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第十三届中国CAE工程分析技术年会

作者：狄勤丰陈薇张鹤陈锋王文昌周永其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上海大学机电工程与自动化学院上海海隆石油管材研究所

随着陆地油气资源开采力度的日渐加大和油气储量的不断减少,海洋石油资源已成为人们关注的焦点和新一轮油气勘探开发的热点。海洋非粘结柔性管是海洋油气输运的生命线,为了满足苛刻的工作条件其通常由十余个功能层复合而成,结构特征复杂... 详细信息

随着陆地油气资源开采力度的日渐加大和油气储量的不断减少,海洋石油资源已成为人们关注的焦点和新一轮油气勘探开发的热点。海洋非粘结柔性管是海洋油气输运的生命线,为了满足苛刻的工作条件其通常由十余个功能层复合而成,结构特征复杂,受力分析困难。本文考虑各功能层层内、层间的摩擦接触行为,建立了某海洋非粘结柔性管三维非线性有限元分析模型,分析了其在内压、外压、轴向力、扭矩作用下的三维受力特征。研究结果表明,海洋非粘结柔性管在外载荷作用下容易产生波节性变形特征。分析可得,外压主要由外侧抗压铠装层承担,内压主要由内侧抗压铠装层承担,轴向力主要由抗拉铠装层承担,扭矩主要由与其旋向相反的抗拉铠装层承担,可针对某特定功能层进行优化设计以提高海洋非粘结柔性管的预期力学性能。

关键词：海洋柔性管非粘结摩擦接触复杂载荷应力特征

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正常及病态下静脉壁的力学特性分析

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固体力学学报 2016年第S1期37卷 10-15页

作者：任九生郑献兵陈露上海大学力学系上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444 上海市应用数学和力学研究所上海200072

本文应用多束纤维加强超弹性复合材料应变能函数及厚壁圆筒模型,通过有限变形弹性理论研究了正常及病态下静脉壁在静脉压及轴向预拉伸作用下的变形和应力分布等力学特性,着重分析了静脉移植后自适应变化静脉壁在动脉压下的力学特性.首... 详细信息

本文应用多束纤维加强超弹性复合材料应变能函数及厚壁圆筒模型,通过有限变形弹性理论研究了正常及病态下静脉壁在静脉压及轴向预拉伸作用下的变形和应力分布等力学特性,着重分析了静脉移植后自适应变化静脉壁在动脉压下的力学特性.首先利用超弹性材料厚壁圆筒模型得到了静脉壁在静脉压下的变形方程,给出了静脉压下静脉壁的变形和应力分布曲线,讨论了静脉壁的力学特性.给出了静脉移植后,正常和自适应变化静脉壁在动脉压下的变形和应力分布曲线,讨论了静脉移植后静脉壁的力学特性及其自适应性变化.然后给出了各种病态静脉壁的变形和应力分布曲线,讨论了材料参数的变化对静脉壁力学特性的影响规律.

关键词：静脉壁厚壁圆筒静脉移植应力自适应变化

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双出口房间人群疏散的出口选择行为

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上海大学学报（自然科学版） 2016年第6期22卷 737-745页

作者：董力耘陈立李翔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

采用基于背景场的元胞自动机模型研究双出口房间的人群疏散.为了刻画行人的出口选择行为,引入了衰减背景场,其中考虑了出口处拥堵的影响.出口区域内人数的变化导致衰减背景场随之动态改变.在疏散过程中,行人根据变化的背景场来选择出口... 详细信息

采用基于背景场的元胞自动机模型研究双出口房间的人群疏散.为了刻画行人的出口选择行为,引入了衰减背景场,其中考虑了出口处拥堵的影响.出口区域内人数的变化导致衰减背景场随之动态改变.在疏散过程中,行人根据变化的背景场来选择出口.数值模拟结果显示,在衰减背景场的作用下,多数行人选择大出口,少数行人选择小出口.从两个出口离开的人群几乎同时完成疏散,因此疏散时间明显缩短,两个出口都得到了有效利用.背景场衰减系数可以作为衡量行人对出口拥堵状况变化敏感程度的标志,但衰减系数并非越大越好.当衰减系数较大时,会出现振荡流并导致疏散时间变长.确定了临界衰减系数,当衰减系数取临界值时,疏散时间最短,出口利用率最大.模拟结果表明,采用衰减背景场可以很好地描述多出口人群疏散的出口选择行为.

