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基于随机位移方法的河道植被区悬沙沉积分布计算模型

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工程科学与技术 2025年第1期57卷 48-56页

作者：李川孙思晨单钰淇刘永浩刘超四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065 四川大学灾后重建与管理学院四川成都610065

天然河道中,水生植被影响水流特性与悬沙输移规律,使得河道植被区的悬沙沉积分布相比于无植被区更加复杂,模拟难度更高。为探究河道植被区悬沙沉积分布,本文将改进边界条件后的随机位移模型引入植被作用下的水沙输移研究,融合真实形态... 详细信息

天然河道中,水生植被影响水流特性与悬沙输移规律,使得河道植被区的悬沙沉积分布相比于无植被区更加复杂,模拟难度更高。为探究河道植被区悬沙沉积分布,本文将改进边界条件后的随机位移模型引入植被作用下的水沙输移研究,融合真实形态植被对水流特性的影响,提出了适用于真实形态植被(以芦苇为例)下的悬沙沉积分布计算模型。为验证计算模型的准确性,本文选用具有真实外形的仿真芦苇开展水槽试验,详细测量了不同泥沙粒径、水流条件和植被密度下的芦苇区悬沙沉积沿程分布。试验结果发现:泥沙粒径、上游平均流速和植被密度均影响河道芦苇区的悬沙沉积分布,其中,对植被区前端的悬沙沉积量影响尤为显著。植被区泥沙补给是否受限会导致悬沙沉积呈现两种截然不同的分布。本文提出的数值计算模型可较好地模拟泥沙补给不受限条件下河道植被区的悬沙沉积分布,模拟结果与试验结果的量级和变化趋势均吻合较好;但该模型不能捕捉泥沙补给受限条件下植被区的悬沙沉积分布。综上,本文提出的基于随机位移方法的计算模型可较准确地预测河道植被区的悬沙沉积沿程分布,但仅适用于植被区泥沙补给不受限的情况。

关键词：河道植被区随机位移模型仿真芦苇悬沙沉积分布

复杂两相流动的动态网格自适应连续表面力方法

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西南交通大学学报 2025年

作者：罗双双杨翊仁孙建伟陈浩西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室华北油田第四采油厂

本文针对具有显著气液边界拓扑变化的两相流动问题，提出了一种基于树状数据结构的动态网格自适应方法，并将该方法应用于Continuum Surface Force（CSF）表面张力模型。在自适应网格框架下，本文构建了基于流场速度小波分析的离散误差... 详细信息

本文针对具有显著气液边界拓扑变化的两相流动问题，提出了一种基于树状数据结构的动态网格自适应方法，并将该方法应用于Continuum Surface Force（CSF）表面张力模型。在自适应网格框架下，本文构建了基于流场速度小波分析的离散误差网格加密准则，同时详细讨论了加密准则中考虑两相界面曲率的情况，扩展了四叉树/八叉树数据结构下两相流动的连续表面力方法，实现了二维、三维以及轴对称情况下网格的自适应加密。通过考虑表面张力的Laplace律，验证了本文介绍的方法在气液边界处计算表面张力的误差不超过3.5%。此外，在表面张力波数值算例中，利用自适应网格可实现高解析度的特性，本文方法准确预测了表面张力波振幅的演化过程，与正则模态解相比，均方根误差可小至10-5量级。最后，我们在数值仿真中复现了双元液滴正碰的物理过程，从而验证了本文所构建的自适应连续表面力模型在处理复杂气液界面流动问题时，能够准确描述两相流动问题中的复杂界面拓扑变化。

关键词：两相流动四叉树/八叉树数据结构连续表面力方法自适应网格

装有气流导向装置的网格圈式集聚纺数值模拟与实验验证

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纺织学报 2025年第1期46卷 34-41页

作者：宋凯莉郭明瑞高卫东生态纺织教育部重点实验室(江南大学) 江苏无锡214122

为优化集聚纺集聚区的气流状态,通过在集聚区安装一个气流导向装置来改变流场分布,以增强气流作用效果。为提高研究效率,量化分析流场参数,借助ANSYS Fluent软件对集聚区流场进行数值模拟。将网格圈加入数值模拟模型,优化了仿真参数,得... 详细信息

