土体颗粒破裂过程离散元模拟的新方法

土体颗粒的破碎对土体的宏观变形和强度性质有重要影响。数值模拟方法是研究土体颗粒破碎机理的重要手段。采用离散元数值软件PFC模拟土体颗粒的破碎。首先利用PFC内置Fish语言编写颗粒破坏准则,使得单个颗粒在满足破坏函数时破裂成为多个粒径更小的颗粒,从而实现PFC中颗粒的可破碎性,降低了传统方法"团聚颗粒"模拟颗粒破碎时建模和参数选取的复杂性。随后运用Fish编写的程序模拟土体在单轴压缩条件下颗粒破碎的过程;并对土体颗粒破碎特征进行分析。分析可知:颗粒破碎随着加载进行逐步从土体上部向下发展;土体中颗粒的破碎现象在空间上并不均匀发生,主要集中在试样的上部;加载过程中试样孔隙率的变化可以分为两个阶段,第一个阶段与颗粒的位置调整相关;而第二个阶段则与颗粒破碎相关,且第二阶段变化更为明显。颗粒破碎最终导致土体颗粒的粒径分布更为不均匀,最终形成级配较好的土体;但试样初始阶段的颗粒仍然为土体的主要成分。模拟结果与室内试验的部分成果比较,模拟结果与试验观察到的破裂现象基本一致,表明运用新方法模拟颗粒破碎过程合理、可行。     

流固耦合对油底壳振-声特性的影响研究

对于复合钢板油底壳进行了自由模态、约束模态以及流固耦合下湿模态的计算与试验,较高的一致性表明耦合模型是合理的.模态对比结果说明当油底壳盛油后,模态振型出现了变化,且整体模态频率降低.使用最小二乘法拟合了盛油前后油底壳的瑞利阻尼比例系数.结果表明润滑油对于复合钢板油底壳的阻尼影响不大.采用多体动力学计算了耦合与非耦合油底壳的振动响应,在整体幅值和变化趋势上与试验值较接近.耦合模型的振动响应在整体上略低于非耦合模型,但500 Hz前的振动峰值更突出,尤其在330 Hz附近.耦合模型在峰值频率和趋势上与试验值吻合得更好.进一步通过边界元法计算了两种油底壳模型的辐射噪声,结果显示考虑耦合后油底壳辐射声功率在3 000 Hz内显著下降,仅在333 Hz处有较高的峰值.      

五种土壤胶体对重金属镉的吸附特征研究

土壤胶体作为土壤中最细微、最活跃的部分,在土壤对重金属的累积方面起主要作用.研究不同土壤胶体对镉的吸附-解吸行为、化学形态转化等的影响,有利于摸清不同土壤类型中镉的迁移性和生物危害性,对开展区域农田镉污染修复有重要意义.本文选取蒙皂石、高岭土、针铁矿、氢氧化铝、腐殖酸五种土壤中常见的胶体,探究不同土壤胶体对镉的吸附特征.结果表明:(1)五种胶体对镉的吸附均属于单分子层吸附,蒙皂石能快速吸附大量的镉,但吸附的镉不稳定,解吸率最高;腐殖酸和针铁矿吸附的镉解吸率较低.吸附-解吸实验结果显示,五种土壤胶体对镉的保留吸附量为:腐殖酸(41.38 mg/g)针铁矿(24.95 mg/g)高岭土(19.43 mg/g)蒙皂石(15.06 mg/g)氢氧化铝(10.84 mg/g).(2)镉的形态分析结果显示,蒙皂石和高岭土吸附的镉大多以可交换态存在,针铁矿和腐殖酸吸附的镉形态较稳定,除针铁矿外,残渣态含量均较低,形态分析结果与吸附-解吸实验结果一致.(3)pH对于五种胶体吸附镉的影响程度大小为:腐殖酸针铁矿高岭土蒙皂石氢氧化铝.     

掺铒光纤放大器的均衡光滤波器设计

应用改进的遗传算法（GA）设计掺铒光纤放大器（EDFA）的均衡光滤波器,这种方法计算简单,快速,避免了用经验方法设计均衡光滤波器时的主观性,对一个典型EDFA的数值计算结果表明,通过改进的GA算法设计所得的均衡光滤波器可以有效地展宽EDFA的带宽,使加入均锋措施后的EDFA更加适合应用于WDM系统。     

二维余弦高斯光束基于魏格纳分布函数的分数傅里叶变换

基于分数傅里叶变换和魏格纳分布函数旋转的等效性,推导出二维余弦高斯光束的光强分布和束宽的解析表达式.由此表达式,研究在分数傅里叶变换面上分数阶数对此种光束变换属性的影响并且给出数值计算例.所得表达式提供了一种研究二维余弦高斯光束的分数傅里叶变换的方便工具.     

复合岩石的破坏准则

本文在假设各组分岩石遵循Mohr-Coulomb强度理论的基础上建立了复合岩石的破坏准则。所用“复合等效方法”使复合岩石的破坏准则由各组分岩石的强度参数(C_,φ_i)和几何参数(λ_i)确定,并由此论述了由复合岩石实验结果确定各组分岩石强度参数的方法。三轴实验结果表明该准则对描述复合岩石的强度特性具有相当高的精度,为成层岩体中的岩石工程计算提供了更加精确的方法。     

南海海面风与海面温度耦合模态分析

为了研究南海海面风与海面温度的相互关系,利用相关分析、经验正交函数分解、奇异值分解等方法对49a的COADS资料的南海海域的海表面温度异常(SSTA)和海表面风异常(SSWA)进行分析。SSTA的EOF1解释了总方差的50.8%,该模态与整个南海SSTA同步变化,时间系数主周期为2~3a,该系数滞后5个月,与Nino3.4指数的相关系数达到0.423;SSWA的EOF1解释了总方差的25.1%,与整个南海SSWA同向变化,时间系数的主要周期为4~8a,但与Nino3.4指数的同步相关系数只有0.04,SSTA和SSWA的SVD分析结果第一模态的方差贡献为86.7%,空间分布很好地体现了SSTA和SSWA之间的正反馈机制,左右奇异向量时间系数达到0.5,且时间系数的主要周期都为4~8a,证实了南海海域海-气耦合的主模态为ENSO模态。     

含水合物地层井壁力学状态的弹塑性解析分析

含水合物地层钻井引发井壁周边温度和渗流压力变化,可能导致水合物分解,对井壁安全产生不利影响。基于Mohrp-Coulomb准则、理想弹塑性模型以及非关联流动法则,针对含水合物地层中井壁力学分析,建立了稳态轴对称平面应变模型,考虑水合物分解对地层温度、渗流和力学特性的影响,得到了欠压和过压钻井条件下井周应力及位移的解析解答,与相同假定下有限元模型、复杂数值模型的结果吻合较好。结果表明一定范围内水合物分解范围的增大会引起塑性区显著扩展。水合物分解引起的弹性模量劣化在欠压条件下将引起塑性区范围减小,在过压条件下则引起塑性区范围增大。     

时间序列双谱在调速阀故障诊断中的应用

研究液压系统的一种新的故障检测方法,利用时间序列双谱分析实现调速阀故障诊断.根据实验分析,调速阀正常工作和出现故障时采集的振动信号的双谱存在明显的差异.由此可知,时间序列双谱分析是实现液压元件故障检测的一种有效方法.