期刊,力学学报（英文版） 2024年卷7期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

力学学报（英文版）

出版周期：双月刊

国际刊号：0567-7718

电　　话：010-62536271

邮政编码：100080

地　　址：北京北四环西路15号中科院力学所

力学学报（英文版）/Journal Acta Mechanica Sinica(English Series)CSCDCSTPCD北大核心EISCI

查看更多>>是中国力学学会主办的学术期刊，刊登力学和相关交叉学科在理论研究、实验研究及在国民经济中具有创新性的优秀论文，反映力学学科的学术水平，是力学界同仁科学活动的知已和朋友。

正式出版

收录年代

化学非平衡的高超声速边界层中由局部非定常吹吸引起的Mack模态感受性

袁庆江宋润杰董明

1-18页

查看更多>>摘要：针对考虑化学非平衡效应的高超声速边界层，研究了由局部非定常吹吸引起的Mack模态感受性机制。采用5组分化学非平衡模型，通过留数定理定量刻画了感受性效率。通过与量热完全气体模型计算结果的对比，发现在Mack模态的大部分失稳频段，化学非平衡效应极大地促进了感受性系数。这种促进效果主要源于化学非平衡效应大大降低了基本流的壁面温度，这与壁面冷却的影响类似。化学非平衡效应不仅会放大Mack模态的感受性系数，还促进其增长率，因此两者的共同作用将导致高焓边界层转捩提前。

关键词：

Chemical non-equilibrium flowBoundary-layer instabilityHypersonicReceptivityTransition to turbulence

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万方数据

镍钛诺中Ni4Ti3沉淀过程中外部载荷的变体选择图:理论和相场研究

周学伟张天隆程利杨许生...

19-28页

查看更多>>摘要：Ni4Ti3沉淀物的形态对于调节镍钛诺的马氏体转变行为和力学性能非常重要。由于缺乏外部载荷的变体选择效应，限制时效在工程化Ni4Ti3沉淀物的形态方面非常有效。在本研究中，通过结合理论分析和相场模拟，获得了沿所有晶体学方向施加外部载荷的变体选择效应图。发现单向拉伸和单向压缩产生的图谱存在很大差异。外部载荷优选的Ni4Ti3变体的数量和类型随着加载方向的变化而变化。此外，还发现了影响变体选择效应强度的因素。这项工作为理解Ni4Ti3沉淀过程提供了见解，并为获得所需的机械和功能特性的Ni4Ti3沉淀物形态工程提供了启示。

关键词：

Ni4Ti3Variant selectionNiTi alloyPhase field modelPrecipitation morphology

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万方数据

壁温比对钝锥背风流向涡稳定性影响分析

张力耕万兵兵董思卫陈坚强...

29-42页

查看更多>>摘要：流向涡失稳是导致三维边界层转捩的重要机制之一，通过全局稳定性分析方法研究了风洞工况下带攻角钝锥背风面流向涡的稳定性特征，并与壁温比较小的工况(对应飞行条件)进行了比较。风洞工况和飞行工况的涡结构特征相似，均具有内、外卷涡。与飞行工况相比，风洞工况的外卷涡更显著，导致了更强的外模态不稳定性。尽管风洞工况内模态更加稳定，但它仍具有与飞行工况类似的声辐射特征。Lighthill声比拟理论计算表明熵源项是主导声源项。在飞行工况下，Mack第二模态最有可能引起转捩，但其在风洞工况中并未被发现，取而代之的是流向涡剪切失稳模态。此外，风洞工况下的模态失稳频率和增长率远小于飞行工况，表明壁面加热能够稳定流向涡。

关键词：

Instability of streamwise vorticesHypersonic boundary layer flowSpatial BiGlobal methodPSE3D method

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万方数据

气动探针对跨音速涡轮叶栅尾流场的影响研究

张庆典马宏伟肖安琪刘英存...

