引言新一轮的高超声速技术对飞行器在“极端”环境和“极端”动力条件下的飞行提出了新的挑战,它也面临降热、减阻、控制等一系列的难题.当飞行器以高超声速飞行时,头部弓形会由于激波压缩和黏性阻滞减速而产生高温,其温度高达几千度甚至上万度,高温下气体化学反应产生的离子和电子在飞行器周围形成一个等离子体鞘层.高 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言近年来,诸多****采用CFD(computationalfluiddynamics)方法对舰艇在恶劣海况下的运动及阻力进行了研究[1-4].潜艇自身附体引发的非均匀来流会诱发螺旋桨载荷的周期性波动,进而诱发艇体结构振动而增加辐射噪声,降低潜艇自身的隐身性能[5].无线电信号在水中的传输距离有限 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言人类日益增长的能源需求不仅导致了不可再生能源如煤炭、石油、天然气临近枯竭,还加剧了全球环境的恶化.为了解决这一问题,人类开始寻找绿色可再生替代能源[1-2].全球海洋能最具有潜力,能源提取的选择范围最广,其中包括波浪、潮汐和洋流、海洋热能、盐度梯度、海洋生物能和海底地热能等[3-4].振荡水柱( ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言目前传统合金的性能开发趋于饱和,高熵合金颠覆性的合金设计理论引起了学术界极大的关注,相关的研究得到了快速发展[1].****们对于高熵合金的研究成果主要归纳为五大效应,即热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应、性能上的“鸡尾酒”效应及组织上的高稳定性[2-6].具有高强 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言面内功能梯度材料薄板结构在土木工程、海洋工程等领域应用广泛,该结构由功能梯度材料所组成(functionallygradedmaterial,FGM),其材料特性随着空间位置的变化而表现为梯度性的变化[1].在现有研究中,于天崇等[2]研究了面内变刚度薄板在特定边界下弯曲问题的Levy解.朱竑祯 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言近年来,轮毂电机驱动电动汽车,因传动效率高、便于实现智能控制等优点,得到了广泛关注[1-3],是未来电动汽车的发展方向.但独立驱动电动汽车的动力学与控制也面临诸多新问题,其一是簧下质量大,导致轮胎动载荷增加,轮胎与路面动力学相互作用更加突出.其二是电机激励进一步加剧车轮振动,影响轮胎的接地安全性 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言近年来随着高速列车运行速度的提高,车辆系统的蛇行失稳问题越发突出,蛇形运动作为车辆系统的固有属性,严重影响着车辆系统的运行平稳性、乘坐舒适性和安全性[1],对车辆系统进行非线性动力学理论方面的研究,不仅可以从车辆动力学角度更加全面地了解蛇形运动,而且对车辆系统的设计与参数优化也具有非常重要的意义 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言近年来,随着对临近空间战略意义认识的加深,各航空航天大国发展了众多临近空间飞行器.为满足长航时、大载荷、高超声速巡航等需求,这类临近空间飞行器通常整体尺寸较大,各部件间差异显著,飞行过程会出现多物理多场耦合、多流区共存的多尺度复杂流动现象,传统的数值模拟方法如基于宏观连续介质假设的纳维?斯托克斯 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言海洋系统天然受到多种环境因素(风速、温度、海水含盐量等)、人类活动和天体运动等不确定扰动的影响,导致其洋流运动复杂而多样[1-2].然而,一些观测和研究发现,其内部蕴含着能够对洋流的运动方向和趋势起限制和导向作用的复杂动力结构和特征,影响甚至主导了表面漂浮物的流动形式和演化路径.例如,经志友等[ ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言随着常规油气资源的减少,致密油资源成为全球非常规油气勘探开发的热点[1-4],并且北美致密油开发已取得突破性进展[5-7].我国致密油资源丰富、分布广泛,致密油地质储量为2.0×1010t,技术可采储量为2.0×109~2.5×109t[8].