河海大学力学与材料学院软物质力学研究所
- 作品数：18 被引量：33H指数：4
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- 基于分形导数对非牛顿流体层流的数值研究被引量：4
- 2017年
- 非牛顿流体具有复杂的流变特性,揭示该流变特性可以更加合理地指导非牛顿流体在工农业生产中的应用.经典的非牛顿流体本构模型往往形式复杂,仅能应用于某些特定的情况.分数阶导数模型具有参数少和形式简单的特点,己成功地应用于描述非牛顿流体的运动.Hausdorff分形导数作为一个备选的建模方法,相比分数阶导数具有更简单的形式以及更高的计算效率.本文基于Hausdorff分形导数改进现有牛顿黏性模型,提出分形黏壶模型.通过研究分形黏壶在常应变率下表观黏度的变化情况,以及在加、卸载条件下的蠕变及恢复特性,发现分形黏壶模型适合于描述具有黏弹性的非牛顿流体(本文称之为分形流体).结合连续性方程及运动微分方程,推导出分形流体在平行板间层流的基本方程.按是否拖动上板和是否存在水平的压力梯度分为3种工况,分别用数值方法计算这3种工况下流速在板间的分布及其随时间变化的情况.通过分析不同工况下的流速分布,发现水平的压力梯度会改变流速随时间变化的形状,且会推迟流速到达稳定的时间.在水平压力梯度不存在的情况下,不同阶数的分形流体具有相同的流速分布或是演变过程.另外,在水平压力梯度存在的情况下,上板速度不影响不同阶数分形流体间稳定速度的差值.
- 苏祥龙许文祥陈文
- 关键词：非牛顿流体层流表观黏度
- 广义有限差分法模拟三维时间分数阶对流扩散方程
- 介绍了广义有限差分法(GFDM)和快速有限差分法(FFDM)求解三维时间分数阶对流扩散方程(TFADE),从而模拟地下水污染物的反常扩散过程。采用GFDM离散TFADE的空间导数项,将控制方程中未知量的各阶偏导数表示为相...
- 王朝阳孙洪广
- 基于Hausdorff分形导数Richards方程的土壤入渗率和水文模型类型被引量：6
- 2018年
- 基于Hausdorff(豪斯道夫)分形导数Richards方程,推导了土壤入渗率与时间的关系.该模型仅有两个参数,其中Hausdorff分形导数的阶数α能够表征水分在土壤中扩散环境的力学特征,刻画土壤结构的非均质性质,而土壤孔径分布指标λ决定了不同水文模型的类型.通过两个算例,观察到当Hausdorff导数的分形维α≠1时,入渗率表现出一定的记忆性,即α的值越小,入渗率随时间的变化越慢,记忆性越强;且同时反映出水分入渗的扩散环境愈加偏离经典模型的理想状态.土壤孔径分布指标λ的值越小,土壤水分渗透的速率越慢,该参数是反映土壤渗流特征的一个基本指标.
- 陈文梁英杰杨旭
- 关键词：RICHARDS方程
- 超高分子量聚乙烯材料的应力松弛研究被引量：1
- 2018年
- 采用实验方法研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料,在不同温度、应变率和初始应变的条件下进行单轴压缩应力松弛实验,得出松弛应力与时间成非线性关系,且温度越高、应变率越大、初始应变越小,则最终稳定的应力值越小的结论.采用时间分数阶粘弹性模型,结合Boltzmann叠加原理推导出UHMWPE材料在整个加载段及松弛段的应力响应函数,并与实验数据最小二乘拟合.结果表明,时间分数阶Scott-Blair模型能很好地描述UHMWPE材料的粘弹性行为.
