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层合压电脱层梁的波动谐响应分析

层合压电脱层梁的波动谐响应分析

作者：王立喆湖南大学

学位级别：硕士

智能结构的出现大大的提高了材料的感知、修复及控制能力,由于压电材料具有正负压电效应,是制造智能结构的主要材料之一。层状压电结构是智能结构的重要形式,而且应用非常广泛,但是该类结构容易出现脱层现象,由于脱层的存在致使结构的... 详细信息

智能结构的出现大大的提高了材料的感知、修复及控制能力,由于压电材料具有正负压电效应,是制造智能结构的主要材料之一。层状压电结构是智能结构的重要形式,而且应用非常广泛,但是该类结构容易出现脱层现象,由于脱层的存在致使结构的承载能力明显下降,甚至出现破坏现象。本文针对层合压电梁的基本分析模型,分别基于Timoshenko梁理论和三阶剪切变形梁理论,建立了动力学基本方程式,进行了合理的形函数假设,采用波动理论进行动力响应求解,分析了脱层参数对动力响应的影响。具体研究内容如下:(1)对压电弹性层合梁的一些基本概念进行了综合性概述,根据压电材料的力—电耦合效应特性,分别建立了适用于压电层合梁的Timoshenko梁理论和三阶剪切变形梁理论的动力学基本方程式,提出了频散关系和动力响应的求解方法。(2)利用Timoshenko梁理论,对具任意脱层压电弹性层合梁进行了谐响应分析,得出了梁的频散关系以及各区位移和电势函数的解析解。通过算例分析,详细讨论了脱层几何参数对梁位移和压电层中电势的影响。(3)采用三阶剪切变形梁理论,对具任意脱层压电弹性层合梁进行了谐响应分析,得出了梁的频散关系以及各区位移和电势函数的解析解。并将算例中所得的结果与一阶剪切变形理论所得的结果进行了比较,分析了一阶剪切变形梁理论和高阶剪切变形梁理论的适用范围。本文的主要创新点在于对压电弹性脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱层位置,分别根据一阶和三阶剪切变形梁理论进行了合理的位移形函数假设,通过长波情况下的电势分布简化,考虑无外加电压时,利用波动理论方法对压电层合悬臂梁进行了求解分析。给出了梁的频散关系,得到了各位移分量和电势的解析解,分析了脱层参数对位移和电势的影响规律。为新的脱层检测方法提供了理论依据。

关键词：压电层合梁脱层剪切变形梁理论频散关系谐响应分析

声带隙材料的等效介质模型及模态能带间的关联

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声带隙材料的等效介质模型及模态能带间的关联

作者：王大鹏北京交通大学

学位级别：硕士

声带隙材料具有独特的性能和广阔的应用前景,近年来已成为物理学、声学、力学以及其它相关学科活跃的研究领域之一,许多学者已经对其带隙特征进行了大量的研究,本文通过建立声带隙材料的等效非局部弹性介质模型,考察了各模态体波及表面... 详细信息

声带隙材料具有独特的性能和广阔的应用前景,近年来已成为物理学、声学、力学以及其它相关学科活跃的研究领域之一,许多学者已经对其带隙特征进行了大量的研究,本文通过建立声带隙材料的等效非局部弹性介质模型,考察了各模态体波及表面波频散曲线之间的联系。以四方晶格和三角晶格体系为例,重点讨论了波沿两个主对称方向(即Brillouin区的Γ-X和Γ-M方向)传播的情况,利用频散关系等效获得了等效非局部弹性模量(即经典局部弹性模量与影响函数的乘积),通过假设影响函数的统一形式计算各模态波的频散曲线,并将结果与平面波展开法的结果相比较,验证等效非局部模型的有效性。关于两种晶格结构中体波的研究结果表明：沿Γ-X方向,三种影响函数在第一BZ区内相差很小,可以近似取为同一种形式,并由此得到三种模态体波频散曲线之间的近似关系;在第二BZ区内影响函数差别较大,P波与SV和SH波频散曲线之间的近似关系符合不好,但SH与SV波频散曲线之间的近似关系依然符合较好。沿Γ-M方向,三种影响函数在第一BZ区内就已经存在较大差距,不宜将各影响函数取为同种形式,因而也不能得到各模态波频散曲线之间的关系。关于四方晶格结构中表面波的研究结果表明：沿Γ-X方向,在第一BZ区内,将影响函数近似取为同一形式得到的表面波频散曲线与平面波展开法的结果非常接近,这实际给出了体波与表面波频散曲线之间的关系;在第二BZ区内结果相差稍大,近似程度不高。总之,等效非局部弹性模型是一个有希望能够近似描述声带隙材料波动行为的新的连续介质模型,但波沿任意方向传播时的等效非局部弹性模量(或影响函数)的确定尚存在困难,有待进一步研究。