我国多数致密油藏具有初始产油量低、产量递减快、衰竭采 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言超构材料或超材料(metamaterials)是将精心设计的基本单元通过一定的空间排列来实现普通材料所不具有的奇异或反常性能,如带隙、波导、负折射、负模量、负密度、超透镜、声学聚焦、声学隐身和拓扑态等[1-2],已成为一个多学科交叉的前沿研究领域.过去几十多年来陆续出现的左手材料[3]、光子晶体 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01石油和天然气在我国经济发展中起到了积极支撑作用.随着经济发展的后石油时代到来,我国油气资源对外依存度已超出了能源安全的警戒线.为保障国家能源安全,我国对非常规油气资源的开发力度大幅增加.自1996年以来,我国在页岩油气、煤层气、致密油气以及天然气水合物等非常规油气资源勘探开发领域取得了显著进展.作为 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言天然气水合物(简称水合物)是由天然气分子与水分子在高压、低温环境下形成的非化学计量笼型结晶物质[1],广泛分布于全球近海大陆架及陆地永久冻土地带[2],资源储量巨大,被认为是21世纪最具潜力的替代能源之一[3].自20世纪开始,世界各国陆续成立了专门的水合物研究机构并开展了相关研究[4],在此基 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言致密油藏水平井体积压裂投产后,随着地层能量不断释放,采油能力衰减,产量递减快.在注水吞吐、水驱、CO2驱等能量补充方式中,长庆、吐哈等油田采用注水吞吐,初期增油效果好.注水吞吐成为接替衰竭开采、补充地层能量的有效方式[1-2].Hagoort等[3]、Fan等[4]和Wang等[5]提出注水易诱 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言随着以煤炭、石油和木柴为代表的传统能源消耗带来的巨量的空气污染日益引起全社会的关注,天然气作为一种相对较为清洁的能源得到了广泛的重视[1].近年来在非常规油气藏勘探和开发技术上的迅猛发展,使得具有巨大潜在储量但一直得不到有效开发的以页岩气为代表的非常规油气资源成为了投资热点和研究焦点[2].中国 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言非常规天然气主要包括页岩气、致密气和煤层气,已有研究[1]通过对比中美两国天然气的发展特点,预测2035年我国非常规天然气年产量将升至1160亿立方米,接近常规天然气产量,对我国能源安全和能源供应具有重要意义.虽然非常规天然气的勘探开发技术已取得长足发展[2],但是高效、准确和经济的储层含气量评 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言页岩气藏储层孔隙结构复杂,孔隙尺寸跨度较大[1-5].国际理论化学与应用化学联合会对孔隙尺寸分类定义[6]如下:孔隙尺寸在2nm以下孔隙为微孔隙;孔隙尺寸在2~50nm之间的孔隙为介孔隙;孔隙尺寸在50nm以上孔隙为大孔隙.2~50nm之间的介孔占据了页岩孔隙绝大部分[7-10].吸附气和自由气 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言煤系页岩气俗称瓦斯,是陆相页岩气的重要组成部分之一,主要以吸附态和游离态形式存在.页岩气单井产能并非恒定不变,而是随着累计产量增加而不断递减[1],初期单井产量高递减快,以游离气为主;后期产量稳定,递减慢,以吸附气为主[2],随着煤系页岩瓦斯开采深度不断增加,这一现象愈发明显,而煤系页岩瓦斯吸附 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言由于储集层孔隙度与渗透率的差异,油藏表现出不同的非均质性[1].非均质油藏在开发过程中气窜或水窜问题突出,波及效率较低,严重影响了开发效果.泡沫有密度小、视黏度高的特点,在多孔介质中流动时会不断变形产生额外的阻力[2],大幅增加气体的表观黏度.研究表明,泡沫能够先进入高渗层,并随着流动堵塞高渗层 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言注水开发是油田保持地层压力、提高采收率的最有效且应用最广的方法,但地层在经历长时间流体冲刷后易在注采井之间形成优势通道,注入水并未能按照预期的驱替路径流动,导致波及范围小、驱替效率低[1-2].问题的关键在于传统水驱主要利用压力场实现注入水在地下的渗流与波及,而压力场调控难度大.因此,如何发展绿 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言经过多年的勘探与开发,我国浅层和中浅层的油气资源已经进入了较为成熟的开发阶段.