深海S-lay铺设大直径薄壁管道的奇异摄动分析 被引量：3

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作者 韩强 汪志钢 +1 位作者 张永强 陶旭 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期116-121,共6页

文中利用奇异摄动理论得到了深海管道S-lay铺设过程中的构型解析解,并研究了不同张紧力、水深以及海流力对管道构型及弯矩的影响.同时,采用有限元法对深海大直径管道铺设过程进行了数值仿真,并与奇异摄动解进行了对比和验证.理论结果表... 文中利用奇异摄动理论得到了深海管道S-lay铺设过程中的构型解析解,并研究了不同张紧力、水深以及海流力对管道构型及弯矩的影响.同时,采用有限元法对深海大直径管道铺设过程进行了数值仿真,并与奇异摄动解进行了对比和验证.理论结果表明:其他参数相同时,适当增大张紧力可使管道构型更平缓,对铺管有利;海水越深,管道的构型越陡,靠近海底处管道的弯矩峰值越大,对铺管不利;当管道受到与铺设方向相反的海流力时,海流力越大,靠近海底部管道弯矩的峰值越大,对铺管越不利. 展开更多

关键词 s-lay 薄壁管道 奇异摄动 解析解 有限元法

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全参数单轴各向异性均匀介质中偶极子源电磁场精确解

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作者 武圣哲 赵凯 洪德成 《地球物理学报》 北大核心 2025年第9期3634-3650,共17页

电磁场解析方法是用于研究电磁勘探仪器快速正\反演的重要方法,其中均匀介质精确解的代数表达式具有函数关系清晰,计算结果高效稳定等特点,被大量用于勘探方法原理分析、仪器结构设计及响应特征分析等研究;也常作为层状介质与复杂三维... 电磁场解析方法是用于研究电磁勘探仪器快速正\反演的重要方法,其中均匀介质精确解的代数表达式具有函数关系清晰,计算结果高效稳定等特点,被大量用于勘探方法原理分析、仪器结构设计及响应特征分析等研究;也常作为层状介质与复杂三维介质模型的背景场,用于加速数值计算速度、提高数值结果精度以及提升计算方法的稳定性.本文针对磁导率、电导率和介电常数全参数单轴各向异性均匀介质,从麦克斯韦方程组出发,首先引入矢量势和标量势,推导得到笛卡尔坐标系矢量势分量偏微分方程组;其次根据矢量势分量耦合关系分别求出对应偏微分方程的标量Green函数精确解,进而利用矢量势和标量势与电磁场表达关系,明确给出由三轴磁/电偶极子源激发的全张量电磁场精确解的代数表达式.此外,本文针对电磁波测井问题的垂直井和水平井模型分别给出其仪器响应的简化表达式.最后,通过与有限元数值方法模拟结果对比,验证了本文给出的电磁场精确解代数表达式的正确性.数值结果显示,受电导率各向异性影响,磁场主分量Hxx和Hyy不相等,交叉分量Hzx和Hxz相等且不为零;受磁导率各向异性影响,交叉分量Hzx和Hxz不再相等. 展开更多

关键词 全参数各向异性 均匀介质 偶极子源 解析解 并矢格林函数

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低速冲击下波纹夹芯板的动态响应分析

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作者 胡旭初 付涛 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期797-805,共9页

为研究波纹夹芯板在低速冲击下的动态响应,本文建立了一种等效分析模型,并推导接触力和横向位移的解析解。基于一阶剪切变形板理论和Hamilton原理,得到了波纹夹芯板的运动方程。通过赫兹弹性理论及两自由度弹簧-质量S-M模型描述接触力... 为研究波纹夹芯板在低速冲击下的动态响应,本文建立了一种等效分析模型,并推导接触力和横向位移的解析解。基于一阶剪切变形板理论和Hamilton原理,得到了波纹夹芯板的运动方程。通过赫兹弹性理论及两自由度弹簧-质量S-M模型描述接触力与时间的关系,并利用Duhamel原理和Navier法计算横向中心位移,验证模型有效性。结果表明:胞元夹角增大、夹芯层厚度占比减小及胞元壁厚增大时,波纹夹芯板的最大横向中心位移减小,最大接触力增大,能量吸收和抗冲击性能增强,本文为研究波纹夹芯板的冲击动力学响应提供了高效的分析方法。 展开更多

关键词 一阶剪切变形板理论 HAMILTON原理 赫兹弹性理论 解析解 弹簧-质量模型 波纹夹芯板 低速冲击 动态响应

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竖向入射S波作用下单桩水平地震响应简化解析方法 被引量：1

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作者 郑长杰 崔亦秦 +2 位作者 吴琛 罗通 栾鲁宝 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期327-336,共10页