关键词：声带隙材料弹性波非局部弹性理论等效介质频散关系带隙

基于X波段雷达的海流信息反演及海态参数影响因素分析

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基于X波段雷达的海流信息反演及海态参数影响因素分析

作者：王广海中国海洋大学

学位级别：硕士

近年来，随着海洋遥感技术的发展，X波段雷达作为一种重要的海洋监测手段引起了人们的高度重视。相对于传统的监测手段，利用X波段雷达进行海洋监测具有造价低廉、方便快捷、经济实用以及高时空分辨率等优点，具有广泛的应用前景。基于... 详细信息

近年来，随着海洋遥感技术的发展，X波段雷达作为一种重要的海洋监测手段引起了人们的高度重视。相对于传统的监测手段，利用X波段雷达进行海洋监测具有造价低廉、方便快捷、经济实用以及高时空分辨率等优点，具有广泛的应用前景。基于X波段雷达反演海态的研究在过去的几十年中取得了较大发展，而我国在这方面的研究起步较晚，因此需要大力开展利用X波段雷达反演海态方面的研究。本文简要回顾了利用X波段雷达反演海态参数技术的发展历史和国内外研究现状，并介绍分析了基于X波段雷达反演海态参数的原理和技术路线，在此基础上对反演过程中涉及的海流的反演、带通滤波器的设计以及分辨率对反演结果的影响等几个重要问题进行了深入的分析研究。海流是重要的海态参数，其反演算法是基于线性波所满足的频散关系方程。海流的反演是整个反演过程中最为重要的，为此本文深入研究分析了基本频散关系和高阶频散关系以及流速对频散关系的影响，并在此基础上探讨了四种海表面流反演算法，通过模拟和试验数据验证了算法的有效性。通过比较分析每种算法的优劣，为今后算法的改进提供了依据。由于海杂波图像受到大量噪声的干扰，因此得到的图像谱中经常会含有非海浪成分，这必然会对海流及其它海态参数的反演结果产生较大影响。为了提高反演的准确性，必须要对应用于海流反演的滤波器设计进行研究，从而提高滤波效果。针对这一问题，本文对现有的应用于海流反演的滤波算法进行了深入分析，提出了一种新的基于滤波器设计的海流反演算法，并通过对试验数据验证了该算法的可行性和有效性。海态参数的反演精度除了受到具体算法的影响外，还受到采样数据的影响。本文通过处理时间采样不同的试验数据，研究了分辨率对反演参数精度的影响。试验结果表明，要获得良好的反演结果，雷达天线的转速不能太低以保证合适的频率空间，用于反演的雷达图像序列的数目不能太少以保证合适的频率分辨率，从而在保证反演精度的基础上，提高反演的效率。

关键词：海杂波海流海浪谱频散关系带通滤波

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滑移流对浅水湖泊风浪传播特性影响试验研究

水科学进展 2020年第4期31卷 592-600页

作者：高昂吴时强吴修锋王芳芳戴江玉宋凯南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

浅水湖泊等有限风吹程及水深水域的风浪多处于发展阶段,风拖曳表层水体产生的滑移流会对风浪传播特性产生影响,风浪的波速、波长等参数难以通过线性波的理论频散关系获取。为准确预测湖泊风浪参数,在考虑浅水湖泊的有限吹程和水深特征... 详细信息