为优化集聚纺集聚区的气流状态,通过在集聚区安装一个气流导向装置来改变流场分布,以增强气流作用效果。为提高研究效率,量化分析流场参数,借助ANSYS Fluent软件对集聚区流场进行数值模拟。将网格圈加入数值模拟模型,优化了仿真参数,得到更准确的集聚区气流分布规律。通过对比气流在集聚区的集聚有效面积,探索负压大小和气流导向装置对集聚区平行于罗拉轴向的气流速度分量的影响,并对结果进行纺纱实验验证。结果表明:负压的增大和气流导向装置均可增大集聚区的集聚有效面积,面积增大幅度分别为34.49%和62.16%;纱线性能方面,线密度越大,气流导向装置的提升效果越好,纺制29.2 tex棉纱时,与无导向装置相比,毛羽(≥3 mm)减少了28.9%,断裂强度提升了7.62%。

关键词：集聚纺数值模拟气流导向装置气流分析纱线质量

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复合固体推进剂本构模型研究进展及发展趋势

国防科技大学学报 2025年第1期47卷 1-22页

作者：徐一航李道奎周仕明国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室湖南长沙410073

复合固体推进剂作为固体火箭发动机的重要能量来源,其力学性能一直是工程领域所关注的重点。聚焦推进剂力学性能表征中的宏观本构模型和细观力学模型,系统梳理了两类模型的发展脉络,明确了模型之间的差异,指出了各种模型的适用条件,分... 详细信息

复合固体推进剂作为固体火箭发动机的重要能量来源,其力学性能一直是工程领域所关注的重点。聚焦推进剂力学性能表征中的宏观本构模型和细观力学模型,系统梳理了两类模型的发展脉络,明确了模型之间的差异,指出了各种模型的适用条件,分析了现阶段宏、细观力学模型在推进剂力学性能表征中的困难和挑战。以跨尺度力学模型为代表的力学模型的提出,将助力推进剂力学性能表征问题的解决。未来推进剂力学表征建模中的关键是复杂条件下试验研究,重点是发展高精度与高性能的多尺度数值计算方法,以及将以人工智能技术为代表的数据驱动技术融入模型创新中。

关键词：复合固体推进剂宏观本构模型细观模型黏弹性模型

拉伸速率对HTPB推进剂并行流变框架模型的影响

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国防科技大学学报 2025年第1期47卷 42-50页

作者：周仕明徐一航李道奎申志彬国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室湖南长沙410073

为分析四组元HTPB推进剂不同拉伸速率组合对并行流变框架模型的精度影响,基于并行流变框架建立了推进剂的非线性黏弹性本构模型;通过对不同拉伸速率实验进行组合构建了本构模型,得到相应的模型参数。将有限元模型和数值计算结果与实验... 详细信息

为分析四组元HTPB推进剂不同拉伸速率组合对并行流变框架模型的精度影响,基于并行流变框架建立了推进剂的非线性黏弹性本构模型;通过对不同拉伸速率实验进行组合构建了本构模型,得到相应的模型参数。将有限元模型和数值计算结果与实验结果进行对比,将不同速率组别构建的本构模型误差进行了对比分析。结果表明当采用高速率与低速率组别相结合的方式即可精确建立本构模型,无须进行中间速率的大量实验。且高速率推进剂拉伸实验的速率可以截至3 000 mm/min,无须再增加速率。此分析为简化推进剂材料实验提供了合理建议,提高了实验效率。同时,为快速预测推进剂材料的力学性能开辟了一条有效途径。

关键词： HTPB推进剂并行流变框架拉伸速率快速预测

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基于Z扫描技术的超快脉冲激光焦深测量方法

物理学报 2025年

作者：林克晟高宇钟筱晴姜小芳华南师范大学原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室广东省高等学校物质结构与相互作用基础研究卓越中心物理学院华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室粤港量子物质联合实验室

传统焦深测量方法大多需要直接捕捉光斑尺寸，但超快脉冲激光系统焦点处高峰值光强容易使仪器损坏，而利用自相关和平移探测器等方法光路复杂，容易引入误差. 考虑到现有方法的局限，本文提出了一种基于Z扫描技术的超快脉冲激光焦深测... 详细信息

传统焦深测量方法大多需要直接捕捉光斑尺寸，但超快脉冲激光系统焦点处高峰值光强容易使仪器损坏，而利用自相关和平移探测器等方法光路复杂，容易引入误差. 考虑到现有方法的局限，本文提出了一种基于Z扫描技术的超快脉冲激光焦深测量新方法. 从非线性光学理论出发，推导出利用开孔Z扫描技术测量具有双光子吸收特性的材料时，透射率曲线符合洛伦兹分布，拟合后可以快速确定焦点位置及焦深大小. 通过仿真不同因素下的测量结果，验证了利用Z扫描技术测量光学系统焦深的可行性. 通过实验测量不同样品厚度、入射光强、样品类型及不同透镜超快光学系统的透射率曲线，表明开孔Z扫描曲线的半高全宽与理论焦深值具有显著一致性. 该方法将焦深大小与透射率曲线的束腰半径相关联，利用Z扫描曲线的洛伦兹分布特性排除了不同因素对测量结果的影响，能够准确测量超快脉冲激光聚焦系统的焦深.

