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“基础科学”期刊文章统计

“基础科学”期刊全文:
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基础科学类期刊文章全文www.xinxueshu.com

Particle transport behavior in air channel flow with multi-group Lagrangian tracking
所属栏目:力学     来源:《Chinese Physics B》2017年1期     作者:卢浩,赵文君,张会强,王兵,王希麟     编辑:新学术编辑部

The particle motions of dispersion and transport in air channel flow are investigated using a large eddy simulation(LES) and Lagrangian trajectory method. The mean and fluctuating velocities of the fluids and particles are obtained,and the results are in good agreement with the data in the literature. Particle clustering is observed in the near-wall and low-speed regions. To reveal the evolution process and mechanism of particle dispersion and transport in the turbulent boundary layer, a multi-group Lagrangian tracking is applied when the two-phase flow has become fully developed: the fluid fields are classified into four sub-regions based on the flow characteristics, and particles in the turbulent region are divided accordingly into four groups when the gas–particle flow is fully developed. The spatiotemporal transport of the four groups of particles is then tracked and analyzed. The detailed relationship between particle dispersion and turbulent motion is investigated and discussed. 阅读全文>>

Three-dimensional turbulent flow over cube-obstacles
所属栏目:力学     来源:《Chinese Physics B》2017年1期     作者:卢浩,赵文君,张会强,王兵,王希麟     编辑:新学术编辑部

In order to investigate the influence of surface roughness on turbulent flow and examine the wall-similarity hypothesis of Townsend, three-dimensional numerical study of turbulent channel flow over smooth and cube-rough walls with different roughness height has been carried out by using large eddy simulation(LES) coupled with immersed boundary method(IBM). The effects of surface roughness array on mean and fluctuating velocity profiles, Reynolds shear stress, and typical coherent structures such as quasi-streamwise vortices(QSV) in turbulent channel flow are obtained. The significant influences on turbulent fluctuations and structures are observed in roughness sub-layer(five times of roughness height).However, no dramatic modification of the log-law of the mean flow velocity and turbulence fluctuations can be found by surface cube roughness in the outer layer. Therefore, the results support the wall-similarity hypothesis. Moreover, the von Karman constant decreases with the increase of roughness height in the present simulation results. Besides, the larger size of QSV and more intense ejections are induced by the roughness elements, which is crucial for heat and mass transfer enhancement. 阅读全文>>

Three-dimensional MHD flow over a shrinking sheet: Analytical solution and stability analysis
所属栏目:力学     来源:《Chinese Physics B》2017年1期     作者:Sumaira Afzal,Saleem Asghar,Adeel Ahmad     编辑:新学术编辑部

The magnetohydrodynamic(MHD) steady and unsteady axisymmetric flows of a viscous fluid over a two-dimensional shrinking sheet are addressed. The mathematical analysis is carried out in the presence of a large magnetic field. The steady state problem results in a singular perturbation problem having an infinite domain singularity. The secular term appearing in the solution is removed and a two-term uniformly valid solution is derived using the Lindstedt–Poincaré technique. This asymptotic solution is validated by comparing it with the numerical solution. The solution for the unsteady problem is also presented analytically in the asymptotic limit of large magnetic field. The results of velocity profile and skin friction are shown graphically to explore the physical features of the flow field. The stability analysis of the unsteady flow is made to validate the asymptotic solution. 阅读全文>>

非线性动力学系统全局分析之外的胞映射方法新发展
所属栏目:力学     来源:《力学进展》2017年0期     作者:孙建桥,熊夫睿     编辑:新学术编辑部

在20世纪80年代由徐皆苏教授创建的胞映射方法一直受非线性科学界同仁的欢迎.近几年胞映射方法有了许多新的应用和算法.本文介绍了一些控制应用和算法的文献.另外,还介绍和讨论胞映射方法应用与多目标优化问题的研究和方法,多目标优化控制设计和非线性代数方程找零解.文中指出胞映射方法在并行计算的帮助下,现在可以解决中等高维空间中的各类问题,新的应用还会不断出现. 阅读全文>>

