二维垂向梯度非均匀介质中弹性波传播特性

研究了二维弹性波在宏观非均匀介质中传播的问题。由于介质物理性质的非均匀性,弹性波在该介质中的传播需用包含介质物理性质的空间导数的非均匀介质波动方程来描述。采用有限元法求解波动方程,重点研究和讨论了物理性质垂向梯度渐变的非均匀介质中弹性波的传播特点。结果显示:波速在垂向上的对称的递增或递减引起平面弹性波的会聚或发散;若波速在垂向上满足双曲余割分布,则弹性波可以在对称轴上周期性聚焦。     

间接边界元法模拟含裂纹介质中弹性波的传播

介绍了间接边界元法的基本理论,利用二维弹性动力边界积分方程解决了地震波在含裂纹介质中的散射问题。编写了地震波在二维非均匀介质中传播的数值模拟程序,模拟了爆炸点源在含裂纹介质中的传播情况,分析了裂纹的分布及填充物对波传播的影响。结果表明,边界元法是研究含裂纹介质中弹性波传播的有效工具。     

凝灰岩介质中爆破地震波传播的数值模拟研究

在核电站附近实施爆破开挖的一个重要问题就是控制爆破地震波的危害影响。研究爆破地震波在岩石中传播的规律和特征可为确定爆破方法和参数提供依据。本文在实测研究的基础上建立了数值计算模型,编制了有限元计算程序,对深孔爆破在凝灰岩介质中引起的地震波传播过程进行了数值模拟。计算中仅考虑弹性区域,爆破波对岩石介质的作用经粉碎区、破裂区衰减后成为输入荷载。计算结果与实测结果基本相符。说明该模型及方法可用于计算凝在     

一种计算内外域声场的简单源方法

使用赫尔霍兹积分方程计算声压的一个缺陷是积分变量过多导致的计算量过大."简单源"法将内域和外域的赫尔霍兹积分方程相互耦合,消去了多余积分变量.然而经典简单源法只能用于静止介质.为此,利用格林函数、势理论和运动介质波动方程,得到了求均匀流动介质条件下声压辐射的"简单源"边界积分式.与利用变换域中的赫尔霍兹积分方程求运动介质条件下声压的方法相比,新方法边界积分方程更加简洁和易于数值求解.基于新方法推导了有限长导管声场的预报模型.通过与标准问题的比较验证了新方法的有效性.     

有耗媒质中目标体散射特性的TSNU-PSTD模拟

结合PML边界条件的傅立叶时域伪谱(PSTD)算法已被广泛用于模拟电磁波传播和目标散射,但传统的PSTD方法在每个坐标方向上需要均匀分布的空间坐标网格点,因而不能够很好地模拟曲面目标和与网格空间尺寸不一致的目标,基于变空间非均匀网格的PSTD(TSNU-PSTD)方法可以很好地克服这些不足。将CFS-PML边界条件应用在PSTD算法中,并将其与TSNU-PSTD方法相结合模拟了大范围有耗媒质中介质体目标的电磁散射,部分计算结果与FDTD计算结果进行了比较。仿真结果表明,TSNU-PSTD算法只需平均每波长分成3个网格就可以得到令人满意的计算结果,可高效地分析大范围有耗媒质中曲面形状目标体的散射特性。     

元胞法模拟非线性弹性层合材料中的应力波

元胞法 (MethodofCell)是在有效刚度理论的基础上发展起来的新方法 ,可以用来构造具有周期性结构单元的材料的本构 ,也可以用来模拟应力波在材料中的传播问题 ,尤其是具有分层结构的材料。本文中给出两种常见的初值条件 ,并利用该方法模拟了非线性弹性材料的动态响应 ,研究了波在该层合材料中的振荡现象     

各向异性介质体目标电磁散射分析的快速算法

利用体积分方程矩量法(MoM)及其多层快速多级子算法(MLFMA)研究了各向异性的电介质体或/和磁介质体目标的电磁散射问题,将多层快速多级子算法的计算结果与解析方法(Mie)或矩量法结果进行了对比分析.不但验证了MLFMA算法的高效性和精确性,同时该算法还适合于分析模拟任意复杂介质体(如各向异性磁化等离子体)目标的电磁散射问题,为进一步实现电大尺寸的任意复杂各向异性介质体/金属组合目标电磁散射分析的精确高效算法奠定了基础.     

爆炸波通过颗粒介质传播规律的数值分析方法研究

本文在文献的基础上,结合颗粒介质的边值问题,采用变分方程导得爆炸波通过颗粒介质传播规律的动力方程,运用核爆压力模拟器模拟爆炸波通过颗粒介质的衰减规律,将试验结果与本文数值计算的理论结果进行了对比,其良好的一至性表明本方法是可行的。     

激波诱导异质气体界面失稳的数值模拟

基于二维N-S方程,利用有限差分数值离散方法,对激波诱导异质气体界面失稳的现象进行了数值模拟,与文献中实验结果和计算结果进行了定性比较,并进一步分析了整个流动的非定常动态变化特性和非线性特征.研究表明,本文数值模拟的非定常流场图谱与文献中的实验结果和数值结果吻合较好;数值结果捕捉到了六氟化硫界面的演变过程及流场中复杂的波系结构.     

