非线性Duffing方程自由振动频率解分析

应用Gauss-Chebyshev求积公式求解了Duffing方程的自由振动频率,得到了高精度近似计算公式。对Duffing方程精确椭圆积分频率解进行了数值计算,以此结果为基准,通过绘制多种典型方法得到的Duf-fing方程自由振动频率解的频率-振幅曲线,定性分析了各公式的精度。以Duffing方程特征振幅为基准,定量分析了各公式的计算值及其相对误差,指出基于Gauss-Chebyshev求积公式的Duffing方程自由振动频率解表达式具有形式简洁、精度高的优点,其优势在大振幅情况下以及软弹簧系统中更为明显。最后指出,现有的频率解在计算精度方面存在一定的差异,有的适合软弹簧系统,有的适合硬弹簧系统,应注意区分它们的适用范围,而应用Gauss-Chebyshev求积公式得到的结果则具有普适性。     

圆锥壳方程的二次渐近解

本文由旋转壳的一对二阶常微分方程得出圆锥壳的复变量方程,利用渐近积分法推导出方程的一次近似解和二次近似解。二次近似解达到薄壳理论所具有的精度,一次近似解也具有足够精度。对于所取算例,本文解的计算结果与已有的Kelvin函数解的结果符合良好。但本文解为有限形式的简单表达式,便于计算应用。     

高超音速化学平衡流粘性激波层数值计算

本文给出了层流化学平衡粘性激波层方程对于细长解析体的数值解。这些求解结果是通过空间步进方法得到的,并且与参考文献里的计算结果作了比较,以估价该方法的精确度。结果表明,这种控制方程完全耦合求解的方法能够给出相当精确和稳定的结果,这些结果与参考文献的计算结果相当吻合。     

预处理方法在低速粘性流动中的应用

用时间相关法、LU SGS隐式求解经过预处理后的二维可压Navier Stokes方程 ,数值模拟了低速情况下不同马赫数、不同雷诺数的驱动空腔流动。为了使时间相关法能应用于计算低速流动及加快收敛 ,在控制方程的时间导数项前乘了一个预处理矩阵 ,实现了对方程的预处理。数值模拟结果表明 ,预处理确实加快了计算的收敛性 ,而定常解却没有改变。所得结果与可能的计算结果进行了比较     

小波边界元法

将边界上的函数展成小波级数,利用循环矩阵方法,从核函数边界上的值,得到离散的积分方程系数矩阵,求解未知的小波级数系数,从而得到边界积分方程近似解,文中计算了一个二维拉普拉斯方程的解。     

坦克外部磁场的一种计算模型

将坦克的几何形状近似为一个空心长方体和一个空心旋转椭球体的组合,参考旋转椭球模型的计算结果,利用磁场叠加原理,通过解磁标势在直角坐标系中的拉普拉斯方程,建立了坦克外部磁场分布的计算模型,为坦克外部磁场的计算,提供了一种途径。     

弹道导弹弹头再入参数的解析解研究

针对弹头再入运动的特点,建立了旋转圆球地球模型下弹道导弹弹头再入运动的简化方程,通过将大气密度、地球引力和弹道倾角分层计算,同时结合气动阻力系数的两种解析计算模型,推导出了计算弹头再入参数的解析解。仿真计算结果表明,解析解非常接近数值解,能够较真实的反映弹头再入运动的客观情况。     

多波长相关性技术在激光大气通信中的应用

利用激光通信距离方程和多波长激光大气传输反演技术,计算分析了多波长激光在不同气象条件下对目标的最大通信距离,提出了一种用于求解通信距离隐函数方程的新算法.该算法在求解通信距离隐函数方程时,明确了不同工作波长激光的大气透过率是距离的函数;然后,利用神经网络反演模型计算得到多波长激光大气消光系数,并代入隐函数方程进行线性插值和迭代求解;最后,采用简化的数值计算方法对迭代初值进行预测.仿真结果分析表明:该算法能够快速地得到精确数值解.     

收缩管道装置层流热边界层理论及应用研究

研究了收缩管道装置层流热边界层理论及其应用。对于速度边界层提出了相似性解的解析结果,给出了速度分布、边界层厚度、摩擦阻力和水头损失的解析计算表达式。对于温度边界层利用管道热边界层方程,推出了温度分布、温度边界层厚度和热流量的计算关系式,并给出了设计应用实例。     

N.S.方程差分格式研究(一)

本文是数值解可压流N.S.方程差分格式研究的第一部分.用显式MacCormack格式和隐式Briley-McDonald格式解拟一维粘性喷管流场,进行了数值实验;分析时间相关法解守恒型N.S.方程时数值边界条件近似处理方法及其对解的影响,并对守恒方程的特点等问题作了探讨,也对显、隐格式的计算作了对比.所得的结论对于用显式或隐式差分格式解实际流动问题时,会有一定的指导作用.     