关键词：行人疏散背景场出口选择衰减系数疏散时间

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Mn^(2+)对岩心内凝胶成像信号与封堵效果的影响研究

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钻采工艺 2016年第4期39卷 81-84,7页

作者：蒋帆顾春元狄勤丰庞东山李国健秦荣胜上海大学上海市应用数学和力学研究所上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室

针对核磁共振信号抑制剂氯化锰是否适用于区分凝胶与驱替液信号的问题,开展了Mn^(2+)对聚合物成胶和凝胶结构变化的影响实验,并采用核磁共振成像技术研究了氯化锰对凝胶的成像信号和封堵效果的影响。实验结果表明,随着配液中Mn^(2+)浓... 详细信息

针对核磁共振信号抑制剂氯化锰是否适用于区分凝胶与驱替液信号的问题,开展了Mn^(2+)对聚合物成胶和凝胶结构变化的影响实验,并采用核磁共振成像技术研究了氯化锰对凝胶的成像信号和封堵效果的影响。实验结果表明,随着配液中Mn^(2+)浓度的增加,得到的凝胶黏度降低,Mn^(2+)浓度达到10 g/L,聚合物难以成胶。同时,Mn^(2+)对已经交联的凝胶也有显著的破坏作用。当Mn^(2+)浓度超过2 g/L时,宏观上凝胶出现脱水缩聚现象。微观上凝胶由密集网状结构向稀疏环带状结构变化,当Mn^(2+)浓度超过5 g/L,原来的结构明显被破坏。在氯化锰溶液驱替凝胶过程中,驱替时间越长和Mn^(2+)浓度越高,Mn^(2+)对凝胶成像信号的掏性越明显,对凝胶结构的破坏也越大,导致凝胶在岩心中的封堵能力大幅下降,说明氯化锰溶液作为驱替凝胶的核磁信号区分试剂存在缺陷,需控制作用时间和Mn^(2+)浓度,增强凝胶的抗盐性。

关键词：核磁共振凝胶氯化锰络合反应岩心可视化

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电活性聚合物圆柱壳的动力学特性分析

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上海大学学报（自然科学版） 2016年第4期22卷 486-496页

作者：王成敏任九生上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学理学院上海200444 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200444

基于有限变形动力学理论,研究了电活性聚合物圆柱壳在内表面突加内压及电场作用下的运动与破坏问题.首先得到了描述电活性聚合物圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程,然后对方程进行了数值计算并进行动力学定性分析.当突加内压小于某个... 详细信息

基于有限变形动力学理论,研究了电活性聚合物圆柱壳在内表面突加内压及电场作用下的运动与破坏问题.首先得到了描述电活性聚合物圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程,然后对方程进行了数值计算并进行动力学定性分析.当突加内压小于某个确定的临界值时,圆柱壳产生非线性周期振动,而当突加内压大于这个临界值时,圆柱壳将被破坏.通过对振动的振幅、相图和周期的计算,讨论了外加电场、内压及圆柱壳的厚度等参数对圆柱壳振动情况的影响.

关键词：电活性聚合物突加内压非线性周期振动临界载荷破坏

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铝箔力学性能的实验研究

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实验力学 2016年第4期31卷 451-457页

作者：郭战胜王宇晖朱建宇冯捷敏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中国科学院上海硅酸盐研究所上海大学理学院力学系

铝箔已被广泛应用于电子工业,现又被用作锂电池正极集流体,因而对于铝箔的力学性能要求也在不断提高。通过表征和研究铝箔的力学性能(弹性模量、屈服强度、断裂强度等),能够为铝箔相关技术的可靠性研究提供必要的数据支持和理论指导,从... 详细信息

铝箔已被广泛应用于电子工业,现又被用作锂电池正极集流体,因而对于铝箔的力学性能要求也在不断提高。通过表征和研究铝箔的力学性能(弹性模量、屈服强度、断裂强度等),能够为铝箔相关技术的可靠性研究提供必要的数据支持和理论指导,从而使铝箔得到合理和可靠的使用。本文运用微拉伸、纳米压痕和动态力学分析(DMA)实验,分别研究了不同厚度的H18态和O态铝箔的力学性能。结果表明两者的弹性模量均约为30GPa,仅为块材的一半;H18态铝箔材料的断裂强度要明显强于块材,而O态铝箔材料的断裂强度则明显小于块材;此外,H18态铝箔材料的屈服强度明显大于块材,O态铝箔材料的屈服强度与块材相仿。并且,随着厚度的增加,H18态铝箔材料的延伸率显著增大,但是仍远小于块材。通过扫描电子显微镜(SEM)对铝箔材料断裂形貌进行微观分析,发现铝箔的拉伸断裂方式为脆性断裂。

