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中国力学大会-2021+1

作者：刘翰林张能辉卢伟上海大学力学与工程科学学院上海大学上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室常州市戚墅堰高级中学

介绍/亮点介绍:分子自组装技术可将DNA折叠成可编译的纳米/微观结构,在单分子检测、纳米医学和结构生物学等不同领域有着广泛的应用前景。针对利用自组装技术构建的DNA纳米管(DNT),Kauert和Ma等利用实验和数值模拟方法研究了DNT的力学性... 详细信息

介绍/亮点介绍:分子自组装技术可将DNA折叠成可编译的纳米/微观结构,在单分子检测、纳米医学和结构生物学等不同领域有着广泛的应用前景。针对利用自组装技术构建的DNA纳米管(DNT),Kauert和Ma等利用实验和数值模拟方法研究了DNT的力学性能,Schiffels和Bao等研究了实验环境条件对单根双链DNA力学行为的影响,但关于DNT力学性能的理论研究较少。

关键词：纳米管拉伸刚度扭转刚度链间相互作用 DNA 弹性性质

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考虑道路信息和转向灯的可换道BML模型

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力学学报 2020年第1期52卷 283-291页

作者：高庆飞张稷盛哲董力耘上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司深圳市交通信息与交通工程重点实验室广东深圳518021

车辆换道是司机为获得更好行驶条件而采用的常见措施,而转向灯对车辆换道行为有重要的指导作用.本文在BML(Biham-Middleton-Levine)模型的基础上加以改进,提出了综合考虑道路信息和前车转向灯影响的可换道BML模型.当车辆无法前行时,如... 详细信息

车辆换道是司机为获得更好行驶条件而采用的常见措施,而转向灯对车辆换道行为有重要的指导作用.本文在BML(Biham-Middleton-Levine)模型的基础上加以改进,提出了综合考虑道路信息和前车转向灯影响的可换道BML模型.当车辆无法前行时,如满足换道条件,则将道路信息(车道密度及平均速度)和转向灯影响量化为车辆换道概率,确定车辆是否可以换道.通过数值模拟,研究了周期边界条件下车辆换道行为对有、无交通灯控制的两种BML模型发生相变的临界密度以及系统通行能力的影响.模拟结果表明对于无交通灯BML模型,引入换道规则可以明显提高系统发生相变的临界密度,在较小尺度下该临界密度接近有交通灯BML模型,换道效果明显,并发现了一种新的局部拥堵和自由流的共存相,讨论了该共存相的生成和演化机制.在较高密度下局部阻塞将演化为全局拥堵;对于有交通灯BML模型,引入换道规则对系统发生相变的临界密度没有明显的影响,但相变的过渡区域更窄.这表明有交通灯时,换道虽然可以改变局部交通特征,但难以显著影响交通系统的全局特征.

关键词：元胞自动机 BML模型转向灯换道共存相

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磁力搅拌湍流场的PIV测量及流场演变的POD分析

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流体机械 2021年第3期49卷 14-19,51页

作者：金洁范赢上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海市应用数学与力学研究所力学与工程科学学院上海200072 兰州理工大学能源与动力工程科学学院兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室兰州730050 河北工业大学过程装备与控制工程系天津300130 河北工业大学工程流动与过程强化研究中心天津300130

为了解磁力搅拌过程湍流特性,对其开展了激光粒子图像测速(PIV)试验,并进行了本征正交分解(POD)分析。分析表明,在测量平面转子外部区域,除平均流动,含能量较高的流动结构为循环剪切流和转子旋转的尾涡结构。在搅拌槽底部具有较高的旋... 详细信息

为了解磁力搅拌过程湍流特性,对其开展了激光粒子图像测速(PIV)试验,并进行了本征正交分解(POD)分析。分析表明,在测量平面转子外部区域,除平均流动,含能量较高的流动结构为循环剪切流和转子旋转的尾涡结构。在搅拌槽底部具有较高的旋涡强度,有利于固体颗粒悬浮。流体与转子之间的流-固耦合作用使转子产生振荡,随转速升高,系统稳定性下降,平均流动含能降低,小尺度结构含能增加,涡流扩散增强,有利于混合和反应进行。

关键词：磁力搅拌湍流特性 PIV测量 POD分析

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上海博物馆明清家具接榫修复及其力学原理

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文物保护与考古科学 2020年第3期32卷 49-57页

作者：马如高刘翰林张能辉上海博物馆上海200003 上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室(上海市应用数学和力学研究所) 上海200072