流动聚焦及射流不稳定性
所属栏目:力学     来源:《力学进展》2017年0期     作者:司廷,李广滨,尹协振     编辑:新学术编辑部

流动聚焦是一种有效的微细射流产生方法,其原理可以描述为从毛细管流出的流体由另一种高速运动的流体驱动,经小孔聚焦后形成稳定的锥–射流结构,射流因不稳定性破碎成单分散的液滴.自从1998年流动聚焦被提出以来,陆续发展了单轴流动聚焦、电流动聚焦、复合流动聚焦和微流控流动聚焦等毛细流动技术.这些技术稳定、易操作、没有苛刻的环境条件的要求,能够制备单分散性较好的微纳米量级的液滴、颗粒和胶囊,在科学研究和实际应用中具有重要价值.流动聚焦涉及了多尺度、多界面和多场耦合的复杂流体力学问题,其中稳定的锥形是形成稳定射流的先决条件,过程参数是影响射流界面扰动发展的关键因素,而射流不稳定性分析是揭示射流破碎的最主要理论工具.该文回顾了近二十年来不同结构流动聚焦的研究进展,概述这些技术涉及的过程控制、流动模式、尺度律和不稳定性分析等关键力学问题,总结射流不稳定性的研究方法和已取得的成果,最后展望流动聚焦的研究方向和应用前景. 阅读全文>>

纳米流控能量吸收耗散系统
所属栏目:力学     来源:《力学进展》2017年0期     作者:曹国鑫     编辑:新学术编辑部

基于纳米流控行为设计的新一代能量吸收耗散系统(nanofluidic energy absorption system,NEAS)将会比传统吸能材料具有更高的能量吸收密度,而且还可以重复使用,特别是在小体积应用环境下具有显著的优势.本文从实验和计算模拟两方面综述了目前关于NEAS能量吸收耗散行为的最新研究进展,其中实验研究主要包括准静态压缩和动态压缩测试,计算模拟研究主要是采用基于经验势的分子动力学模拟方法.通过准静态压缩实验,可以测量NEAS模型的载荷–位移关系曲线,从而获得NEAS模型的临界渗透压强,了解卸载后系统是否能够恢复到加载前的状态(即是否可以重复使用),并通过载荷–位移关系曲线下面积估算NEAS模型的吸能密度;通过动态压缩实验可以测量NEAS模型对脉冲载荷的缓冲保护作用,主要体现为降低脉冲载荷幅值和扩展脉冲宽度.计算模型研究可以明确给出NEAS对外载荷的微观响应,从而可以准确了解NEAS的能量吸收耗散机制以及吸能密度的主要影响因素.本研究可以帮助我们全面了解NEAS的研究进展,为NEAS的设计与优化提供重要指导. 阅读全文>>

Gauss-Bonnet引力中黑洞的膜范式
所属栏目:力学     来源:《华东师范大学学报(自然科学版)》2017年1期     作者:赵天义     编辑:新学术编辑部

对于一个黑洞视界外部的观察者来说, 黑洞视界表面的动力学性质与一个流体膜的表现非常相似. 本文将膜范式推广到了 Gauss-Bonnet 引力, 推导了视界表面的应力张量, 计算了流体的输运系数, 最后计算了 Gauss-Bonnet 引力在具体度规下的流体输运系数的修正. 期望在其他的修正引力中黑洞视界有着同样的流体性质. 阅读全文>>

应用Ω型管调整气液分层流动特性实验研究
所属栏目:力学     来源:《石油化工高等学校学报》2017年1期     作者:邢兰昌,蒋亚莉,华陈权,耿艳峰     编辑:新学术编辑部

为了开发抑制严重段塞流的被动式方法,利用所提出的新型流动调整装置—“Ω型管”在水平管内气液分层流条件下开展了实验研究,讨论了Ω型管结构参数对其流动调整作用的影响规律,分析了Ω型管流动调整作用的机理。研究表明,气液分层流流过Ω型管后,液相截面含率的波动强度增加且间歇性增强,具体表现为波动曲线的标准差增加、最大值增加、最小值降低、波动范围增加和波动周期增加;Ω型管能够将气液分层流调整为气液间歇流型,其流动调整能力随主弯管弯曲半径和基本单元个数的增加而增强,受基本单元之间距离的影响相对较小;Ω型管对气液分层流流动特性的调整作用机理可以归结为两个物理过程:液体阻塞和气体携带。研究结果为进一步优化设计Ω型管以及将其应用于立管系统以抑制严重段塞流奠定了基础。 阅读全文>>

