不同端部形状的细长圆柱体的附加质量研究

基于势流理论,并结合有限单元法,研究了在流体中运动物体的附加质量.首先,通过无限域中小球及管流中作横向运动的圆柱的附加质量的计算,验证了算法的正确性.其次,着重分析了具有不同端部形状的细长圆柱体在不同直径的无限长管流中沿轴向运动时的附加质量.结果表明:在管流外半径一定的情况下,细长圆柱体的附加质量与其柱体长度成线性关系,其斜率随着圆柱与管壁间距离的减小而迅速增大;而且,当圆柱体长度远大于其直径时,其两端的形状对其附加质量影响不大.     

轴对称势流有限元分析及附加质量计算

本文将文献[1]中给出的物体在无界流体中运动时的附加质量公式推广到有界空间和半无限空间中;对于三维和轴对称流动,提出了以势函数泛函J{φ}表示的附加质量极大值原理;推导了轴对称线性三角形元的影响系数矩阵和输入向量公式;计算了圆球在无界和半无限空间中的相对速度势、绝对速度势和附加质量系数。计算结果与理论值比较,具有好的精度。     

水面下物体作任意运动的兴波阻力

本文应用流体动力学的經典理論研究了軸对称細长体在水面下作任意运动及出水时的兴波阻力,并根据小波理論和源汇法推导出流場扰动势和兴波阻力的計算公式。研究結果表明所受阻力与整个运动的过程有关。     

物体作圆锥曲线运动的时间计算

在比耐公式的基础上导出了物体在受到与距离平方成反比的有心力作用下的轨道方程.系统阐述了物体作圆锥曲线运动的时间计算问题,并给出了物体作圆、椭圆、抛物线、双曲线运动的时间计算公式.对于双曲线的情况,同时给出了引力和斥力作用下的时间计算公式.     

机械能守恒定律的实验验证

给出了物体在气轨上运动时的阻力公式,讨论了挡光片宽度的影响,给出了验证机械能守恒定律时的修正公式。理论与实验结果符合较好。     

图形二维运动的快速显示算法

从透视算法出发,根据物体运动的连惯性,导出运动图形的快速显示算法,该算法避免了频繁使用透视公式以及一些影响显示速度的手续,简化了确定动点位置的计算过程。该算法特别适合于物体的二维运动情形,对于三维运动情形在计算过程中也有化难为易的效果。     

基于解析复势的Joukowski翼型的附加质量

附加质量是影响水下运动物体受力的重要参数之一。为了高效准确地计算无限域理想流体中Joukowski翼型的附加质量,在推导出基于势流理论的流场复势解析解后,采用复变函数计算流体动能,并根据流体动能与附加质量的关系求解物体的附加质量。通过计算单个圆柱在无限域理想流体中运动的附加质量,验证了采用此方法的便捷性和准确性。运用这个动能推导公式着重研究了不同形状的Joukowski翼型以任意攻角运动的附加质量,得到翼型厚度参数R/a、弧度参数β及翼型运动方向α与附加质量的关系。计算结果表明:水平运动即(α=0)时,Joukowski翼型的附加质量随着R/a、β的增大而增大;竖直运动即(α=π/2)时,附加质量随着R/a的增大、β的减小而减小;除α=0、α=π/2外,此方法还能计算机翼以任意其他攻角运动时的附加质量,具有很好的适用性。     

图形二维运动的快速显示算法

从透视算法出发,根据物体运动（平移、放缩、旋转）的连惯性,导出运动图形的快速显示算法．该算法避免了频繁使用透视公式以及一些影响显示速度的手续,简化了确定动点位置的计算过程．该算法特别适合于物体的二维运动情形,对于三维运动情形在计算过程中也有化难为易的效果     

Lewis剖面及一般形状剖面浮在不可压缩液体中的平面拍击(Ⅰ)

本文在假設液体为无粘性的、不可压縮的、无重量的;物体在液体中作拍击运动前,液体为静止的或作无旋运动;物体在拍击阶段忽略自由面的变形,以及不考虑噴濺現象下:对Lewis剖面及一般形状剖面(在近似表达下)假定无液体脫离物体表面现象的平面拍击,作了完整的确切的解析分析与推导。求出复势的解析表达式。对Lewis剖面具体写出剖面边界上的冲击压力p_t的分布公式,算出附加质量;并取a_1=0.22,a_3=0.1具体算出附加质量值,作出冲击压力p_t的分布图。     

半圆型量子线中的电子运动

在平面极坐标系下,导出电子在半圆型量子线中运动的等效薛定谔方程,与一维自由电子运动的不同之处,方程中含有一有效势Veff.讨论了有效势只与量子线的曲率有关,而不受外加限制势的影响.并说明了没有有效势时,电子的运动不符合物体运动的基本规律.     

