检索结果-内蒙古大学图书馆

力学季刊 2025年第1期46卷 64-75页

作者：王振兴张能辉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上海200072

为满足新的检测需求并实现高灵敏度,微梁生物传感器技术在信号解读模型的发展方面遭遇挑战.我们通过对表面吸附作用下微梁准静态检测信号的3D有限元模拟,揭示了微梁横截面翘曲的非对称分布特征,然而现有考虑剪切变形的理论模型无法描述... 详细信息

为满足新的检测需求并实现高灵敏度,微梁生物传感器技术在信号解读模型的发展方面遭遇挑战.我们通过对表面吸附作用下微梁准静态检测信号的3D有限元模拟,揭示了微梁横截面翘曲的非对称分布特征,然而现有考虑剪切变形的理论模型无法描述这种非对称翘曲变形.针对这一问题,首先,将分子完全吸附简化为作用于微梁表面的均匀分布表面应力,通过3D有限元模拟获得翘曲零点分布规律.然后,利用平面弹性理论的半逆解法,在变形后的横截面上确定与非对称翘曲特征相适应的切应力分布和剪力,由此改进了Timoshenko梁理论,建立了预测微梁准静态检测信号的新模型.最后,通过比对实验结果和有限元模拟验证解析模型.结果表明,本文改进模型预测与有关微梁实验吻合良好,且在现有吸附-微梁静态实验所选用的几何尺寸范围内(长厚比200~500,长宽比3~7),本文改进模型关于微梁自由端挠度的预测误差(3%以内)均小于其它理论预测;剪切效应与轴力效应对微梁挠度的贡献为负,且剪切效应对微梁挠度的贡献明显大于轴力效应的贡献.本文模型和结论为微梁生物传感器静态检测信号的解读和有关设计提供了一种新的思路.

关键词：生物吸附微梁表面应力翘曲效应信号解读模型

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不同应变率条件下推进剂/衬层界面内聚力模型及其在脱粘模拟中的应用

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应用力学学报 2025年

作者：尚一星尹征南上海市应用数学和力学研究所上海市能源工程力学重点实验室上海大学力学与工程科学学院

界面脱粘是固体发动机体常见的破坏形式之一，内聚力模型（CZM）是研究发动机推进剂/衬层界面脱粘的重要手段。首先通过标准矩形试件扯离实验获得6种不同应变率下的载荷-位移曲线，确认了试件的破坏形式为粘接失效，总结了载荷-位移曲... 详细信息

界面脱粘是固体发动机体常见的破坏形式之一，内聚力模型（CZM）是研究发动机推进剂/衬层界面脱粘的重要手段。首先通过标准矩形试件扯离实验获得6种不同应变率下的载荷-位移曲线，确认了试件的破坏形式为粘接失效，总结了载荷-位移曲线的主要特征。其次，利用响应曲面法构建了获得整体最优参数的方法，通过该方法反演得到双线性（bilinear）与指数型（exponential）内聚力模型的最优参数，通过与实验曲线的对比，指明了两种模型的优缺点。最后，将指数型内聚力模型代入圆管发动机有限元模拟中，研究了内聚力参数、加载速率、界面刚度、壳体/推进剂模量等因素对界面脱粘行为的影响。结果表明，刚度与断裂能对脱粘长度有较大影响，而最大强度只影响最大剥离力，加载速率对最大剥离力与剥离长度都有明显影响，推进剂的弹性模量和界面刚度对圆管发动机r方向路径上的应力有较大影响，壳体的弹性模量却并无影响。

关键词：内聚力模型响应曲面法脱粘

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海洋深水表面张力波-重力波的单波列第n阶自共振定律

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物理学报 2023年第5期72卷 238-248页

作者：黄虎田泽冰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能源工程力学重点实验室上海200072

波-波共振机制,无论在微观物质还是在宏观物质的能量传播、分布进程中都起着一种根本、突显的作用.对于地球上最为广阔、直观的海洋表面波运动,势必更加如此而可观可知.那么,可否从中提炼出一般的波-波共振规律?尤其是最为特殊、简要的... 详细信息