伴随着勘探开发的深入,人们认识到在深层地层中同样孕育着丰富的可采能源,例如深层油气藏、地热资源等.深层能源储藏具有可观的挖潜能力,是未来助力我国增储上产的重要来源[1].深部地层内的流体流动同时受到了温度、压力及应力场 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言深入探索多孔介质中多相流动和固体变形特征对精准认识地下资源开发利用,例如石油勘探开发、煤层气和页岩气开采、二氧化碳地质封存等领域,具有重要的工程意义[1-4].在流体输送过程中局部压力和饱和度梯度下的渗流作用改变了孔隙结构特征,打破了储层内部的水力平衡;固体空间结构的变化影响了储层内部流体的运移 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言随着常规油气资源储量不断降低,全球非常规油气资源勘探开发进入活跃期,致密油、页岩油等非常规油气资源探明储量不断上升[1-3].特别是近5年,中国非常规油气进入了规模发现与开发上产阶段,致密、页岩油气展现出了巨大的资源潜力[4-7].与常规储层不同,致密储层多为源储一体,储集层致密,未经压裂储层难 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言海陆过渡相页岩气沉积环境稳定,富有机质页岩大面积分布;发育微纳米级孔?缝体系,具备较好储集能力;富含石英等脆性矿物,有利于储集层压裂改造[1];页岩地层压力适中[2],含气量高[3];存在大量微小孔洞和裂隙,但整体渗透率较差.为高效开发页岩气藏,压裂技术的应用越来越广泛[4-6].与普通气藏相比 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言目前,水面舰船和水下航行器主要采用螺旋桨推进方式.螺旋桨的水动力性能、空化以及噪声性能等一直是船舶研究和设计建造人员非常关心的问题[1-3].螺旋桨尾流场的测量和精准模拟不仅关系到螺旋桨性能的评估,同时也是螺旋桨型线优化、桨前后节能装置设计时需要考量的关键因素[4-5].截止到目前,船舶螺旋桨尾 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言减阻沟槽作为一种被动的减阻方式因其不消耗能源的特点拥有广泛的应用前景.减阻沟槽起源于对于海豚表皮的仿生学研究[1],海豚和鲨鱼表皮存在着微小的,沿着水流方向排列的沟槽结构.这些结构与鲨鱼体表的清洁程度和快速游泳能力有较大的关系[2].顺流沟槽的研究始于20世纪80年代美国兰利研究所[3-5],之 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言作为泡沫金属的典型代表,闭孔泡沫铝具有轻质、高比刚度、高比强度等优良特性[1],是一种理想的减重、吸能材料,在航空航天、交通运输、建筑工程、机械制造等领域展现出巨大的应用潜力.因此,研究闭孔泡沫铝的压缩变形机理、能量吸收特性等具有十分重要的工程意义.在闭孔泡沫铝的有限元数值分析中,****们提出 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言在地层条件软弱、周围建筑物繁多的城市环境中进行隧道的施工,不可避免需要穿越和邻近施工,隧道施工扰动将对既有建(构)筑物的力学状态产生较大影响,进而导致建筑物的沉降、变形,甚至发生破坏[1-3].在城市运行高可靠度的要求下,隧道施工引起既有结构的工程响应预测与安全控制问题受到众多专家****与工程 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言随着航天领域的发展,现代大型柔性航天器往往安装有诸如大型太阳翼等柔性结构,为了得到可持续的能源,其尺寸日益增大、结构重量越来越轻,太阳翼的弹性振动不可避免地与航天器主体平台的运动相互耦合,这种耦合效应随着太阳翼尺寸的增大显著增强.此时,单个太阳能帆板的模态(假设模态)并不能准确反映整个太阳翼在系 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言随着柔性轻质结构在航天、汽车以及船舶工程等领域日益广泛的应用,柔性多体系统的动力学分析也愈加重要.然而,以线弹性小变形假设为基础的,将节点位移和转动作为坐标的传统有限单元不适合解决存在大位移、大变形的柔性多体系统的动力学问题.此外,对于传统结构有限元,将几何数据转换为有限元网格数据是困难且耗时的 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言随着航空航天技术的不断发展,高超声速技术受到各个航空航天大国的广泛关注和深入研究,其科学问题具有重要的战略意义[1].