榫卯结构是中国古代木构家具的核心。由于古木家具的材料易朽烂和吸湿膨胀等缺陷,且节点几何形式多样,使节点处于复杂的应力状态,导致榫卯容易拔出或断损。针对此类问题,首先在对上海博物馆收藏的明清家具展开调查研究的基础上,分析了... 详细信息

榫卯结构是中国古代木构家具的核心。由于古木家具的材料易朽烂和吸湿膨胀等缺陷,且节点几何形式多样,使节点处于复杂的应力状态,导致榫卯容易拔出或断损。针对此类问题,首先在对上海博物馆收藏的明清家具展开调查研究的基础上,分析了馆藏古木家具的破坏形式,并提出了以接榫为主的修复方案;其次利用连续介质力学的理论分析、数值模拟和性能试验,阐述了接榫修复的力学机理,验证了原有修复方案的科学性与正确性;最后,依据力学模型对馆内已有的修复方案进行了优化。

关键词：榫卯结构修复方案力学机理方案优化

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有障碍物通道内双向行人流的自组织现象

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上海大学学报（自然科学版） 2020年第3期26卷 382-392页

作者：吴成蓝冬恺董力耘上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

采用改进社会力模型研究了有障碍物的通道内双向行人流的自组织现象.在模型的自驱力项中同时考虑了静态场和视野场的作用.每个行人根据静态场确定期望运动方向,并根据其视野场确定可行的路径.通过数值模拟研究了周期性或开放性边界条件... 详细信息

采用改进社会力模型研究了有障碍物的通道内双向行人流的自组织现象.在模型的自驱力项中同时考虑了静态场和视野场的作用.每个行人根据静态场确定期望运动方向,并根据其视野场确定可行的路径.通过数值模拟研究了周期性或开放性边界条件下圆柱和隔栏的不同放置方式对行人流的影响.虽然存在障碍物,自组织成行仍是双向行人流的主要特征,而通道内则呈现了更丰富的行人流运动斑图.模拟结果表明:在周期性边界条件下障碍物往往会引起通道堵塞,降低行人的平均速度;在开放性边界条件下,水平壁上设置短的垂直隔栏可以减少行人的行程时间,并使发生堵塞的概率减小.

关键词：社会力模型背景场视野场自组织现象成行

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纳米流体对储层润湿性反转提高石油采收率研究进展

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化工进展 2019年第8期38卷 3612-3620页

作者：李原狄勤丰华帅张景楠叶峰王文昌上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

储层岩石的润湿性对于石油采收率至关重要,近年来纳米流体润湿反转技术在提高石油采收率方面的应用得到了广泛关注,并取得了一系列成果。本文首先介绍了利用纳米流体对储层润湿性反转在提高石油采收率方面的应用,包括提高水驱效率和降... 详细信息

储层岩石的润湿性对于石油采收率至关重要,近年来纳米流体润湿反转技术在提高石油采收率方面的应用得到了广泛关注,并取得了一系列成果。本文首先介绍了利用纳米流体对储层润湿性反转在提高石油采收率方面的应用,包括提高水驱效率和降压增注,其次归纳了润湿性变化的实验评价方法并分析影响纳米流体润湿反转效果的因素,表明纳米材料性质(类型、尺寸、浓度)和地层环境(温度、矿化度)均有不同程度的影响。然后阐述了纳米流体改变储层润湿性的机制,认为其包含纳米流体润湿铺展和纳米颗粒岩石壁面吸附的双重机制。最后指出运用此技术存在的问题和难点,并对以后的研究方向进行了展望。

关键词：纳米流体提高采收率润湿性反转润湿铺展吸附

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考虑城市住房分布的二维连续型动态交通分配模型及其污染物排放估计

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应用数学和力学 2020年第1期41卷 27-41页

作者：李晓洋林志阳吕瑜佩张鹏上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海200072 复旦大学航空航天系上海200433 湖州师范学院理学院浙江湖州313000 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

将城市交通路网抽象为二维连续的平面,提出一个考虑城市住房分布的二维连续型动态交通分配模型,并估计了城市交通污染物排放水平.该模型中,住房分布影响交通需求,出行者根据用户最优准则选择出发时间和路径,可以用于模拟城市交通运行的... 详细信息

将城市交通路网抽象为二维连续的平面,提出一个考虑城市住房分布的二维连续型动态交通分配模型,并估计了城市交通污染物排放水平.该模型中,住房分布影响交通需求,出行者根据用户最优准则选择出发时间和路径,可以用于模拟城市交通运行的动态演化过程,得到密度、速度和流量等物理量.采用基于车辆速度和加速度的微观污染物排放模型VT-micro估计城市交通CO2动态排放水平.基于三角网格,采用有限体积法、投影算法和相继平均法进行数值求解,给出一个数值算例验证了模型和算法的有效性.