波-波共振机制,无论在微观物质还是在宏观物质的能量传播、分布进程中都起着一种根本、突显的作用.对于地球上最为广阔、直观的海洋表面波运动,势必更加如此而可观可知.那么,可否从中提炼出一般的波-波共振规律?尤其是最为特殊、简要的单波列共振法则.为此,依据Phillips开创现代水波动力学而提出特定4-波共振条件的经典一整套方式方法,从基本的海洋深水表面张力波-重力波控制方程组出发,运用Fourier-Stieltjes变换和摄动方法依次给出自由表面位移的Fourier分量的第一阶微分方程.和愈来愈复杂却趋于完整的第二、三、四阶积分微分方程,在一套自创、自明而又简洁的符号体系下依次求解这些方程而求得其单波列第一阶自由表面位移和第二、三、四阶非共振与共振自由表面位移的Fourier系数以及第二、三、四阶共振条件,从而顺势推断出一般的单波列第n阶自共振定律.这就完整揭示了海洋表面张力波-重力波之单波列共振动力学的丰富内涵,有效扩展了海洋表面重力波之经典Phillips共振单波列解的适用范围,为刻画海洋表面波之双波列、更多波列的单重、多重共振相互作用机制奠定了基石,因而在全部波动领域的单波列共振规律的探寻上提供了一种典型范例.

关键词：自共振定律单波列深水表面张力波-重力波 Fourier-Stieltjes变换

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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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Plotnikov–Toland板模型中水弹性孤立波的迎撞

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力学学报 2018年第6期50卷 1406-1417页

作者：巴迪M.M. 卢东强浦俊(译) 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 不详

通过奇异摄动方法研究了在薄冰层覆盖的不可压缩理想流体表面上传播的两个水弹性孤立波之间的迎面碰撞.借助特殊的Cosserat超弹性壳理论以及Kirchhoff–Love板理论,冰层由Plotnikov–Toland板模型描述.流体运动采用浅水假设和Boussines... 详细信息

通过奇异摄动方法研究了在薄冰层覆盖的不可压缩理想流体表面上传播的两个水弹性孤立波之间的迎面碰撞.借助特殊的Cosserat超弹性壳理论以及Kirchhoff–Love板理论,冰层由Plotnikov–Toland板模型描述.流体运动采用浅水假设和Boussinesq近似.应用Poincar′e–Lighthill–Kuo方法进行坐标变形,进而渐近求解控制方程及边界条件,给出了三阶解的显式表达.可以观察到碰撞后的孤立波不会改变它们的形状和振幅.波浪轮廓在碰撞之前是对称的,而在碰撞之后变成不对称的并且在波传播方向上向后倾斜.弹性板和流体表面张力减小了波幅.图示比较了本文与已有结果可知线性板模型可作为本文的一个特例.

关键词：迎面碰撞水弹性孤立波冰层 PLK方法

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有结构壁面上液滴运动特征的耗散粒子动力学模拟

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物理学报 2013年第13期62卷 355-361页

作者：姚祎周哲玮胡国辉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200072

本文采用耗散粒子动力学方法,研究了恒定外力驱动下液滴在有结构壁面上的运动过程.通过研究液滴在通过壁面结构时前缘接触点和前进角的变化,分析了液滴的运动特征.研究结果表明,在不同润湿性或不同外力驱动下,存在使液滴运动最快的"... 详细信息

本文采用耗散粒子动力学方法,研究了恒定外力驱动下液滴在有结构壁面上的运动过程.通过研究液滴在通过壁面结构时前缘接触点和前进角的变化,分析了液滴的运动特征.研究结果表明,在不同润湿性或不同外力驱动下,存在使液滴运动最快的"最优"壁面结构,并对其机理进行了讨论.本文还探讨了壁面润湿性、热涨落以及外力对液滴运动状态的影响.