基于连续介质模型并考虑桩-土运动相互作用,将单桩视为一维线弹性梁,研究了竖向入射S波作用下的单桩水平地震响应问题。将竖向入射S波模拟为基岩水平位移,基于平面应变模型建立的土体控制方程,推导出地震作用下土体水平动力阻抗函数表... 基于连续介质模型并考虑桩-土运动相互作用,将单桩视为一维线弹性梁,研究了竖向入射S波作用下的单桩水平地震响应问题。将竖向入射S波模拟为基岩水平位移,基于平面应变模型建立的土体控制方程,推导出地震作用下土体水平动力阻抗函数表达式。将土体阻抗代入单桩控制方程并联立桩-土接触条件及桩顶和桩底的边界条件,得出了竖向入射S波作用下单桩的地震响应解析解。通过将所得解与已有文献理论解和有限元结果进行对比,验证了该方法的合理性。基于所得理论解进行参数分析得出:桩-土模量比的增加可以明显降低桩-土运动相互作用因子的最小值,而较大桩身长径比以及土体滞回阻尼对桩-土运动相互作用因子的影响较小;对于桩顶水平地震放大因子来说,桩-土模量比的增加仅在高共振频率处抑制其幅值,较大桩身长径比对其影响较小,而滞回阻尼比的增加会显著抑制共振频率处的幅值;桩身地震响应仅在较小桩径比时受桩-土模量比的影响明显,并随桩-土模量比的增加而降低。 展开更多

关键词 s波 桩基 地震响应 解析解

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圆柱外表面受热冲击问题的广义热弹性分析 被引量：8

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作者 王颖泽 张小兵 宋新南 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期317-325,共9页

基于L-S广义热弹性理论,针对实心圆柱体在外表面受均匀热冲击作用下的一维广义热弹性问题进行研究分析.利用热冲击的瞬时特征,借助于Laplace正、反变换技术及柱函数的渐近性质,推导了热冲击作用周期内温度场、位移场和应力场的渐近表达... 基于L-S广义热弹性理论,针对实心圆柱体在外表面受均匀热冲击作用下的一维广义热弹性问题进行研究分析.利用热冲击的瞬时特征,借助于Laplace正、反变换技术及柱函数的渐近性质,推导了热冲击作用周期内温度场、位移场和应力场的渐近表达式.通过计算,得到了热冲击条件下各物理场的分布规律以及延迟效应和耦合效应对热弹性响应的影响规律.结果表明:当考虑延迟效应和耦合效应时,热扰动将以两组速度不同的波的形式向前传播,延迟效应和耦合效应对各物理场的建立时间,阶跃间隔和阶跃峰值均产生影响,且延迟效应和耦合效应均在一定程度上削弱了热冲击的作用效果. 展开更多

关键词 热冲击 L-s广义热弹性理论 耦合效应 延迟效应 解析解

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有限厚度圆柱壳热冲击问题的广义热弹性解 被引量：5

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作者 王颖泽 王谦 +1 位作者 刘栋 顾利平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第6期644-654,共11页

针对包含有界边界的轴对称结构受热冲击作用的广义热弹性问题进行了研究分析.基于Lord-Shulman广义热弹性理论(L-S理论),构建了热冲击下有限厚度圆柱壳热弹性响应的广义热弹性模型.借助Laplace(拉普拉斯)变换技术以及Bessel函数的渐进特... 针对包含有界边界的轴对称结构受热冲击作用的广义热弹性问题进行了研究分析.基于Lord-Shulman广义热弹性理论(L-S理论),构建了热冲击下有限厚度圆柱壳热弹性响应的广义热弹性模型.借助Laplace(拉普拉斯)变换技术以及Bessel函数的渐进特性,推导了温变载荷作用下,圆柱壳内部位移、温度以及应力场的解析表达式.该表达式不仅可以清楚地揭示热冲击下热波、热弹性波在壳体内部的传播、反射以及叠加的作用过程,更可准确地捕捉到热波、热弹性波波前位置处的阶跃现象,并对热冲击诱发的动态热应力峰值进行有效预测. 展开更多

关键词 广义热弹性 热冲击 解析解 有限厚度圆柱壳 L-s理论

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矩形封闭空间内非饱和多孔介质自然对流的近似分析解 被引量：4

7

作者 张浙 杨世铭 +2 位作者 刘伟 王崇琦 程尚模 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期1-7,共7页

从合湿多孔封闭腔内流体流动与传热特征出发，提出了一种线性近似假设法，并用该法对矩形封闭腔内含湿多孔介质的自然对流行为进行了近似分析求解，得到了其温度分布、速度分布与传热数表达式．

关键词 多孔介质 自然对流 封闭腔 非饱和 分析解

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流-固耦合作用对计算同震静态库仑应力变化的影响 被引量：3

