构建了三参数冰相云微物理方案,实现了冰晶粒子谱分布谱形参数的预报.利用该模式,模拟了大气辐射观测计划在1997年夏季实施的为期29 d的观测个例(ARM97),分析了双、三参数方案对云量和辐射的模拟差异.结果表明:首先,三参数方案预报的冰晶粒子谱的谱形参数主要集中在0～4,峰值在2左右,至少有85%的μ都大于默认的0.其次,与双参数方案相比,三参数方案对云量的模拟更接近观测;利用辐射通量密度的观测值进行评估,发现无论是短波还是长波辐射通量密度,三参数方案的误差都比双参数方案小.最后,揭示了三参数方案对云量和辐射模拟效果的改进机理:主要是因为三参数方案减弱了冰晶到雪的自动转化过程,增强了冰晶凝华增长过程,从...     

基于金相图片输入的功能梯度板件力学分析

建议一种细观元方法, 将材料金相图片信息替代传统力学分析的材料参数输入, 来进行力学行为分析, 完成材料细观结构与构件宏观响应间跨尺度分析. 细观元法在结构的常规有限元内部设置密集细观单元以反映材料细观构造, 又通过协调条件将各细观元结点自由度转换为同一常规有限元自由度, 再上机计算. 此方法可实现材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析, 而计算单元与自由度又等同一般常规有限元, 为解决具有细观结构新材料与构件跨尺度分析提供一种新的有力工具. 直接从材料金相图片提供的复杂细观结构图形出发计算功能梯度板件力学响应, 给出了宏观力学量三维分布形态以及细观骨架上等应力线走向图.