关键词：微流体有结构壁面润湿性耗散粒子动力学(DPD)

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泡沫驱油核磁共振实验及泡沫动态稳定性评价

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石油勘探与开发 2018年第5期45卷 853-860页

作者：张景楠狄勤丰华帅叶峰李原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

将核磁共振技术与传统岩心驱替实验相结合形成一种泡沫驱油核磁共振实验方法,在此基础上建立了评价泡沫在岩心中驱油时动态稳定性的新方法,研究了泡沫体系S-2(主要成分为十二烷基硫酸钠)和S-NP-2(主要成分为十二烷基硫酸钠和二氧化硅纳... 详细信息

将核磁共振技术与传统岩心驱替实验相结合形成一种泡沫驱油核磁共振实验方法,在此基础上建立了评价泡沫在岩心中驱油时动态稳定性的新方法,研究了泡沫体系S-2(主要成分为十二烷基硫酸钠)和S-NP-2(主要成分为十二烷基硫酸钠和二氧化硅纳米颗粒)在直接泡沫驱和水驱后泡沫驱下的驱油特征以及泡沫的动态稳定性。研究表明,通过核磁共振图像和T2(横向弛豫时间)谱可以直观反映泡沫的驱油特征;水驱后进一步使用泡沫体系S-2和S-NP-2驱替后的驱油效率提高幅度分别为18.05%和25.68%,最终驱油效率分别达到63.72%和67.50%,高于直接使用泡沫驱替时的驱油效率;同一泡沫体系在水驱后泡沫驱的方式中比在直接泡沫驱的方式中稳定性更好,相同驱替方式下泡沫体系S-NP-2比泡沫体系S-2更稳定。

关键词：泡沫驱驱替实验驱油效率核磁共振泡沫稳定性评价方法

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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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锰离子在多孔介质-凝胶体系中扩散及伤害凝胶的可视化实验和数值模拟

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石油勘探与开发 2019年第2期46卷 354-360页

作者：顾春元秦荣胜狄勤丰蒋帆刘子昂陈会娟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

基于核磁共振成像技术和Mn^(2+)的信号抑制特性,探索矿物离子对凝胶结构损害的可视化新方法。通过氯化锰溶液静态扩散实验和驱替凝胶实验,研究了Mn^(2+)在多孔介质-凝胶体系中的扩散和分布特征,测得凝胶的核磁图像和驱替压力。实验结果... 详细信息

基于核磁共振成像技术和Mn^(2+)的信号抑制特性,探索矿物离子对凝胶结构损害的可视化新方法。通过氯化锰溶液静态扩散实验和驱替凝胶实验,研究了Mn^(2+)在多孔介质-凝胶体系中的扩散和分布特征,测得凝胶的核磁图像和驱替压力。实验结果显示,Mn^(2+)在多孔介质-凝胶体系中的静态扩散符合Fick扩散定律,其扩散速度随Mn^(2+)浓度上升而加快,凝胶图像面积随之缩小;浓度较高的氯化锰溶液驱替凝胶过程中凝胶的图像减小更快,水驱压力降幅更大。考虑Mn^(2+)与凝胶的化学吸附反应,建立了Mn^(2+)的扩散反应数学模型,分析Mn^(2+)浓度分布特征,数值模拟结果与核磁共振成像实验结果吻合,计算得到Mn^(2+)的扩散系数约为1.6 mm^2/h,显著影响凝胶核磁成像信号的浓度不低于2.5 g/L。研究表明,岩心中Mn^(2+)向凝胶中扩散,抑制了凝胶的成像信号并损伤其强度,且浓度越高影响越大;增加凝胶的反应吸附量、采用离子吸附隔离剂、提高反应速度、减少扩散时间均可以降低Mn^(2+)对凝胶的影响。

关键词：凝胶调驱扩散反应模型氯化锰核磁共振成像凝胶伤害可视化数值模拟

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海洋表面波的3-4-5波共振守恒理论

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物理学报 2013年第13期62卷 557-560页

作者：黄虎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200072

面对海洋表面完整的两大波要素—-张力波和重力波,构建出一个确定、丰富、基本的有限水深海洋表面波的"3-4-5波共振守恒理论".与以往经典、现代的多种结果相比,充分保证了该理论的"精确性、对称性、完备性",为后继... 详细信息

面对海洋表面完整的两大波要素—-张力波和重力波,构建出一个确定、丰富、基本的有限水深海洋表面波的"3-4-5波共振守恒理论".与以往经典、现代的多种结果相比,充分保证了该理论的"精确性、对称性、完备性",为后继、普适的海洋波湍流统计理论提供了一个必备基础.

关键词：海洋表面波 Hamilton描述 3-4-5波共振波湍流

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