43-54页

查看更多>>摘要：气动探针被广泛用于叶轮机械的接触式流场测量研究中。然而，气动探针不可避免地会干扰原始流场，导致额外误差，尤其是当探针置于尾迹区或压力梯度较大的跨音速流场区域中。本研究采用雷诺时均的纳维-斯托克斯(RANS)结合高保真数值模拟来研究插入式气动探针对跨音速涡轮叶栅尾流场的影响，并与原始叶栅流场进行比较。结果表明，探针的插入导致涡轮叶片尾缘附近的高亚音尾迹区域过早出现激波。激波通过增加尾缘附近的边界层的厚度来影响尾迹处涡流的脱落，并将尾迹涡的脱落模式从高频-低能转变为低频-高能。此外，探针的插入还产生了额外的流动损失，并改变叶片的传热特性。这项研究为跨音速叶栅的气动测试实验提供了参考，并建议实验研究人员尽量减少测试仪器对原始流场的干扰。

关键词：

Pneumatic probeWake flow fieldTransonic turbine cascadeShock waveHigh-fidelity numerical simulation

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万方数据

钝感炸药爆轰波绕圆柱体传播行为研究

张子瑄王元胡晓棉陈海涛...

55-65页

查看更多>>摘要：钝感炸药爆轰被广泛应用在压缩和驱动惰性材料领域，爆轰与惰性材料间的相互作用受到越来越多的关注。本文采用基于欧拉多相流框架的二维数值模拟程序，研究钝感炸药爆轰波绕圆柱体传播过程的反射特性。研究结果表明，存在临界入射角，当入射角小于临界入射角时，爆轰波绕圆柱传播时在圆柱体表面发生规则反射;当入射角大于临界入射角时，圆柱体表面的规则反射变为马赫数反射，该临界入射角被定义为反射过渡角。极曲线理论获得的反射过渡角明显小于计算结果，该现象可以通过爆轰波绕圆柱传播过程中入射角的变化解释。此外，本文评估了圆柱半径和爆轰波反应区宽度对反射特性的影响。增大圆柱半径可以增大马赫杆高度，减小反射过渡角。随着圆柱半径的增大，反射过渡角逐渐接近极曲线理论值。当反应区宽度较小时，圆柱表面形成冯诺依曼反射，这是因为反应区宽度越小，反应区能量释放率越高，从而导致圆柱表面附近形成一系列压缩波。

关键词：

Insensitive explosive detonationCylindrical inert materialReflection behavior

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万方数据

一种径向式甩油盘航空煤油RP-3雾化特性的实验研究

侯婧朱志新马承飙王高峰...

66-79页

查看更多>>摘要：为深入研究甩油盘中液体的破碎机理和喷雾特性，本文采用RP-3作为液体燃料，对一种圆形喷孔甩油盘的喷雾行为进行了试验研究。采用阴影成像的方法对液体的破碎过程可视化，同时进行了液体破碎长度和穿透深度的测量。利用前端照明的方法观察液膜的喷射模式。采用激光粒度分析仪对不同径向位置处的液滴尺寸和分布进行测量。确定了三种破碎模式:袋装破碎、韧带破碎和剪切破碎。采用气动韦伯数和液气动量比描述液体的破碎模式。结果表明:索太尔平均直径随着转速的升高而降低，但受燃油流量的影响较小。基于气动韦伯数和液气动量比，建立了液体破碎模式与无量纲液滴尺寸的关系。该研究对于了解甩油盘中转速和燃油流量对实际航空燃料雾化性能的影响具有一定的意义。

关键词：

Rotary atomizerBreakup modeBreakup lengthDroplet sizing

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万方数据

一种基于弥散的冲击识别方法:力学模型和实验验证

刘子尚陈天宇张坤魏延鹏...