A fast-running method for blast load prediction shielding by a protective barrier

This study presents a simplified blast load prediction method on structures behind a protective barrier. The proposed method is basically an empirical approach based on Kingery-Bulamsh (K-B) chart and finite element (FE) analysis results. To this end, this study divides the structure into three regions by three critical points. Blast loads at each critical point can be calculated based on K-B chart and an approximation according to FE analysis results. Finally, peak reflected overpressure and impulse distributed on the structure can be approximately estimated by linearly connecting blast loads at each critical point. In order to confirm a feasibility of the proposed method, a series of numerical simulations were carried out. The simulation results were compared with FE analysis results which are presented in the open literature. From such comparisons, it was found that the proposed method is applicable to predict blast loads on structures behind a protective barrier.     

基于节点方程的舰船电力系统数学建模

针对舰船电力系统的特点,建立了发电机、电动机等负载的电流微分方程组,并推导出其导纳、剩余电流微分量的表达式.根据基尔霍夫电流定律,建立了基于节点电流微分平衡关系的节点方程.在系统数学建模基础上,得到了舰船电力系统动态过程的计算方法.     

一个分析与计算曲面结构的有效方法

给出了一种分析计算CAD曲面模型的数值方法。该方法将构成CAD模型的曲面片视作计算单元(面素单元),建立各面素单元的控制方程,再结合CAD曲面模型的流形特征组装各个单元控制方程以求整体解。面素单元的控制方程可根据问题的求解目标分别利用有限元—边界元耦合、有限元—无单元及其他耦合形成。结合线弹性问题的求解,系统地介绍了面素单元法的单元划分与处理、单元控制方程建立等核心环节。还给出了一个分析三倒圆过渡面静载荷变形的实例及其与ANSYS对照的结果。     

用时序展开法求解瞬时无耗传输线方程

本文用时序展开法直接在时域中求解了任意终端和输入端时无耗时变传输线方程。给出了这个问题的一般解。此方法简单,结果的物理意义明确,对分析准行波系统的时域问题具有一定的参考价值。     

模式转换器耦合波方程组的微波网络矩阵解法

求解具有边值条件的耦合波微分方程组是研究变截面波导或弯曲波导模式转换器的基本方法。利用微波网络理论,给出了一种求解边值条件耦合波微分方程组的新方法,以简化求解过程,并使得解的物理意义更加明确。对于一个考虑了N个微波模式相互作用的耦合波微分方程组,通过分别赋予其2N个不同的初值条件并求解,可得到该方程组所描述模式转换器的传输矩阵和散射矩阵,进一步利用散射矩阵可得到给定边值条件下微分方程组的解。     

Buckling analysis of embedded graphene oxide powder-reinforced nanocomposite shells

In this study, the buckling analysis of a Graphene oxide powder reinforced (GOPR) nanocomposite shell is investigated. The effective material properties of the nanocomposite are estimated through Halpin-Tsai micromechanical scheme. Three distribution types of GOPs are considered, namely uniform, X and O. Also, a first-order shear deformation shell theory is incorporated with the principle of virtual work to derive the governing differential equations of the problem. The governing equations are solved via Galerkin's method, which is a powerful analytical method for static and dynamic problems. Comparison study is performed to verify the present formulation with those of previous data. New results for the buckling load of GOPR nanocomposite shells are presented regarding for different values of circumfer-ential wave number. Besides, the influences of weight fraction of nanofillers, length and radius to thickness ratios and elastic foundation on the critical buckling loads of GOP-reinforced nanocomposite shells are explored.     

多自由度系统及结构非线性自由振动的摄动谐波平衡法

本文在谐波平衡法的基础上,引入摄动的思想,得出了解多自由度系统及结构的非线性自由振动的新方法。其解的形式为小参数和谐波的级数形式,因此,其解不会遗漏任何项,方程为线性的代数方程;利用线性变换,将系数矩阵变换为对角阵,一旦求出线性模态,就可得其解,比线性化迭代法优越得多。算例表明,本文方法对于小振幅有较高的精度,对于较大振幅其结果也是令人满意的。     

带有变抽头均衡电抗器的六相整流电路的分析

在交直流供电系统中,有效地抑制交流侧电流波形畸变是一个重要的问题．本文对带有变抽头均衡电抗器的六相整流系统进行了分析．通过解析法得出交流侧电流和直流输出电压的波形,并对交流电流进行傅氏级数分解,对电流正弦性畸变率的影响因素进行了分析,给出了抽头换接器的匝数匹配优化值．