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刘更, 刘天祥, 温诗铸

2008, 38(5): 521-544. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-087

摘要(3161)

PDF(2088)

摘要:
接触问题广泛存在于现实生活的众多领域,近来随着微/纳米技术的不断发展,接触力学在基础理论和研究方法上面临许多新的挑战.本文在摩擦学的范畴内,对近年发展的若干求解微/纳尺度接触问题的计算方法及理论进行了综述.按发展先后及所解决问题的尺度范围划分,主要有3类评估微/纳尺度接触性能的计算方法：(1)连续介质力学方法;(2)分子动力学模拟; (3)多尺度方法.介绍了这3类计算方法的典型理论和主要数学描述,给出了这些方法对解决若干微/纳观接触问题如黏着效应、粗糙表面描述、表面摩擦及润滑、表面热效应、生物接触等的主要应用.最后, 探讨了微/纳尺度接触问题计算方法可能的发展方向及应用领域.

基于边界积分法的气泡动态特性综述

张阿漫姚熊亮

2008, 38(5): 561-570. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-133

摘要(3354)

PDF(1615)

摘要:
近年来,边界积分法(boundary integral method,BIM)被普遍应用于气泡动力学模拟,本文综述了边界积分法及其相关技术在气泡动力学特性模拟中的应用与发展.首先,讨论了气泡的重要性及边界积分法的应用;其次,讨论了气泡动态特性的数值模拟,从射流冲击前的单连通域到射流冲击后的环状气泡即双连通域的发展过程,其中包括轴对称模型和三维模型;再次,讨论了气泡运动数值模拟过程中的两种关键技术;最后,综述了近边界气泡的研究进展,并在上述基础上提出了一些尚需进一步解决的问题.

轴流压气机失速初始扰动的研究进展

吴艳辉楚武利张皓光

2008, 38(5): 571-584. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-071

摘要(2953)

PDF(1722)

摘要:
在失速主动控制思想的推动下,对轴流压气机失速初始扰动的研究一直是叶轮机械非定常流领域的热点问题之一,同时也是一个尚未认识清楚的难点问题. 本文从失速初始扰动的理论模型、实验研究和机理分析3个方面对轴流压气机失速初始扰动的研究进展进行了回顾.对目前失速初始扰动研究中的集中问题,如低速和高速环境下初始扰动的试验检测方法, 初始扰动类型,以及初始扰动出现的内在流体动力学机理等问题进行了总结. 在此基础上,讨论了叶尖区域的复杂流动特性和失速初始扰动的内在联系,并指出了失速初始扰动研究的发展趋势, 认为今后应进一步深化如下问题:初始扰动形式影响因素的系统研究, 高速压气机中初始扰动新形式研究,初始扰动产生的流体动力学物理机制及其与压气机的设计和运行参数之间的关联性研究.

深部块系岩体摆型波现象的研究进展

吴昊方秦于冬勋

2008, 38(5): 601-609. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-128

摘要(2446)

PDF(1501)

摘要:
深部岩体具有独特的自应力块系等级构造特性, 摆型波($\mu$波)现象是深部块系岩体特有的动力特征科学现象之一,集中反映了深部块系岩体非协调、非连续的动力学特性.摆型波是一种不同于传统纵波和横波的新型非线性弹性低频低速变位波,可以直接引发深部岩体岩爆和冲击地压等地质灾害,且无法用经典连续介质力学圆满解释.本文介绍了国内外对摆型波现象的实验和理论研究进展,归纳出摆型波的主要特征参数及其变化规律,并指出该领域的重点研究方向.

离散型湍流多相流动的研究进展和需求

周力行

2008, 38(5): 610-622. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-158

摘要(2962)

PDF(1701)

摘要:
离散型多相流动,指气体-颗粒(气-固)、液体-颗粒(液-固)、液体-气泡、气体-液雾以及气泡-液体-颗粒等两相或三相流动.这种类型的多相流动广泛存在于能源, 航天和航空, 化工和冶金,交通运输, 水利, 核能等领域.本文阐述了离散型多相流动的国内外基础研究,包括颗粒/液滴/气泡在流场中受流体动力作用力的研究, 颗粒-颗粒,液滴-液滴,气泡-气泡之间以及颗粒/液滴和壁面之间碰撞和聚集规律的研究,颗粒-气体和气泡-液体湍流相互作用的研究, 和数值模拟的研究,包括多相流动的雷诺平均模拟、大涡模拟和直接数值模拟的研究进展.最后, 归纳了目前尚待研究的需求.

非线性流体弹性力学研究进展

白象忠郝亚娟

2008, 38(5): 545-560. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-019

摘要(2485)

PDF(3176)

摘要:

流体弹性力学理论是用来描述液体、气体的运动与弹性结构相互作用的学科.由于其交叉性质, 涉及到人类日常生活中的方方面面,致使在许多学科和工程领域中都成了主要的研究内容,并得到了广泛地应用.本文在阐述研究流体与弹性体相互作用的非线性问题的重要意义及分类方法的基础上,介绍了非线性流体弹性力学的特征、研究现状和非线性问题的研究方法,如理论分析法、实验分析法、数值分析法和半解析法等的进展;介绍了描述介质相互作用的任意拉格朗日-欧拉(ALE)法、相容拉格朗日-欧拉(ULE)法、单一拉格朗日(SL)法和单一欧拉(SE)法之间的关系,并且对这些研究方法的优缺点进行了比较;介绍了非线性流体弹性力学研究的内容和在气动弹性力学、水弹性力学、环境流体弹性力学、微尺度流体弹性力学和涡激振动等领域中的应用;阐述了非线性流体弹性力学的发展前景和所面临的任务.