80-91页

查看更多>>摘要：外部瞬态冲击载荷广泛存在于多种工程结构的服役环境中，迫切的工程和军事应用需求要求对冲击识别的理论和方法进行研究。这篇文章中提出了一种冲击识别方法。通过利用应力波在传播过程中的弥散特性，建立了基于弥散的平均功率谱密度曲线用于弥散过程的定量表示。此外还研究了该曲线的演化规律，将其应用于冲击载荷的识别。通过从力学角度分析结构的响应，得到了平均功率谱密度曲线的临界参数。通过三次连续撞击霍普金森杆实验平台开展三次连续撞击实验，验证了该方法的有效性。通过本文提出了方法，实现了在传感器不方便直接测量环境下的多次冲击载荷识别，特别是在高瞬态的外部冲击的情况下。

关键词：

Structural impactDispersionStructure vibrationWaveguidesImpact identification

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万方数据

动能弹高速侵彻混凝土弹体质量损失及头部形状演化研究

姚志彦黄风雷李金柱

92-108页

查看更多>>摘要：动能弹在高速侵彻混凝土时会发生明显的质量损失，使得弹体的头部变钝，导致侵彻性能也会降低。弹体与混凝土目标之间的摩擦功、弹体的塑性变形以及骨料对弹体的切削会显著影响弹体的质量损失。首先，本文通过温度对弹体强度影响将三种机制进行耦合，建立了弹体质量损失和头部形状演变的离散迭代模型。在模型中，摩擦功和塑性功都会增加弹体表层的温度，从而降低这部分的强度，使其更容易因为骨料切削而发生质量损失。该模型将弹体头部和侵彻过程分别从空间和时间的维度上进行离散化处理。通过逐点迭代计算来获得弹体的质量损失和头部形状演化。然后，将模型预测的侵彻深度、质量损失和弹体的剩余头部形状与实验结果进行对比。对比结果表明，模型的预测结果与试验结果吻合较好，验证了模型的有效性。此外，还分析了侵彻过程中的弹体的侵彻深度、质量损失、减加速度、速度与时间的关系。最后，基于该模型讨论了弹体强度、CRH和混凝土靶的强度对侵彻过程的影响。

关键词：

Kinetic energy projectileHigh-velocity penetrationCoupled modelMass lossNose shape evolution

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万方数据

考虑非线性磁-弹耦合的磁电天线近/远场辐射解析解

雷保新游智雄张志东师阳...

109-121页

查看更多>>摘要：本文提出了考虑磁-弹耦合本构关系的磁电天线辐射场解析解。利用与磁场和力学场相关的非线性等效参数，推导非线性磁-力-电控制方程，进而发展出非线性逆磁电耦合模型。该模型强调了磁电天线的本质，即辐射是通过不同相位之间的应变/应力介导的耦合来实现的。接着，将获得的磁通密度和电位移作为求解磁电天线全场辐射的源，实现力学量、电学量和磁学量与广义麦克斯韦方程组中变量的耦合。通过已有实验数据和仿真结果验证了所提出的模型。结果表明，磁电天线的辐射性能在很大程度上取决于非线性磁-弹耦合。由于非线性磁化过程，磁通密度和远场辐射随材料参数和偏磁场而显著变化。通过用材料参数调节辐射阻抗的频率响应，揭示了提高工作带宽和频率调谐的机制。通过调整初始磁化率、饱和磁致伸缩和饱和磁化，辐射效率/增益分别提高了340％，108％和112％。本文模型有助于理解磁电天线的全场辐射，为设计可调谐磁电天线提供依据。

关键词：

ME antennaFull-field radiationMagneto-elastic couplingRadiation patterns

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万方数据

目标函数含有边界切向导数的有限一维声子结构边界元拓扑优化

高海峰梁建国刘江林李银辉...

122-136页

查看更多>>摘要：本文提出了一种针对最小化粒子速度在目标边界的切向分量最小化的一维声子结构拓扑优化方法。边界积分方程的切向导数形式被用来计算含有切向导数量的目标函数。采用伴随变量法计算了拓扑导数，同时伴随场的诺伊曼边界条件也是采用边界积分方程的切向导数形式来计算的。在拓扑更新过程中，周期设计域的拓扑导数是通过计算整体设计域的平均拓扑导数，并被用来带入水平集函数的进化方程。数值应用算例表明了该方法对于目标函数含有切向导数量的一维声子结构拓扑优化问题的有效性。

关键词：

Boundary element methodTopology optimizationPhononic structuresTangential derivative

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万方数据