为了提高人工边界条件在波动输入边界和自由场边界的精度，该文扩展了Higdon一阶吸收边界条件，并编制了相应的有限元计算程序。该方法将输入波分量引入到Higdon吸收边界条件当中，利用最小二乘法，用吸收边界邻域内的应变场和速度场计算Higdon边界条件公式中的参数，实现了吸收边界条件的自动更新。并且，该文提出了既适用于波动输入边界又适用于自由场边界的速度边界和力边界两种吸收边界条件。算例表明，与传统人工边界条件相比，该文建议的吸收边界条件具有良好的模拟效果。

该文通过SONATA MAESTRO1．5T采集0°／25°／60°／80°四个屈曲角下的正常膝关节的MRI图像，构建四个屈曲角位姿的正常／内侧副韧带缺损的整体胫股关节3D模型，通过对这八组模型施加不同的外翻力矩进行有限元仿真，来分析内侧副韧带缺损时关节软组织及韧带的力学特性。仿真结果表明：1）膝关节外翻时，内侧副韧带缺损会引起交叉韧带的张力显著增大，前交叉韧带和后交叉韧带替代了内侧副韧带的外翻限制作用，成为抵抗外翻的主要稳定结构，其中前交叉韧带相比后交叉韧带能提供更大的外翻阻力。随着屈曲角度的增加，交叉韧带抵抗外翻的负荷均显著增大。在高屈曲角位姿时，交叉韧带尤其是前交叉韧带，极易伴随内侧副韧带断裂而产生联合损伤；2）内侧副韧带缺损降低了膝关节的直向稳定性，特别对股骨内侧髁与内侧胫骨关节面的直向稳定性...

从方形蜂窝实际结构形式出发,准确考虑面板和芯层的几何特征,在现有经典夹层板理论的基础上,利用能量原理推导出方形蜂窝夹层板在面内载荷作用下平衡微分方程。以简支矩形夹层板为例,采用傅里叶级数和加权残值法进行求解,得到其总体屈曲的临界载荷值,并将其与三维有限元仿真结果进行比较,验证该方法正确性。还讨论了夹层板面板厚度、芯层高度及芯层薄壁间距对总体稳定性影响,数值仿真结果表明：面板厚度和芯层高度对夹层板总体屈曲影响较大,而芯层间距对总体屈曲影响较小。

对于运行状态的风力发电机,其地震响应涉及风荷载与地震的联合激励。为建立风-地震共同作用下风力机动力响应的解耦分析方法,该文基于最小二乘法,建立水平轴风力机模态气动阻尼比简化模型;将叶轮气动阻力以等效阻尼比施加于支撑结构,形成风力机地震响应的解耦分析方法,与耦合方法模拟结果进行比较,验证解耦方法的可靠性。结果表明双线性模型能够准确模拟风力机模态气动阻尼比随轮毂高度处10 min平均风速变化的规律,解耦方法得到的风力机塔顶加速度和塔底弯矩峰值与耦合方法所得结果的误差不超过15%,同时,解耦方法的计算效率也高于耦合方法。

桥梁的气动选型对于大跨度桥梁建设影响重大,准流线型桥梁断面具有较好的气动外形。为了进一步探究该种断面的气动特性,选取某个大跨度桥梁准流线型桥梁断面为研究对象,通过风洞试验测得模型表面风压分布,并分析其变化规律。结果表明模型上表面前半部分存在明显的气流分离与再附;下表面仅存在分离过程,没有出现再附;模型上表面腹板和下表面左侧斜腹板存在较大脉动值,可能会对桥梁风致振动问题造成不利影响。

该文基于骨架弹簧片原理,提出了一种新型自适应变阻力特征加油稳定伞设计方法,以实现稳定伞的阻力特征面积随飞行速度变化自适应发生改变,在一定速度范围内保持阻力值基本恒定,使得加油稳定伞与加油机的相对位置基本固定。为了验证该设计方法的正确性,充分了解弹簧片弹性模量和厚度参数对稳定伞气动特性的影响规律,该文通过风洞测力试验和变形测量技术研究了四套弹簧片自适应变阻稳定伞的气动特性,并对数据结果的拓展应用进行了分析,提炼出了工程估算模型。结果表明该文所提出的自适应变阻力特征稳定伞设计方法正确合理,风速变化时骨架弹簧片发生自适应弹性变形,使得阻力特征面积能够自适应调整,起到稳定阻力大小的作用;弹簧片抗弯刚度越小,变形越大,在试验风速范围内,1.0 mm钢弹簧片稳定伞的自适应特性最优;与传统恒定阻力特...

为了减缓高速列车通过隧道引起的压力波动对列车运行的影响,基于列车空气动力学研究了高速列车通过带有联络通道的隧道时的压力波特性。建立了3节编组高速列车数值仿真计算模型,基于三维、非定常、可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型和滑移网格技术,数值模拟了高速列车通过联络通道隧道的气动特性,主要考虑设置联络通道后,联络通道面积、列车运行速度和不同通道间距对隧道压力波动的影响。研究结果表明:列车通过设有联络通道的隧道相比于无联络通道隧道的气动特性得到明显改善;通道对初始压力上升与下降抑制效果更加明显,对膨胀波的抑制更为突出;列车运行速度越高,通道面积越大,压力波回落越明显;联络通道的设置使压力波波形呈现局部锯齿状。提出了列车通过隧道时压力峰值的快速计算公式。

雷诺数效应是桥梁抗风设计研究的关键问题,随着桥梁跨度的增加,桥梁断面雷诺数效应的研究日显重要。选取两个常用的大跨度桥梁准流线型桥梁断面为研究对象,通过风洞试验测得模型表面风压分布,采用压力积分方式获得断面在不同雷诺数下的三分力系数,并分析其变化规律。结果表明:桥梁断面局部细微差异并不能改变三分力系数随雷诺数的变化规律;从模型不同位置处的平均风压系数来看,前缘尖角的下游位置表现出较明显的雷诺数效应,这可能是前缘分离流再附所致;将不同流线型桥梁断面表面风压的无量纲空间分布进行对比,发现不同形状的尖锐棱角仅影响棱角附近平均风压系数极值大小。

中央开槽箱梁因其优越的颤振性能而在大跨度桥梁建设中得到应用,但中央开槽存在引发结构大幅涡振的气动稳定性问题。以典型大跨度桥梁中央开槽箱梁断面为对象,进行弹簧悬挂节段模型风洞测压、测振试验。对比研究了扭转涡振锁定风速全过程起振点、上升区中点、振幅极值点、下降区中点及涡振结束点等涡振发展过程箱梁表面气动力演化特性。研究表明,箱梁表面气动力在涡振过程不同阶段具有明显的变迁历程,气动力特性与涡振响应有明显的同步演化关系。分布气动力对涡激力的贡献与扭转涡振振幅呈正相关关系,均在振幅极值点风速达到最大,下游箱梁上下表面后部区域及上游箱梁上表面前部区域对涡激力贡献较大,前两者起增强作用,后者起抑制作用,这些区域的气动力是引起中央开槽箱梁扭转涡振的主要原因。与闭口箱梁上下表面下游分布气...

为研究磁流变阻尼器（MRD）非线性滞回性能的影响因素，建立精确的MRD力学模型，对MRD进行力学性能试验，并基于米氏方程提出一个综合考虑电流、位移和频率影响的力学模型——米氏模型。对所提模型和传统经典力学模型进行数值模拟，并与试验结果进行对比分析，结果表明：该模型可以模拟MRD的非线性滞回性能、体现位移和频率对阻尼力及非线性滞回性能的影响。