关键词：铝箔微拉伸力学性能脆性断裂

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石墨电极中锂离子扩散的原位观测

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电源技术 2016年第8期40卷 1550-1553,1639页

作者：朱建宇郭战胜冯捷敏戴文浩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 上海大学理学院力学系上海200444

锂离子在电极中的扩散机制是理解和研究锂离子电池各类性能的基础。设计了一个新型实验室模拟电池,实时原位观测了石墨电极充电过程中的颜色变化,研究了锂离子的扩散路径和机理。实验发现,锂离子从石墨电极边缘向中心进行扩散,边缘部分... 详细信息

锂离子在电极中的扩散机制是理解和研究锂离子电池各类性能的基础。设计了一个新型实验室模拟电池,实时原位观测了石墨电极充电过程中的颜色变化,研究了锂离子的扩散路径和机理。实验发现,锂离子从石墨电极边缘向中心进行扩散,边缘部分锂离子首先达到饱和状态。充电倍率显著影响锂离子扩散机理。充电倍率增大,LiC_(18)相(对应于深蓝色区域)明显多于LiC_(12)相(对应于红色区域),反映出锂离子浓度梯度增大。通过观测颜色变化,发现大倍率充电时可嵌入的锂离子少于小倍率。通过对石墨负极图像进行原位比色,可以估算出电极的实时充电状态。

关键词：锂离子电池原位观测锂离子扩散原位比色

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基于教室人群疏散实验的行人流建模和模拟

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物理学报 2015年第22期64卷 99-108页

作者：董力耘陈立段晓茵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

基于教室人群疏散实验,从中归纳出疏散过程中行人的基本运动特征.将桌椅分别视为不可穿越和可穿越的静态障碍物,而行人则被当成可移动的障碍物,这将导致背景场随人群的运动而动态更新,因此可以更好地反映前方拥挤程度对后面人群路径选... 详细信息

基于教室人群疏散实验,从中归纳出疏散过程中行人的基本运动特征.将桌椅分别视为不可穿越和可穿越的静态障碍物,而行人则被当成可移动的障碍物,这将导致背景场随人群的运动而动态更新,因此可以更好地反映前方拥挤程度对后面人群路径选择行为的影响.采用基于动态背景场的元胞自动机模型研究了不同桌椅排列和出口宽度的教室人群疏散过程,给出了疏散时间的空间分布以及平均和最大疏散时间,再现了实验中人群疏散的基本特征.数值模拟结果表明,疏散时间取决于桌椅的排列方式和教室出口的宽度.对于同一种排列,出口越小则疏散时间越长;对于给定的出口宽度,通常随着过道数的增加,疏散时间随之减少;当过道数增加且过道宽度不足以两人并行,从两侧进入过道的行人会发生冲突,使疏散效率有所降低;靠近出口一侧墙壁设置过道有利于人群的疏散.文中进一步分析了模拟与实验结果存在差异的原因.

关键词：元胞自动机背景场行人疏散最大疏散时间

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周期载荷下电活性聚合物圆柱壳的动力响应

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动力学与控制学报 2016年第3期14卷 211-216页

作者：王成敏任九生上海市应用数学与力学研究所上海200072 上海大学力学系上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444

基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平... 详细信息

基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响.

关键词：电活性聚合物非线性常微分方程拟周期振动临界载荷破坏

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光约束颗粒射流的稳定性研究

光约束颗粒射流的稳定性研究

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第十五届现代数学和力学学术会议

作者：王志亮牛振宇王涵黄凯上海大学上海市应用数学与力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室

本文以OLED技术的真空镀膜问题为背景,对有机发光材料颗粒射流的受控约束问题进行了建模分析。通过Lorenz-Mie理论计算经过多粒子体系后高斯光束能量的的衰减规律;对建立的动理学模型应用流动稳定性理论了分析,表明存在临界电韦伯数使... 详细信息

本文以OLED技术的真空镀膜问题为背景,对有机发光材料颗粒射流的受控约束问题进行了建模分析。通过Lorenz-Mie理论计算经过多粒子体系后高斯光束能量的的衰减规律;对建立的动理学模型应用流动稳定性理论了分析,表明存在临界电韦伯数使得光束对颗粒射流的约束成立;同时采用分子动力学对颗粒系统进行了直接模拟,得到了一致的结果。

关键词：稳定性研究

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