纵向磁场中载流单层碳纳米管的振动与失稳
所属栏目:力学     来源:《武汉科技大学学报》2017年1期     作者:李明,周攀峰,郑华升     编辑:新学术编辑部

以非局部弹性理论为基础,采用Euler-Bernoulli梁模型,并考虑纳米管管形区域内滑移边界条件以及小尺度效应,研究了纵向磁场中单层载流碳纳米管的振动与失稳问题。根据哈密顿原理获得碳纳米管的横向振动方程和边界条件。应用微分变换法(DTM)对此高阶偏微分方程进行求解,通过数值计算分析磁场强度、小尺度参数和Knudsen数对单层载流碳纳米管振动频率和稳定性的影响。结果表明,小尺度参数和Knudsen数越大,系统基频及临界流速就越低,系统的稳定区域也越小;纵向磁场强度增加到一定程度后,磁场作用将明显提高系统的基频及临界流速,也即增大了系统的稳定区域。 阅读全文>>

有无边界层吸入对S弯进气道流动特性的影响
所属栏目:力学     来源:《推进技术》2017年2期     作者:宁乐,谭慧俊,孙姝     编辑:新学术编辑部

为了深入认识一种吸入大量来流边界层的S弯进气道,在完成其设计的基础上,采用仿真方法对其流动特性展开了研究,并与无边界层吸入的S弯进气道进行了对比。结果表明:由于吸入大量来流边界层,该进气道进口段流场主要受钝体绕流与平板边界层相互干扰作用;在内通道第二弯段后半段,二次流逐渐发展成为对涡,并将堆积在下壁面的低能流卷向截面中间,最终在出口截面的中下半部形成了低总压恢复区。另外,边界层的吸入使得进气道总压恢复系数下降约0.04,且随出口马赫数的升高,总压恢复系数先升高后降低,而在无边界层吸入的S弯进气道中总压恢复系数随之单调降低。 阅读全文>>

可压缩剪切层与边界层流动相互作用的稳定性研究
所属栏目:力学     来源:《推进技术》2017年2期     作者:祁智,刘凤君     编辑:新学术编辑部

为了探究可压缩剪切层与边界层组合流动稳定性规律,采用线性稳定性理论对这种组合流动的线性稳定性问题进行研究。平均流动模型取双曲正切函数描述的可压缩剪切层与可压缩相似边界层速度剖面的直接叠加。采用整体数值方法 (Global)求解组合流动线性稳定性方程,获得全部不稳定模态。结果表明,在这样的组合流动中,存在两个不稳定模态,一个与剪切层相关的不稳定模态,另一个是与边界层相关的不稳定模态。在此基础上,研究了剪切层与壁面之间的距离、扰动频率、雷诺数、马赫数、速度梯度、温度梯度对这种组合流动稳定性的影响。马赫数增大对不稳定模态起抑制作用,剪切层对边界层的不稳定模态的促进、抑制作用与马赫数、扰动频率有关,边界层对剪切层不稳定模态基本上起抑制作用。 阅读全文>>

非保守系统的Lagrange方程
所属栏目:力学     来源:《哈尔滨工程大学学报》2017年3期     作者:周平,梁立孚     编辑:新学术编辑部

如何将Lagrange方程应用于连续介质动力学,一直是学术界关注的理论课题。如何将Lagrange方程应用于非保守连续介质动力学的问题的研究难度更大。本文应用Lagrange-Hamilton体系,非保守系统的Lagrange方程是非保守系统的Hamilton型拟变分原理的拟驻值条件,成功地将Lagrange方程应用于非保守连续介质动力学。进而应用非保守系统的Lagrange方程推导出非保守连续介质动力学的控制方程,为研究非保守连续介质动力学开辟了一条新的有效途径。 阅读全文>>