浅水湖泊等有限风吹程及水深水域的风浪多处于发展阶段,风拖曳表层水体产生的滑移流会对风浪传播特性产生影响,风浪的波速、波长等参数难以通过线性波的理论频散关系获取。为准确预测湖泊风浪参数,在考虑浅水湖泊的有限吹程和水深特征的基础上,利用风洞水槽模拟研究了滑移流对风浪传播特性的影响。结果表明:滑移流、斯托克斯流及表面流均与风速正相关,滑移流与表面流比值随着风速的增加逐渐降低并稳定于75%;滑移流对波速和波长有促进作用,对小尺度波浪的促进作用尤其显著;波浪非线性会抑制滑移流对波速及波长的促进作用;建立了考虑滑移流影响的风浪经验频散关系式以及风浪主频波速经验关系式。

关键词：浅水湖泊风生波风洞水槽滑移流频散关系快速傅里叶变换

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基于厚板精化理论研究结构振动的模态控制方法

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工程力学 2014年第3期31卷 45-51页

作者：倪博胡超周传平同济大学航空航天与力学学院上海200092 上海精密计量测试研究所上海201109 扬州大学建筑科学与工程学院扬州225127

平板动力学与控制是工程结构设计中的重要研究课题。该文基于厚板弯曲振动的精确化方程,采用Hamilton状态空间方法,研究了平板结构的振动控制问题。通过满足平板两侧的自由边界条件以及两端的边界条件,确定了悬臂厚板中的振动模态。而后... 详细信息

平板动力学与控制是工程结构设计中的重要研究课题。该文基于厚板弯曲振动的精确化方程,采用Hamilton状态空间方法,研究了平板结构的振动控制问题。通过满足平板两侧的自由边界条件以及两端的边界条件,确定了悬臂厚板中的振动模态。而后,采用独立模态控制方法,对悬臂板条的振动控制策略进行了研究,并把结果与基于Mindlin板理论计算得到的结果做了对比分析。最后,对模态控制实施的数值结果做了进行了讨论。该文研究结果可望能在现代工程结构动力学分析和振动控制中得到应用。

关键词：悬臂板结构平板振动精确化方程频散关系模态控制方法动力学与控制

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大地电磁阻抗相位资料的特点和应用

地震地质 1988年第4期 159-168页

作者：晋光文国家地震局地质研究所

本文对大地电磁阻抗相位资料的性质及其意义作了总结和评述。文中述及的阻抗相位资料正则化反演方法,是在文献〔1〕的基础上进行了改进,笔者就此给出了实际算例和概要分析。

关键词：地球电磁响应阻抗相位分辨率频散关系反演解释

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大气中的三维非线性惯性重力内波

南京气象学院学报 1984年第2期7卷 176-191页

作者：陆维松

本文从三维非线性大气动力学方程组出发,在“相路法”的基础上,利用线性变换法,将非线性的三维问题化为非线性的二维问题,把非线性项在方程平衡点附近按泰勒(Taylor)级数展开到三阶,并且求解了非线性二维方程组,从而得到了三维非线性惯... 详细信息

本文从三维非线性大气动力学方程组出发,在“相路法”的基础上,利用线性变换法,将非线性的三维问题化为非线性的二维问题,把非线性项在方程平衡点附近按泰勒(Taylor)级数展开到三阶,并且求解了非线性二维方程组,从而得到了三维非线性惯性重力内波的显式解析解。分析指出:对于非线性项取二阶,其解是由余弦波和椭圆余弦波叠加而成的。对于三阶情况,三维非线性的惯性重力内波满足变形的考特威—德佛里斯(MKDV)方程,在一定的条件下,其解由两个孤立波叠加而成。另外,还求出一个准确的隐式解。文中还分别讨论了各种解的动力学性质。

关键词：惯性重力内波显式解波幅有限振幅椭圆余弦波内孤立波频散关系