关键词：连续型动态交通分配住房分布出发时间选择路径选择污染物排放

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粘弹性-弹性层合微梁尺寸依赖的应力松弛行为

粘弹性-弹性层合微梁尺寸依赖的应力松弛行为

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第30届全国结构工程学术会议

作者：蔡晓升张能辉刘翰林上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室

微电子机械系统(MEMS)的微型化使表面应力、热失配等因素引起的器件应力松弛和蠕变等粘弹性行为日益突出,影响器件的功能执行和使用寿命。目前,MEMS器件弹性行为的研究较为完善,但粘弹性行为研究较少。本文研究了错配应变引起的MEMS器... 详细信息

微电子机械系统(MEMS)的微型化使表面应力、热失配等因素引起的器件应力松弛和蠕变等粘弹性行为日益突出,影响器件的功能执行和使用寿命。目前,MEMS器件弹性行为的研究较为完善,但粘弹性行为研究较少。本文研究了错配应变引起的MEMS器件中典型层合结构的应力松弛行为。首先,利用Zhang两变量法建立了预测细长层合微梁残余应力松弛行为的解析模型,并与Hsueh一阶近似模型作了比较;其次,研究了基底/膜层厚度比对微梁应力松弛时间的影响。结果表明:弯拉耦合效应决定了层合微梁应力松弛时间的尺寸依赖性。

关键词：层合结构残余应力应力松弛尺寸效应解析模型

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关于非线性系统辨识的恢复力曲面法和希尔伯特变换法

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振动与冲击 2019年第1期38卷 73-78页

作者：袁天辰杨俭陈立群上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海大学理学院力学系上海200444 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

针对均匀薄板和压电双晶薄板进行了非线性辨识实验,比较了两种方法——恢复力曲面法和希尔伯特变换法。针对辨识数据的函数逼近问题,提出将位移-刚度函数而非位移-恢复力函数用于数据拟合。通过均匀薄板和压电双晶薄板的实验结果,验证... 详细信息

针对均匀薄板和压电双晶薄板进行了非线性辨识实验,比较了两种方法——恢复力曲面法和希尔伯特变换法。针对辨识数据的函数逼近问题,提出将位移-刚度函数而非位移-恢复力函数用于数据拟合。通过均匀薄板和压电双晶薄板的实验结果,验证了位移-刚度函数确实能提高小位移处的函数逼近精度并更加准确展现系统的非线性特性。还对比了恢复力曲面法和希尔伯特变换法在辨识精度和数据利用率方面的区别,结果显示希尔伯特变换法能有效抑制小位移处位移-刚度曲线的不规则振荡,并有着较高的数据利用率。

关键词：非线性系统辨识希尔伯特变换实验

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三层流体中斜入射波作用下半无限板的水弹性响应

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力学学报 2019年第6期51卷 1614-1629页

作者：浦俊卢东强上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市能源工程力学重点实验室上海200072

解析地研究了在三层流体中斜入射波浪与半无限弹性板的相互作用引起的波散射和板的水弹性响应.三层流体在界面处的密度发生阶跃,各层为一常数.假设流体不可压缩、无黏、流体运动无旋.在线性势流理论框架下,使用本征函数展开法和内积式... 详细信息

解析地研究了在三层流体中斜入射波浪与半无限弹性板的相互作用引起的波散射和板的水弹性响应.三层流体在界面处的密度发生阶跃,各层为一常数.假设流体不可压缩、无黏、流体运动无旋.在线性势流理论框架下,使用本征函数展开法和内积式给出波板相互作用的半解析解.根据色散关系分析,得到了表面波模态和界面波模态入射时的临界入射角.随着物理参数的变化,临界角将随之发生变化.临界角决定了当由开阔水域向板覆盖水域传播的表面波或界面波的存在性:(1)板覆盖水域入射界面上,透射波能否存在;(2)入射界面之上界面中,板覆盖水域中的透射波以及开阔水域中的反射波能否存在.当下界面波入射时并且入射角足够大时,开阔水域中的下界面波模态是整个流体域中唯一存在的模态.

关键词：三层流体半无限弹性板本征函数展开斜入射

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