一、Nonlinear Waves in an Inhomogeneous Fluid Filled Elastic Tube（论文文献综述）
柳光军[1]（2021）在《基于CFD-FEM双向耦合的船舶非线性水弹性问题研究》文中研究说明随着船舶尺度的增大,船体结构刚度变得越来越小,这意味着波浪激励频率和船体振动固有频率更加接近,进而使得弹振和颤振等水弹性响应更加明显。与势流方法相比,基于求解雷诺平均纳维尔斯托克斯方程的CFD（Computational Fluid Dynamics）方法则能很好地考虑流场的所有非线性因素,在此基础上,通过和FEM（Finite Element Method）方法耦合求解,可以进一步精细考虑到结构变形对流场的影响。CFD-FEM双向耦合数值求解方法成为了模型试验以外的另一研究船舶水弹性问题的重要手段。本文首先基于商业软件STARCCM+和ABAQUS,建立了CFD-FEM双向耦合计算方法。通过对比文献中的试验和数值计算结果验证了数值算法的准确性,并说明了基于CFD-FEM双向耦合的方法比基于势流理论的传统水弹性方法更加接近于试验值。在验证了本文数值方法可靠性的基础上,进一步研究了影响船体非线性水弹性响应的若干因素。首先计算了无航速情况下,波长船长比（λ/L）、频率比（ωe/ω2）和波陡（H/λ）对顶浪情况下船体水弹性响应的影响。研究发现,与其他两个因素即ωe/ω2和H/λ相比,λ/L对近船中截面垂向弯矩的影响最为明显,如ωe/ω2=1时,λ/L=1.07对应的近船中的无量纲的垂向弯矩幅值是λ/L=0.6的2倍。此外,ωe/ω2以及H/λ对水弹性响应的影响也与λ/L呈现出较大的相关性。在此基础上,计算了航速对水弹性计算模型响应的影响。发现在船体梁固有频率较大时,航速虽然会显着地增大船体的刚体运动幅值,对近船中截面的垂向弯矩影响则不明显。最后,针对与试验模型等刚度的船体梁,对水弹性计算模型的流场压力和船体梁的垂向位移进行了模态分析。发现流场压力的第一阶模态形状主要受到船体刚体运动的影响,更高阶则受到船体梁弹性变形的影响。顶浪和顺浪工况下,流场压力模态完全不同,船体结构模态响应特性也不同。
李芳[2]（2021）在《超流费米气体中光诱导时空模式》文中研究指明相互作用可调控的超冷费米气体为研究强相互作用的物理提供了很好的实验平台。特别地,当表征碰撞相互作用大小的低温散射长度可利用所谓的Feshbach共振调控为无穷大时,实现量子力学所容许的最强相互作用的量子气体,这确保了气体的行为与粒子间相互作用的微观细节无关,表现出与各种强相互作用系统相同的普适热力学性质。强相互作用的双组分费米气体是自然界其他奇特系统的原型,包括高温超导体、夸克胶子等离子体和中子星。调制不稳定性（MI）是物理学中一个重要的研究课题,这种非线性作用导致了各种系统中随机波动的模式形成,由调制不稳定性引起的“糖葫芦式”模式是普遍存在的,并在光学和玻色-爱因斯坦凝聚体中得到了广泛的研究,比如孤子、法拉第波、时空晶体等。然而,尽管在这一领域有很多理论上的探索,在超冷费米气体中实验上还没有实现这一物理。本论文采用与以往不同的非线性操控手段,在空间调制的红失谐激光激励下,观测到了超流费米气体中的时空分布。纵向空间起伏的激光束引起了两种不同的模式的自发产生,相互作用在模式的形成和传播中起着重要的作用。对于强相互作用的费米气体,由于非线性耦合,伴随声子激发的诱导模式在频率和波矢之间表现出明显的X型色散关系。并研究了这种模式在BEC和BCS渡越中的传播,其传播速度与声速有关,与平均场以及Monte Carlo理论计算相一致。在无相互作用的费米气体中观察到的模式来自基态密度调制,没有声子激发。本论文以超冷费米原子气体的强相互作用为主线,聚焦于光场空间波动导致的非线性时空分布物理,在第一章简介了领域的发展;第二章和第三章详细介绍了不同相互作用的6Li超冷原子的制备和性质;第四章、第五章和第六章详细介绍了激光空间波动引起的时空分布以及其隐含的物理,包括实验方案,温度、能量等基本热力学量以及其他参数的校准过程及结果,数据获取和分析等;最后是总结和展望。