分层流体中物体运动尾迹的理论和实验研究

论应用数值计算和实验两种方法研究了重力分层流体中运动物体与自由面的相互作用,数值计算表明,用Rankine卵形体模拟潜艇,在通常潜艇运动的条件下,重力内波在水面上形成的尾迹较弱,但仍然具有可以识别的特征,实验研究是在静水槽中进行的,分层介质为水－盐水以及柴油－盐水两种情形,实验结果表明,物体在密度突跃层附近运动时导致自由面发生特定的变形,论还讨论了物体的位置和运动速度等因素对变形形态的影响,对密度突跃层本身的变形特征也作了描述。     

平底物体对水面的斜向冲击

结合实验研究分析了平底物体对水面的斜向冲击，提出一组计算底部砰击压力的公式，计算结果与实验结果是吻合的，提出的计算公式，对平底船的结构设计是有益的。     

轴对称体在水下狭窄管内运动时的粘性阻塞效应

本文以轴对称体势流压力分布为基础,用解析法考虑轴对称体在水下狭窄管内运动时流体粘性阻塞效应对流动的影响,导出了对势流计算结果中压力系数的修正公式,从而可计算轴对称体在水下狭窄管内运动时的压力系数。本文提出的方法可用于轴对称水下航行体管内发射研究。     

水中物体的视深度

在空气中观察放在水中的物体,物体的视深比实深浅,这是一个折射成像问题,在一般教科书中给出了定性的解释,而未作定量分析。文献[1]用分区域的方法讨论了虚像的直移和侧移的定量计算问题,但所给直移和侧移的计算公式涉及区域中对应的两个人射角和两个折射角,公式较为复杂。本文利用折射定律的微分形式,导出了水面下实深为h的物体,通过水面折射所成虚像点的位置坐标是折射角（或人射角）的单值函数。1平面折射成像平面折射成像问题比较复杂。我们知道,水下点光源向不同方向发出的光线经过水面折射,其折射光线的反方向延长线并不相…     

非线性波浪的数值计算

在有限振幅波中,为解决由于波动自由水面引起的非线性影响,可应用数值计算法。根据势波理论,波动场内的流速势 应满足Laplace方程,水质点运动速度为;其边界条件为:在水底;在自由水面,运动边界条件为V=动力边界为=f(t).当选择以波速C沿波浪传播方向移动的坐标系作为新坐标系时,自由水面边界条件可写为:设方程的解为:式中Uc为波动场内各点的水流流速(非波动流)。 上述的解,显然满足基本方程和底部边界条件。为满足自由水面边界条件,采用最小二乘方原理。对于运动边界,有S1=由此得 An=.对于动力边界,有S2其中 U2(x,Y)=｛2g(Q-Y)/[1 ()]｝,…     

关联噪声驱动下周期势中布朗粒子的迁移率

推导一维周期势中在关联加性和乘性白噪声驱动下运动粒子迁移率公式。通过对余弦势中运动粒子迁移率的讨论，得到在朗之万方程中由于乘世噪声项的加人，使余弦势中运动粒子的迁移率增大；当噪声之间存在关联，则余弦势中运动粒子的迁移率减少。     

多个白噪声驱动下一维周期势中粒子的迁移率

高阻尼条件下推导了在加性和乘性白噪声共同驱动下了一维周期势中运动粒子的迁移率公式，当周期势为余弦势时，在加性白噪声的基础上，由于周期势幅涨落导致乘性白噪声的加入，使运动粒子的迁移率增大，并且在两个噪声强度一定的条件下，运动粒子的迁移率随周期势幅的增大而减少，直至为零。     

基于势场法的路径规划

利用障碍物的势场表示提出了三维空间中移动物体的路径规划算法。首先，全局规划器从最小势谷中选择机器人的侯选路径以及沿路径使描述路径长度及碰撞机会的启发函数取最小值的运动姿态。     

多个白噪声驱动下一维周期势中粒子的迁移率

高阻尼条件下推导了在加性和乘性白噪声共同驱动下一维周期势中运动粒子的迁移率公式．当周期势为余弦势时，发现：在加性白噪声的基础上，由于周期势幅涨落导致乘性白噪声的加入，使运动粒子的迁移率增大，并且在两个噪声强度一定的条件下，运动粒子的迁移率随周期势幅的增大而减少，直至为零．     

螺旋离心泵流动损失的分析

理论基础 一、阻力公式 在流体中运动的物体必遭受流体的一定阻力,为了克服阻力,运动的物体就得付出一定的功率,这部分功率最後转变为热能,而散失在流体内。流体流经静止的物体,也有同祥的现象,不过此时物体给流动以阻力,而消耗流劫流体的能量。 表示阻力特性的一般公式通常写成: T=c_xF(1/2)ρU_0~2, (1) 此处T——总阻力,以公斤计;