分段计算方法在模拟爆炸应力波传播中的运用

针对爆炸加载下岩石响应的不同特点以及动力有限元和传统地震波模拟方法的局限性,提出了一种分段计算的数值模拟方法.该方法在空间上将所模拟的区域划分为非弹性段和弹性段,非弹性段内采用动力有限元计算方法,弹性段内采用传统的地震波方法,不同段之间以节点位移为边界条件.不同算法的数值模拟结果验证了分段计算方法用于模拟爆炸荷载产生地震波的有效性和正确性.     

各向异性材料的有效弹性模量

在夹杂理论的基础上,采用用自洽法导出了含分布夹杂的各向异性弹性体的本构关系和有效弹性模量的细观力学表达式。本文得到的公式不仅可以处理含缺陷和损伤的材料的有效弹性模量,而且还可处理诸于纤维复合材料等各向异性材料的理论及有效弹性模量,从而为建立材料细观结构与宏观性能之间的关系提供了理论基础。     

采用扩展有限元法的线式爆炸分离装置裂纹扩展分析

为了提高线式爆炸分离装置的安全性,本研究基于扩展有限元法,通过创建二维和三维动态裂纹扩展模型,探索了线式爆炸分离装置在爆轰波作用过程中的动态裂纹扩展和止裂机理。研究表明,分离壳体的裂纹扩展路径独立于裂纹初始角度;不考虑载荷时序时,二维和三维动态裂纹扩展的主方向分别沿着分离壳体的径向和环向;考虑载荷时序时,受不同区域应力波的联合作用,三维裂纹沿环向扩展的同时会沿着轴向扩展,但裂纹的扩展均不会影响到止裂槽以外的结构。所提方法和相应结论可为线式爆炸分离装置设计提供参考。     

基于改进 Gerstner 波的岛礁近岸波浪实时仿真?

为了实现岛礁附近波浪实时仿真，结合 Gerstner 波和水波动力学知识，提出了一种能够模拟波浪卷曲和折射绕射现象的波浪建模与绘制方法。首先，建立 Gerstner 波参数随水深变化关系，构建模拟波浪卷曲过程的几何模型；然后，定义岛礁地形对波浪传播的阻障和遮挡系数，并据此修正波浪传播的波向和波高，实现折射和绕射现象的仿真；最后，应用着色器缓存技术完成计算的硬件加速，并构建了基于视点的波浪传播多分辨率绘制策略。实验结果表明，该方法对波浪的卷曲和折射绕射现象取得了较好的仿真效果，绘制效率能够满足实时性要求。     

Modeling mechanical behaviors of composites with various ratios of matrixeinclusion properties using movable cellular automaton method

Two classes of composite materials are considered: classical metaleceramic composites with reinforcing hard inclusions as well as hard ceramics matrix with soft gel inclusions. Movable cellular automaton method is used for modeling the mechanical behaviors of such different heterogeneous materials. The method is based on particle approach and may be considered as a kind of discrete element method. The main feature of the method is the use of many-body forces of inter-element interaction within the formalism of simply deformable element approximation. It was shown that the strength of reinforcing particles and the width of particle-binder interphase boundaries had determining influence on the service characteristics of metaleceramic composite. In particular, the increasing of strength of carbide inclusions may lead to significant increase in the strength and ultimate strain of composite material. On the example of porous zirconia ceramics it was shown that the change in the mechanical properties of pore surface leads to the corresponding change in effective elastic modulus and strength limit of the ceramic sample. The less is the pore size, the more is this effect. The increase in the elastic properties of pore surface of ceramics may reduce its fracture energy.     

一种可实现TF/TA2的无人飞行器三维航迹规划方法

从规划空间的有效表达着手对无人飞行器三维航迹规划展开研究,基于地形和威胁提出的飞行器航迹规划方法将航迹规划分为学习阶段和查询阶段,环境信息和飞行器的大部分约束条件结合在路线图的构造过程中,航迹搜索在此路线图中进行并最终实现全部约束条件.试验结果显示,该方法可以实时获得实现TF/TA2的三维航迹.     

基于Multi-Agent技术的动态电磁环境建模与仿真

针对传统的电磁环境建模方法难以准确地描述电磁环境动态变化的问题,提出了一种基于Multi-Agent技术的动态电磁环境建模方法。首先分析了电磁环境建模的层次结构;然后建立了通信电台、雷达、侦察站、干扰站的Agent实体模型,建立了Agent行动模型和Multi-Agent系统交互模型,解决了个体Agent模型设计中的感知、动作、决策及实现方法上的问题。最后设置某仿真场景,利用Netlogo仿真平台建立仿真验证系统,仿真结果验证了模型的有效性,表明了应用Multi-Agent建模方法解决电磁环境的动态模拟的可行性。