8

作者 缪淼 朱守彪 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1457-1469,共13页

传统方法计算同震静态库仑应力变化一般都是基于Okada的解析解,模型中不考虑流体对固体骨架力学行为的影响.但实际上,流体对固体变形有着非常重要的作用.为此,本文基于孔隙弹性理论,考虑流-固之间的完全耦合效应,针对三种典型的断层错... 传统方法计算同震静态库仑应力变化一般都是基于Okada的解析解,模型中不考虑流体对固体骨架力学行为的影响.但实际上,流体对固体变形有着非常重要的作用.为此,本文基于孔隙弹性理论,考虑流-固之间的完全耦合效应,针对三种典型的断层错动模型(走滑型、逆冲型以及正断型),分别计算静态库仑应力变化与传统算法之间的差别.计算结果表明:三种地震模型得到的介质孔隙压变化在空间的分布格局完全不同,走滑型地震产生的孔隙压变化图案在空间中呈正负相间的四象限分布,近场的静态库仑应力明显下降,流-固耦合作用对静态库仑应力变化影响较大.逆冲型和正断层型地震产生的介质孔隙压变化在空间的分布图案类似,但正负区域正好相反,孔隙压在逆冲型地震的震源区域上升,而在正断型地震的震源区域下降.同传统方法计算的库仑应力相比,逆冲型地震产生的介质孔隙压变化使得震源区的应力影区面积减小,这会触发更多的余震;而正断型地震产生的孔隙压变化则正好相反,增大了震源附近的应力影区范围,这样会降低该区域余震发生的概率.可见,介质的流-固耦合作用对计算库仑应力变化的影响不可忽视.因此,在利用库仑应力变化研究地震触发时,应考虑流-固耦合作用,使得库仑模型的预测结果更符合实际. 展开更多

关键词 流-固耦合 介质孔隙压 地震触发 静态库仑应力变化 okada解析解

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非饱和土粘弹性地基一维固结特性分析 被引量：3

9

作者 秦爱芳 罗坤 孙德安 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期203-209,共7页

基于Fredlund的非饱和土一维固结理论,采用李氏比拟法,研究有限厚度粘弹性非饱和土层在大面积均布瞬时加荷时的一维固结问题.针对Merchant粘弹性模型,采用Laplace变换及Cayley-Hamilton等数学方法,引入边界及初始条件,得到Laplace变换... 基于Fredlund的非饱和土一维固结理论,采用李氏比拟法,研究有限厚度粘弹性非饱和土层在大面积均布瞬时加荷时的一维固结问题.针对Merchant粘弹性模型,采用Laplace变换及Cayley-Hamilton等数学方法,引入边界及初始条件,得到Laplace变换域内顶面排气不排水、底面不渗透情况下粘弹性非饱和土地基一维固结时的超孔隙水压力、超孔隙气压力以及土层沉降的解,采用Crump及Durbin方法实现Laplace逆变换,获得半解析解;分析在不同气、水渗透系数比ka/kw下,Merchant粘弹性模型的Kelvin体中弹性模量E1和粘滞系数η等对粘弹性非饱和土地基一维固结特性的影响,揭示粘弹性非饱和土地基的固结特性;最后通过与弹性解析解的对比,验证了半解析解方法的正确性. 展开更多

关键词 非饱和土 粘弹性 一维固结 半解析解 LAPLACE变换

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基于第二类四边形面积坐标的弹性力学纯弯解及MacNeal局限定理的破解 被引量：1

10

作者 岑松 周培蕾 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期462-468,共7页

为了提高有限元的性能,弹性力学的解析解(齐次方程的通解)常常可用作有限元的试探函数。然而单元自由度数与完备的直角坐标解析解个数并不匹配,不完备的试函数会导致单元有方向依赖性。利用新型局部自然坐标——第二类四边形面积坐标QAC... 为了提高有限元的性能,弹性力学的解析解(齐次方程的通解)常常可用作有限元的试探函数。然而单元自由度数与完备的直角坐标解析解个数并不匹配,不完备的试函数会导致单元有方向依赖性。利用新型局部自然坐标——第二类四边形面积坐标QACM-II(S,T),给出了平面问题对应任意方向纯弯曲状态的应力函数解析解,即S3和T3的线性组合,并推导出了这两组应力函数对应的应力、应变和位移解析解。之后,利用QACM-II表示的解析解构造了非对称的平面4节点8自由度单元USQ4,该单元可以同时通过常应力/应变分片检验和纯弯测试,从而破解了MacNeal局限定理对平面低阶单元的限制。 展开更多