曲线坐标系下非线性时变湍流信号处理与分析
所属栏目:力学     来源:《哈尔滨工程大学学报》2017年3期     作者:刘小洋,曾孝平     编辑:新学术编辑部

为了研究湍流特性以及定量分析湍流对飞行器的影响,本文将笛卡尔坐标系和圆柱坐标系进行转换、建立了危险因子数学模型,同时在雅可比行列式不为零的情况下,建立了任意曲线坐标系;根据拉梅系数和湍流的连续方程与运动方程建立了湍流的边界方程组,根据建立的边界方程组可以求出所有网格点的坐标;提出了一种湍流信号处理算法。仿真结果表明,建立的任意曲线坐标系和危险因子能够较好地反映湍流的特性,提出的信号处理算法能够真实有效地对湍流进行检测与预估。 阅读全文>>

初始温度及碳源对碳纳米管气相爆轰法合成的影响
所属栏目:力学     来源:《强激光与粒子束》2017年2期     作者:杨瑞,李晓杰,闫鸿浩,王洋     编辑:新学术编辑部

改变初始温度以及分别使用甲烷和乙炔气体作碳源时气相爆轰合成碳纳米管,研究了初始温度与不同碳源对碳纳米管的影响。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、拉曼(Raman)光谱等对碳纳米管进行表征。结果表明,随着初始温度的升高,所合成的碳纳米管的产量减少且石墨化程度降低,但管壁会变得光滑且管径有所增加。当使用乙炔时,所合成的产物中没有碳纳米管,而是合成了石墨化程度较高的无定形碳,随着催化剂量的增加,产物中碳包覆颗粒增多且包覆层清晰可见,但存在结构缺陷。当初始温度在110~130℃时,使用甲烷气体运用气相爆轰的手段是合成碳纳米管的较佳方案。 阅读全文>>

爆磁压缩发生器初级紧凑型电脉冲源设计及实验
所属栏目:力学     来源:《强激光与粒子束》2017年2期     作者:史云雷,张合,马少杰,刘鹏     编辑:新学术编辑部

设计了一种爆磁压缩发生器(FCG)初级紧凑型电脉冲源,分析了电脉冲源组成、工作原理及最佳输出时序模型。采用爆炸驱动滑块型放电开关方案,实验测试了开关高压下闭合放电性能。电脉冲源体积?132mm×200mm,质量12.5kg,工作电压5k V,初始储能约750J,充电时间不大于30s;静态馈电FCG(42μH,78mΩ),输出电流峰值不小于5.4k A,输出能量不小于600J;动态馈电FCG,时序控制误差不大于5μs,耦合电流值不小于5.2k A,耦合能量不小于550J;电脉冲源有效储能密度不小于200m Jcm/3,能量传递效率不小于75%。 阅读全文>>

柱面内爆磁通量压缩实验中的磁扩散过程
所属栏目:力学     来源:《强激光与粒子束》2017年2期     作者:陆禹,肖波,谷卓伟     编辑:新学术编辑部

利用一维磁流体力学程序MC11D,对套筒材料为不锈钢的柱面内爆磁通量压缩实验进行了数值模拟,研究了其中的磁扩散过程。计算结果表明:当套筒空腔中的磁场被压缩到350T左右时,峭面磁扩散波开始形成,磁扩散波的波前从套筒内壁开始以0.75km/s的平均速度向外快速推进,给磁场的压缩带来了不利影响;随着套筒内壁温度迅速升高,内壁附近会形成一个电阻率仅有0.3 mΩ·cm左右的等离子体保护层,又极大地减缓了空腔磁场向套筒中扩散的速度。在磁压缩过程中,峭面磁扩散波和等离子体层对于空腔磁场的扩散起着相反的作用,两者在发展的过程中相互竞争,在不同的阶段分别起着主导作用。 阅读全文>>

利用含废弃丁羟推进剂制备的高能炸药
所属栏目:力学     来源:《爆破器材》2017年1期     作者:常剑,俞永华,魏晓安,彭金华,王泽山     编辑:新学术编辑部