岩体中饱和渗流应力耦合模型研究进展

刘仲秋章青

2008, 38(5): 585-600. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2007-054

摘要(2681)

PDF(2829)

摘要:

在大坝渗流与控制、各种水工隧洞和交通隧道以及地下各种洞室开挖、采矿工程与油藏开采中的水力劈裂、岩坡和坝基的稳定性研究等领域中经常会遇到岩体的饱和渗流应力耦合问题.本文对这些领域中的渗流应力耦合问题分为6种力学模型:等效连续介质模型、裂隙网络模型、双重介质模型、断裂力学模型、连续损伤力学模型和统计模型.前3种主要从经典的黏弹塑性本构着手考虑,着重对渗流场的处理,后3种则是从考虑岩体在耦合作用下发生损伤破裂行为方面切入,着重于岩体结构内部发生质的改变带来的更加复杂的耦合效应.对这些模型进行了详细的介绍,指出了这些模型的优缺点与适用范围, 给出了一些有代表性的研究成果,并对该研究领域中未来的研究方向进行了展望.

第一届Batchelor 奖获得者Howard Stone教授研究工作简评

胡国庆

2008, 38(5): 623-624. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-052

摘要(3436)

PDF(1398)

摘要:
Howard Stone 是哈佛大学工程和应用数学Vicky Joseph教授，因为1998至2007年之间的出色研究成果获得ICTAM2008年度Batchelor Prize。Batchelor流体力学奖和Lodney Hill固体力学奖是国际理论与应用力学协会设立的两奖项，旨在表彰获奖者在过去十年内在其力学研究的分支中所取得的重要贡献。Stone教授是Batchelor 奖的第一位获奖人。Batchelor 奖评选委员会对Stone教授获奖的评价为："Howard Stone 由于1998-2007十年间具有广度和深度的研究工作以及在流体力学方面广为公认的领导地位而获得承认。他特别地因以下的开创性研究工作而众所周知：微尺度流体力学，包括对滑移边界条件的研究，混合控制，电渗流效应；泡沫流，特别是提出和验证了新的泡沫渗流通用方程；表面张力和表面效应；生物流体力学；胶体动力学。他具有设计和分析简单模型问题的非凡能力，并通过理论、计算和实验方法对这些模型问题进行研究，从而获得重要的基础认识和实际应用。"

第一届Rodney Hill奖获得者Michael Ortiz教授研究工作简评

黎波

2008, 38(5): 625-626. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-075

摘要(2853)

PDF(1223)

摘要:
Michael Ortiz ，加州理工学院航空与机械工程Dotty and Dick Hayman教授，美国文理学院院士，由于其在1998至2007年之间的出色研究成果荣获ICTAM2008年度Rodney Hill Prize。Rodney Hill固体力学奖和Batchelor流体力学奖是国际理论与应用力学协会设立的，旨在奖励研究者在过去十年内在其力学研究的分支中所取得重要贡献的两奖项。Ortiz教授是Rodney Hill 奖的第一位获奖人。

微通道中应用"流动汇聚"形成分散体系

Shell L. Anna, Nathalie Bontoux, Howard A stone

2008, 38(5): 627-630. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-111

摘要(2154)

PDF(763)

摘要:
在微流控器件内集成具有流动汇聚功能的几何结构以研究液--液系统中液滴的形成.相图显示液滴的大小为流量以及两种液体流量比的函数, 它包括两个区域,在一个区域中液滴大小和孔隙宽度接近,而在另一区域液滴大小则取决于``汇聚''后的细流直径,从而能形成远小于孔隙的液滴. 单分散和多分散乳状液均可以被生成.

用于三维裂纹扩展分析的有限变形不可逆内聚元

M.Ortiz, A.Pandolfi, 申胜平, 刘彬

2008, 38(5): 630-640. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-056

摘要(2431)

PDF(9)

摘要:
为了能准确和高效的跟踪动态裂纹扩展,我们发展了三维有限变形的内聚元和一系列不可逆内聚力关系.该内聚元通过采用不可逆内聚力关系来控制裂纹两侧物质的逐渐分离和形成自由表面,这一点可类比于传统有限元对块体材料的离散化.为了展示该方法的预测能力及便于灵活使用的特点,我们模拟了Zehnder和Rosakis$^{[1]}$所做的重物落下动态断裂实验,值得注意的是该方法可以近似模拟出裂尖的轨迹.

2008年度力学科学处面上项目、青年基金和地区基金资助情况介绍

孟庆国詹世革周济福

2008, 38(5): 641-648. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-115

摘要(1572)

PDF(1342)

摘要:

1978年全国力学学科发展规划制定的前前后后

黄永念

2008, 38(5): 649-651. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-053

摘要(1680)

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摘要:

第五届国际计算流体力学大会介绍

张宇飞符松

2008, 38(5): 652-652. doi: 10.6052/1000-0992-2008-5-J2008-106

摘要(1714)

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