对于高超声速飞行器气动外形布局设计和优化问题,高精度气动力测量试验起到决定性作用.激波风洞测力试验可以为高温真实气体效应的研究提供可靠的数据,同时为我国高超声速飞行器研究提供关键 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言地下流体在多孔介质中的流动往往涉及多尺度、多变量、多物理场的耦合.现有的产量预测方法包括经验曲线法[1-3]、(半)解析方法[4-6]及数值模拟法[7-11].因为模型的假设条件及方程的局限性,无法真实准确地刻画实际油藏生产过程,从而造成了产量预测结果不确定性.尽管低渗,特低渗及非常规油气资源的 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言因其特有的低模量和能量耗散等“软”的特性以及优异的“小激励大响应”等特征,多种多样的软材料,如水凝胶、介电弹性体以及聚甲基氧硅烷等被广泛应用在软机器人、生物医学和柔性电子等各个领域[1-4].近些年,软材料的力学行为已经成为学术界和工业界广泛关注的热点之一.在实际应用中,软材料一般需要粘附于某种 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言激波与湍流边界层的相互作用问题广泛存在于各类高速飞行器中.已有研究表明[1-2],在强激波作用下,干扰区内压力脉动峰值急剧升高,分离激波的非定常运动导致物面脉动压力低频能量的急剧增强,这将使得飞行器结构出现振动疲劳问题,进而严重影响飞行安全.因此,深入研究激波/湍流边界层干扰区内压力脉动特性对认 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言拟序结构普遍存在于湍流中[1–3],并影响湍流的发生、输运与耗散等过程,对湍流拟序结构的研究、对于理解湍流机理、分析流动相互作用有重要的意义.从大涡模拟来看,正确预测湍流拟序结构的关键就在于算法和亚网格尺度(sub-grid-scale,SGS)模型的准确性.在算法方面,传统的大涡模拟方法求解网 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言桥梁颤振是结构从气流中吸取的能量大于结构阻尼所消耗的能量时发生的扭转(或扭、弯耦合)振动,其振动的振幅随时间不断加大,形成发散的自激振动,使结构遭受直接破坏.提出适应现代越来越轻型化的新型桥梁的颤振控制方法,为今后桥梁建设提供技术储备很有必要.Larsen和Larose[1]研究了Tacoma大 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言海洋立管作为深海资源开发中输送海底油气或其他矿产混合物的重要部件,一旦在海洋波浪和洋流的作用下发生涡激振动,则极易引起立管的疲劳破坏.因此海洋立管的涡激振动响应得到国内外****的持续关注,对海洋立管在外部环境荷载作用下产生的涡激振动的机理和响应已有大量的研究,特别是针对大长细比的柔性立管[1- ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言柱体绕流这一现象普遍存在于自然界,最早注意到这一现象的是意大利著名画家达·芬奇.法国科学家Benard于1908年进行了圆柱绕流实验,最早在实验中发现绕流圆柱后出现的涡旋脱落现象.1911年冯·卡门教授对圆柱绕流后的涡旋脱落现象进行了理论推导,确定了涡旋生成的条件[1].1925年,Relf等[ ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言旋转导弹在飞行过程中由于攻角α的存在,此时流经弹体的横流速度为V∞sinα,由于导弹的旋转从而产生了马格努斯力.因此,旋转导弹马格努斯力的产生从流动机理上分析是旋转圆柱绕流问题.由于导弹飞行速度高,致使横流速度高.所以,研究高雷诺数、低转速比条件下的旋转圆柱绕流问题对深入分析旋转导弹马格努斯力的 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言近年来,人工神经网络(artificial?neural?networks,ANN),尤其是深度神经网络(deep?neural?networks,DNN)因其在处理和预测高维复杂系统方面的优异能力而被广泛应用于自然语言处理[1]、计算机视觉[2]与图像处理[3]等领域.此外,深度神经网络凭借其 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言颗粒悬浮液广泛存在于自然界及工程应用领域,其黏性特征对悬浮液的流动行为有着重要的影响[1-4].