利用丙烯酰胺氧化剂溶液及铝粉制备得到敏化剂,加入已配好的含能黏结剂中,对丁羟(HTPB)推进剂颗粒间隙进行填补,形成新型高能炸药。通过高速摄影试验观察爆轰过程,炸药空中、水下爆炸等试验测试其性能。结果表明:所制备的新型高能炸药性能良好,随着敏化剂含量的增加,炸药爆轰感度、冲击波超压及水下能量输出均有明显提高;炸药密度1.53 g/cm3,爆速6 900 m/s;当比例距离为1.5~4.5 m/kg1/3时,炸药的TNT当量系数分布于1左右;水下爆炸能量输出为4.5 kJ/g,高于TNT,具有较高的能量和冲击作用。 阅读全文>>

结构力学多媒体教学策略与思考
所属栏目:力学     来源:《科技展望》2017年1期     作者:欧阳明松     编辑:新学术编辑部

结构力学是土木水利专业与机械类专业的重要课程,对学生将来走向社会发挥重要作用。随着教育改革的不断深入,教学方式也发生了一些变化。在结构力学的教学中采用多媒体教学模式,对提升学习效率有着很大帮助。本文主要分析了结构力学多媒体教学的弊端,探讨了结构力学多媒体教学的应用策略与思考。 阅读全文>>

椭圆颗粒在剪切流中旋转特性的数值研究
所属栏目:力学     来源:《力学学报》2017年2期     作者:陈荣前 聂德明 2     编辑:新学术编辑部

研究颗粒在流体剪切作用下的运动特性是理解和预测颗粒悬浮流流动行为的关键。当流体的惯性不能忽略时,颗粒的运动往往变得非常复杂。本文采用格子Boltzmann方法对中等雷诺数下椭圆颗粒在剪切流中的旋转运动进行了模拟。首先研究了雷诺数(0<Re≤170)的影响。结果表明当雷诺数低于临界值时,颗粒以周期性的方式旋转,角速度最小时对应的长轴方向随着雷诺数的增大而逐渐远离水平方向,而且这一倾角与雷诺数呈分段线性关系;当雷诺数大于临界值时,椭圆形颗粒最终保持静止状态,且静止时的转角与雷诺数呈幂函数关系,雷诺数越大,转角越小,椭圆的长轴越远离水平位置。其次,研究了椭圆颗粒的长短轴之比?(1≤?≤10)的影响,结果表明颗粒旋转的周期与?呈幂函数关系,?越大,颗粒旋转周期越小。此外,当?超过临界值时,颗粒也在水平位置附近保持静止状态,此时的转角与?也呈幂函数关系,?越大,转角越小。研究还发现,当雷诺数较大时椭圆颗粒在旋转过程中会产生过冲现象。 阅读全文>>

关于静力学相关问题的认识与理解
所属栏目:力学     来源:《价值工程》2017年1期     作者:王霞,王守民,李雪华,胡桂梅,张文荣     编辑:新学术编辑部

静力学是基础力学课程中的第一部分内容,在静力学教学内容中,涉及到一些重要问题需要解决回答,比如静力学在力学体系中的位置、静力学的研究内容、静力学的研究方法、静力学的研究发展过程以及静力学发展历史中做出过贡献的科学家等。本文总结并回答了这些问题,有助于我们对于静力学的理解,以便有更好的掌握。 阅读全文>>

Tensor-Product Representation of Laplace-Runge-Lenz Vector for Two-Body Kepler Systems
所属栏目:力学     来源:《Wuhan University Journal of Natural Sciences》2017年1期     作者:ZHOU Guoquan     编辑:新学术编辑部

A unified tensor-product representation of LaplaceRunge-Lenz(LRL)vector about inversely-quadric and centric-force systems is derived.For a two-body Kepler system under gravitation or Coulomb force,the modified and unified tensor-product representation of LRL vector is also deduced by using an effective single-body description.Some properties of the vector are numerated and proved.Conservation of this vector is demonstrated in the tensor-product form.The energy formula for a bound-state elliptic orbit is simply derived via a novel approach.For a two-body system,the R-test rules for every kinds of Kepler’s motion are discussed in detail. 阅读全文>>