- 张泽南苏祥龙陈文
- 关键词：超高分子量聚乙烯温度应变率时间分数阶
- 土壤水分入渗实验及其运动规律分析被引量：1
- 2016年
- 土壤污染问题已经成为当今社会的首要问题,为了探究污染物随土壤水在土壤中的运移规律,首先要摸清水分在土壤中的入渗规律。设计了5组实验,考察了水分在非饱和土壤中的入渗过程,记录了不同位置含水率随时间的演化;针对实验数据,通过绘图进行了统计分析,总结了水分在非饱和土壤中的入渗规律。此次实验器材均根据自身实验需求设计,目的是方便对土柱内含水率的测定以及数据记录。
- 崔婕郝笑笑吴致煌
- 关键词：非饱和土壤水分入渗土柱含水率
- 基于太湖流速序列的多重去趋势分析
- 流速的变动性主要是受自然环境和人类活动等多种复杂因素影响,基于演变特性,单分形不足以描述复杂演变过程,而多重分形能够刻画有不同局部条件或在演化过程中不同层次所导致的概率在整个集合上的分布状况。虽然能够消除时间序列中的趋势...
- 袁林； 孙洪广；
- 关键词：流速分布多重分形谱稳态分布
- 文献传递
- 颗粒型混凝土微细观结构和物理性能的理论研究进展Ⅰ:非球形颗粒随机堆积模型
- 作为一种典型的粒子型复合材料,混凝土材料在微细观尺度下可看成是由代表不同组分的规则和不规则几何形貌的硬/软化颗粒随机堆积而成,这些堆积颗粒的几何特征很大程度上决定了混凝土内部微细观结构的演化,进而影响其力学和传输性能的演...
- 许文祥陈惠苏陈文
- 关键词：建筑工程微细观结构物理性能
- 文献传递
- 一种选择工程随机载荷统计分布的累积剩余熵法被引量：3
- 2018年
- 基于Lévy稳定分布,给出了一种选择工程随机载荷统计分布的累积剩余熵法.该方法采用候选分布估计载荷的累积分布和尾分布,并计算累积剩余熵,以及候选分布与真实分布的相对距离,相对距离越小表明候选分布越接近载荷的真实分布.结合永济第二节制闸上下游水位工程实例,对提出的方法进行了验证.计算结果表明:与正态分布、极值Ⅰ型分布相比,Lévy稳定分布的精度最高,能够较好地刻画水位分布的拖尾性;累积剩余熵的相对距离表明Lévy稳定分布与实际分布之间的误差最小,因此,基于Lévy稳定分布的累积剩余熵是一种有效工程随机载荷统计分布的方法,保证了工程结构可靠度计算的准确性.
- 杨于梁英杰陈文
- 关键词：随机载荷可靠度
- 复杂介质中溶质扩散问题的分数阶导数模型与数值算法
- 复杂介质中溶质扩散过程是水文和环境领域的关键研究课题之一.本文主要讨论反常扩散过程的分数导数建模,以及相应的数值算法.针对土壤或地下含水层中的溶质扩散过程,如何建立合适的物理模型是数值模拟的挑战之一.本文分析比较了三种分...
- 孙洪广陈文张今阳
- 关键词：水文分析复杂介质
- 文献传递
- 软物质系颗粒材料组成、微结构与传输性能之间关联建模综述被引量：9
- 2016年
- 作为一种典型的软物质体系,颗粒材料的传输性能对相关工程材料在实际工程中应用的耐久性和服役寿命具有至关重要的影响.材料的物理性能通常依赖于其微结构特征,而颗粒材料微观结构的形成又直接与其成分结构密切相关.因此,清楚、准确地认识颗粒材料的组成、微结构与其传输性能之间的多尺度关联机理是提升颗粒材料力学性能和耐久性的保障.本文综述了当前颗粒多相复合材料传输性能建模的研究现状,着重介绍了颗粒材料传输性能建模涉及的三个主要方面:颗粒材料组成结构的建模、材料内部孔相和界面微结构的定量表征、颗粒材料传输行为的建模方法.并对复杂拓扑几何颗粒的构造、非球形粒子接触判据和随机堆积模型、界面厚度和孔隙率分布、界面体积分数、软化粒子(包括孔隙和界面)渗流以及颗粒多相复合材料有效扩散和反常扩散性能等领域的研究进展和前沿给予阐述,总结和展望了颗粒多相复合材料多尺度力学行为建模有待拓展的研究方向.
- 许文祥孙洪广陈文陈惠苏
- 关键词：渗流传输性能