早在1905年,Einstein[5]就研究了低浓度条件下球形固体颗粒对流体黏性的影响,给出了悬浮液等效黏度系数计算的一个强有力的理论框架,并得到了低浓度球形颗粒悬浮液的著名的Einstein黏性公式 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言高速航行体出水破冰具有重大的工程应用背景.与常规水下发射过程相比,航行体需要穿越水面覆盖冰层或穿越含冰块结构的冰水混合区域,是一个涉及多相多介质动力耦合的复杂过程.该过程中,航行体的受载环境及弹道稳定性与在纯水介质出水过程有很大差别,例如冰载荷的增加,冰层受到冲击后复杂的断裂破碎行为,都将直接导 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言在冲击载荷作用下,吸能材料的应用具有重要的工程意义.传统的减振吸能方法主要有两种:其一,利用材料的塑性变形实现能量吸收耗散[1],如汽车保险杠和轻型自行车头盔均是基于这一原理进行结构以及超材料设计,然而破坏性的塑性变形使得材料无法重复利用;其二,利用材料的黏弹特性[2-3],实现重复性的能量吸收 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言时间积分方法被广泛应用在瞬态响应的求解中.根据递推公式的格式,其可被划分为两类,分别是显式方法和隐式方法.比较而言,显式方法效率高但条件稳定,隐式方法效率低但多为无条件稳定.对于非线性系统,确定显式方法的时间步长具有挑战性.因此,本文致力于发展对线性和非线性系统都是无条件稳定的隐式方法.对瞬态热 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言混凝土结构服役过程中产生裂纹是不可避免的,而裂纹的扩展是混凝土结构承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因.在实验室测试新型混凝土结构或混凝土材料时,测量裂纹发展过程对于揭示混凝土结构的破坏机理、评价混凝土结构的力学性能十分重要[1].目前在实验室检测混凝土表观裂纹仍以传统的人工方法为主,用马克笔 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言数字体图像相关方法(digitalvolumecorrelation,DVC)是二维数字图像相关方法(two-dimensionaldigitalimagecorrelation,2DDIC)在三维体图像上的拓展.通过比较体成像设备获取的被测试样变形前后数字体图像,该方法可测量物体内部三维全场变 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言增材制造是一项具有革命意义的新兴制造技术,被誉为决定未来经济的十二大颠覆技术之一[1],在工业界与学术界有广泛的应用前景,如生物医疗[2-5]、航天航空[6-7]、机器人技术[8-9]、智能传感器[10-11]、结构设计[12-13]以及微流控芯片[14-15]等.数字化光处理(digitall ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言声子晶体是一种新型人工周期性复合材料,具有独特的禁带特性,即声波或弹性波在声子晶体中传播时,由于受到周期性结构中波的散射或局部共振的作用,在某些频段范围即带隙内无法传播[1-4].该特性使得声子晶体在工程减振降噪领域具有巨大的应用潜力.声子晶体的拓扑结构和组分材料的属性决定了其带隙特性.因此,根 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言经过初始加载?卸载后的类橡胶材料再一次加载后,初始卸载应力以下部分会将发生显著的应力软化现象,该现象也被称为Mullins效应.随着加载?卸载循环的进行,应力软化现象逐渐变得显著,并趋于一个稳定的状态,而应力?应变曲线也逐渐变化并发展到一个稳定的状态[1-3].天然橡胶和填充橡胶都有可能发生Mu ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01引言分数阶微积分几乎和整数阶微积分同时存在,它的导数和积分的阶数可以是任意数[1].由于分数阶微分方程具有独特的能力来描述自然现象的共同特征?异常行为和记忆效应[2],因此分数阶微分方程能比整数阶微分方程更准确地描述许多实际问题.分数阶微分方程理论是数学的一个重要分支,包括连续分数阶微分方程和离散分 ...
中科院力学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01
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