关键词： Z扫描双光子吸收焦深洛伦兹分布

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基于POFI方法的模糊系统及其响应性能

模式识别与人工智能 2008年第2期21卷 129-135页

作者：彭家寅内江师范学院数学系四川省高等学校数值仿真重点实验室内江641112

用逐点模糊优化推理方法(POFI),详细讨论基于6个常见蕴涵算子的模糊系统及其响应函数.首先分别给出基于POFI方法的这些蕴涵算子的FMP算法中寻求推理后件(或前件)的计算表达式.然后指出基于POFI方法的这6个蕴涵算子模糊控制算法均非插值... 详细信息

用逐点模糊优化推理方法(POFI),详细讨论基于6个常见蕴涵算子的模糊系统及其响应函数.首先分别给出基于POFI方法的这些蕴涵算子的FMP算法中寻求推理后件(或前件)的计算表达式.然后指出基于POFI方法的这6个蕴涵算子模糊控制算法均非插值方法,其模糊控制器均只具有阶跃输出功能,而无函数逼近的泛性.

关键词：模糊控制逐点模糊优化推理方法(POFI) 模糊蕴涵算子响应函数泛逼近性

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桥面移动车辆横风气动特性数值模拟研究

振动与冲击 2025年第4期44卷 134-143页

作者：朱超张佳明冯玉祥马存明陈旭骏广东省公路建设有限公司黄茅海跨海通道管理中心广州510623 西南交通大学桥梁工程系成都610031 西南交通大学风工程四川省重点实验室成都610031 上海振华重工(集团)股份有限公司上海200125

车辆的横风效应是影响大跨度桥梁桥面行车安全性和舒适性的重要因素,并直接关系到桥梁的正常运营,而当前关于车辆气动特性的研究却大多针对地面场景。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真平台,采用重叠动网... 详细信息

车辆的横风效应是影响大跨度桥梁桥面行车安全性和舒适性的重要因素,并直接关系到桥梁的正常运营,而当前关于车辆气动特性的研究却大多针对地面场景。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真平台,采用重叠动网格技术同时模拟了集装箱货车在双箱梁桥面和地面上的真实运动,详细研究了桥面移动车辆在横风作用下的绕流流场和绕流气动力。结果表明:移动车辆在横风作用下的绕流特征主要与风速和车速所控制的合成风偏角有关;此外,与地面场景的模拟结果相比,桥面的存在显著降低了车辆的侧向力和横摆力矩,但在一定程度上增加了侧倾力矩,而且这种影响还与车辆在桥面上行驶的车道位置有关;最后,提出了桥面移动车辆气动力系数关于合成风偏角的经验公式以方便工程应用。

关键词：风-车辆-桥梁系统移动车辆气动特性计算流体动力学(CFD)数值模拟重叠网格

具有吸引作用的活性布朗粒子的团簇行为和自发速度对齐

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物理学报 2025年

作者：陈健丽李佳健艾保全华南师范大学原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室广东省高等学校物质结构与相互作用基础研究卓越中心物理学院

在活性布朗粒子系统中，速度的自发对齐是可实现的，但其机制及影响因素尚需进一步研究。本文主要探讨了具有吸引性相互作用的活性布朗粒子系统中的团簇行为和自发全局速度对齐现象。吸引性相互作用和自推进作用的耦合导致粒子趋向于与... 详细信息

在活性布朗粒子系统中，速度的自发对齐是可实现的，但其机制及影响因素尚需进一步研究。本文主要探讨了具有吸引性相互作用的活性布朗粒子系统中的团簇行为和自发全局速度对齐现象。吸引性相互作用和自推进作用的耦合导致粒子趋向于与周围粒子速度对齐。通过数值模拟，本文发现自推进作用与吸引性相互作用之间的竞争显著影响团簇的形成及其结构，系统中会出现网状团簇、块状团簇、粒子离散分布或形成不稳定团簇，并进而影响自发速度对齐程度。其中，块状团簇结构最有利于自发速度对齐的实现。随着自推进作用在竞争中逐渐占优，中低填充分数系统中速度对齐程度呈现增加-稳定-下降的趋势，而高填充分数系统则表现为先稳定后下降的趋势。系统形成单一块状团簇时，能够实现自发全局速度对齐。

关键词：活性布朗粒子团簇行为自发速度对齐全局速度对齐