气液两相流PLC控制小型实验装置设计与研究
所属栏目:力学     来源:《科技与创新》2017年1期     作者:林剑清,王红一,张牧,郑锡     编辑:新学术编辑部

气液两相流是由气液两相物质所组成的流动系统,主要研究气体跟液体这两种不同物质之间的科学问题。气液两相流动态参数的实时监测对于实现生产过程及设备的控制、促进生产工艺和工程设备发展具有重要意义。搭建了以PLC控制为核心的小型两相流实验装置,并设计了基于MCGS组态软件的两相流虚拟仿真实验控制界面,实现了对实验装置中两相流几种典型流型的发生和控制。最后,通过分析大规模实验数据和实验图片,绘制出气液两相流的流型分布图。 阅读全文>>

微课在理论力学教学模式中的应用与探索
所属栏目:力学     来源:《教育教学论坛》2017年1期     作者:吴亚丽,张东光     编辑:新学术编辑部

随着微课在教育教学中的广泛应用,针对理论力学这门较难的专业基础课,本文旨在探讨微课在理论力学教学模式的应用,通过对教学课堂中存在的问题进行分析,探索微课教学模式的设计,构建微课教学平台,从而帮助学生更深入的理解这门课程,培养学生的创新思维能力,提高教学效果。 阅读全文>>

与裂缝腔联结的弹性板的大幅自主震动(英文)
所属栏目:力学     来源:《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》2017年1期     作者:Yiu-yin LEE     编辑:新学术编辑部

目的:板腔系统中的裂缝会导致共振特性发生变化。本文旨在探讨裂缝的影响,推导其中的关系与相关公式,并控制计算精确的程度。创新点:1.通过椭圆积分方法破解控制方程,推导裂缝腔联结的弹性板的共振频率;2.建立理论模型,成功计算不同情况下弹性板的共振频率。方法:1.通过理论推导,计算裂缝腔大小、震动幅度与共振频率之间的关系(公式(10)12);2.与其它方法得到的数据进行比较,验证所提方法的可行性和有效性(图3和4);3.通过仿真模拟,推导裂缝腔对弹性板共振频率的影响(图5a5c)。结论:1.板腔系统中的裂缝会导致共振频率出现重大变化;2.裂缝会导致一个额外的低频率共振点。 阅读全文>>

变异卵圆形凹坑非光滑表面的气动摩擦减阻研究(英文)
所属栏目:力学     来源:《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》2017年1期     作者:Xiao-wen SONG,Peng-zhe LIN,Rui LIU,Pei ZHOU     编辑:新学术编辑部

目的:仿生非光滑表面具有降低表面摩擦阻力的作用,传统的非光滑结构有沟槽和凹坑等。本文旨在研究变异卵圆形凹坑非光滑表面的气动摩擦减阻特性及其减阻机理。创新点:1.以仿生学理论为基础,提出变异卵圆形凹坑结构模型,突破现有非光滑结构类型的局限;2.采用参数构造的方法研究变异卵圆形各构造参数对表面摩擦阻力减阻的影响。方法:1.采用半径、半轴和坑深3个尺寸参数对变异卵圆凹坑结构进行几何定义,并将非光滑结构以一定纵向间距按矩形排布布置在仿真模型底部;2.以3个尺寸参数和纵向间距设计"三水平四因素"正交实验,在不同气流流速下进行数值模拟仿真;3.通过速度矢量、边界层厚度变化和压力分布研究变异卵圆形凹坑非光滑表面的气动摩擦减阻机理。结论:1.变异卵圆形非光滑表面具有一定的气动摩擦减阻效果,和光滑表面相比,在空气来流速度为24 m/s时,有10%的减阻效果;2.正交实验分析表明,4个试验因素对减阻效果的影响从大到小排列分别为:半径、坑深、半轴和纵向间距;3.变异卵圆形凹坑表面增加了边界层的厚度,降低了近壁面区域的速度梯度,减少了剪切力,从而起到了减少摩擦阻力的效果。 阅读全文>>