关键词 解析解 第二类四边形面积坐标(QACM-II) 纯弯状态 非对称单元 MacNeal定理

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任意梯形断面溃坝洪水最大流量解析解 被引量：1

11

作者 宁利中 宁碧波 +2 位作者 胡彪 田伟利 王永起 《西安理工大学学报》 北大核心 2017年第2期164-168,共5页

利用特征变换,将Saint-venant方程组变成特征线方程组,即不变量形式。本文对弧形断面和任意梯形断面不变量中的被积函数用级数展开再积分,得到了Riemann不变量的初等表达式;进一步,获得了弧形断面和任意梯形断面无因次水深方程;最后,导... 利用特征变换,将Saint-venant方程组变成特征线方程组,即不变量形式。本文对弧形断面和任意梯形断面不变量中的被积函数用级数展开再积分,得到了Riemann不变量的初等表达式;进一步,获得了弧形断面和任意梯形断面无因次水深方程;最后,导出了任意梯形和弧形断面溃坝洪水最大流速和最大流量解析解。本文方法可用来预报任意梯形和弧形断面溃坝洪水最大流速和最大流量。 展开更多

关键词 解析解 溃坝洪水 Riemann不变量 特征变换 任意梯形断面 弧形断面

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橡胶筒承受径向载荷时的位移解析解 被引量：1

12

作者 彭彪 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2005年第4期47-49,75,共4页

基于经典弹性理论,利用Euler方程组推导了橡胶筒承受径向载荷时的位移解析解,推导过程中未采用体积不可压缩假设.有限元计算表明,该解析解是正确的.

关键词 弹性力学 橡胶 泊松比 平面应力 平面应变 解析解 径向刚度 不可压缩性

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基于感性工学的人机界面多意象评价 被引量：26

13

作者 袁树植 高虹霓 +3 位作者 王崴 瞿珏 刘晓卫 李康 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期523-529,共7页

为了给人机界面设计提供有效的评价手段,围绕用户对人机界面的感性需求,提出了基于感性工学的人机界面多意象评价方法。首先运用感性工学方法建立感性指标评价体系,在指标权重分配上,通过将灰色关联分析法引入群层次分析(analytic hiera... 为了给人机界面设计提供有效的评价手段,围绕用户对人机界面的感性需求,提出了基于感性工学的人机界面多意象评价方法。首先运用感性工学方法建立感性指标评价体系,在指标权重分配上,通过将灰色关联分析法引入群层次分析(analytic hierarchy process,AHP)法中,利用改进的群AHP法求取综合权重,解决了传统AHP法主观性过强的缺点;同时根据感性工学评价的模糊性,建立了一种直觉模糊集理论和TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution)法相结合的综合评价模型。结合数控机床人机界面设计方案验证了该评价方法的有效性和可行性。该方法对人机界面感性设计与设计评价具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 人机界面 感性工学 群层次分析 灰色关联分析 直觉模糊集 TOPsIs(technique for order preferenceby sIMILARITY to an IDEAL solution)

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分析开关功率变换器的一种新方法 被引量：10

14

作者 丘水生 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1994年第3期74-81,共8页

本文提出一种分析非谐振武ＤＣ—ＤＣ开关功率变换器稳定状态的符号算法。这类系统用高阶时变微分方程来描述，然后利用等效小参量法原理导出原系统的等效线性方程组及其求解公式。这一方法可得到全符号数学式表示的解，容易导出输出波... 本文提出一种分析非谐振武ＤＣ—ＤＣ开关功率变换器稳定状态的符号算法。这类系统用高阶时变微分方程来描述，然后利用等效小参量法原理导出原系统的等效线性方程组及其求解公式。这一方法可得到全符号数学式表示的解，容易导出输出波纹公式，通用性好，在工程上有重要的应用价值。 展开更多

关键词 功率变换器 开关 解析法 解析解

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地球变形近似解析解的构建及应用

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作者 周江存 潘尔年 +3 位作者 孙和平 徐建桥 陈晓东 崔小明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3770-3779,共10页

地球变形的理论模拟对于高精度的大地测量学和地球物理学研究具有非常重要的意义.本文首先回顾了地球变形理论模拟所采用的基本理论和目前常用的方法,以常用的龙格-库塔数值积分法为例,详细介绍了该方法存在的困难和解决途径,以及引起... 地球变形的理论模拟对于高精度的大地测量学和地球物理学研究具有非常重要的意义.本文首先回顾了地球变形理论模拟所采用的基本理论和目前常用的方法,以常用的龙格-库塔数值积分法为例,详细介绍了该方法存在的困难和解决途径,以及引起该方法对球谐展开的高阶项低效甚至不适用的原因.然后通过引入对地球模型参数的合理假设,介绍了解析解的构建方法.最后将该新方法用于计算位错勒夫数.作为例子,模拟了浅源爆炸引起的地表形变.结果表明本文介绍的解析解方法是非常高效和稳定的,且由此获得的位错勒夫数渐近值确保了爆炸源格林函数的收敛. 展开更多

关键词 地球变形 解析解 位错勒夫数 浅源爆炸

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