亓倩[3]（2020）在《页岩气储层多级压裂水平井多场耦合非线性渗流理论研究》文中指出页岩气藏水平井体积压裂改造使页岩储层形成复杂的裂缝网络,页岩气渗流表现出多尺度多流态的渗流特性;压裂水平井改造区与未改造区形成多区域结构;由于降压开采应力场变化,导致不同尺度介质变形,流固耦合问题凸显且流动规律不明。本论文紧紧围绕页岩气藏开发过程中复杂形态的压裂缝网多尺度多流态渗流模拟、多区域结构压力动边界扩展、多重介质（特别是改造区）渗流-应力-介质变形耦合非线性复杂渗流、以及页岩气藏开采产能预测等问题,通过物理模拟实验、理论分析、数值仿真等相结合的方法,实现了多尺度、多区域、多场耦合渗流模拟,具体展开了以下研究工作:（1）建立了不同形态缝网表征的全过程多尺度流动统一模型。通过巴西劈裂实验,联用声发射实验监测技术确保人工压裂缝的形态完整性,诱导裂缝产生;经X射线CT扫描,观测岩样内部压裂缝形态,测得压裂缝开度;在页岩气多尺度非线性渗流基础上,针对压裂裂缝网络形态的复杂性,探究了不同形态复杂裂缝网络气体渗流机理,实现了裂缝网络结构的准确表征方法及数学描述;并与常规致密储层缝网形态及表征方法进行对比。（2）建立了层理发育页岩气储层三区耦合非线性渗流数学模型。基于页岩气储层三区渗流物理模型,将水平井体积压裂流动分为三区模型:Ⅰ改造区（主改造区、次改造区）、Ⅱ未改造区、Ⅲ水平井筒区;建立了多级压裂水平井复杂缝网非线性稳定渗流模型,分析了页岩气储层多尺度流动,形成了产能计算方法;考虑层间层内非均质性,进一步研究了层理页岩储层各向异性渗流规律及产能影响因素;揭示多级压裂水平井基质-压裂缝-井筒耦合流体流动规律,综合对裂缝间距、裂缝开度及压裂范围进行优化,指导现场压裂生产。（3）建立了页岩气储层有效动用边界动态预测方法。利用稳定状态依次替换法推导了考虑解吸、扩散、滑移的页岩气储层未压裂、单一裂缝压裂、复杂裂缝压裂条件下压力扰动传播动边界随时间变化的关系式;建立了页岩气储层不压裂及压裂（渗透率分形分布/高斯分布）不稳定渗流压力特征方程,得出了井底压力变化规律;进而分析了页岩气储层不压裂及压裂井（渗透率分形分布/高斯分布）产气量随时间的变化。（4）建立了页岩气高效开发流固耦合非线性渗流数学模型。从渗流微观-宏观动力学行为出发,通过应力敏感实验研究储层流固耦合作用与流体流动规律;搞清了微观与宏观有效应力的相互作用关系,并建立了孔隙度和渗透率在有效应力作用下的数学模型;以多区复合为特征,建立页岩储层水平井体积压裂流固耦合非线性渗流数学模型,并形成页岩储层水平井体积压裂流固耦合非线性渗流数值模拟方法和技术;通过理论分析和实验研究,选择典型实例进行模拟分析和验证模型的准确性。以上研究为页岩气产能预测及开发指标优化提供了理论依据。
马晓飞[4]（2020）在《碳纳米管质量传感器的动力学特性研究》文中认为自从碳纳米管被制备以来,它就一直是人们关注的焦点。作为纳米材料家族中重要的一员,碳纳米管在实际生产生活中的应用就不断地被人们发掘和研究。现有的资料与文献表明,碳纳米管具有优异的化学、电磁学和力学特性。另外,碳纳米管还表现出了优异的抗疲劳性和抗强酸强碱性、弹性、强度。因此,人们认为碳纳米管是一种非常理想的纳米元件,该材料在纳米机械系统、输送系统、传感器等方面都有巨大的潜力。研究碳纳米管的主要方法有以下几种:实验法,分子动力学法和连续介质力学方法。由于纳米尺度的实验常受到取材、实验设备、观测手段等条件的限制,而分子动力学模拟计算量非常大,对计算机处理能力的要求很高。所以,连续介质力学方法成为研究碳纳米管的力学行为的有效且不可或缺方法。事实上,碳纳米管的尺寸非常小,材料微观结构的纳米尺寸效应在计算和分析过程中就变得非常重要。随着研究的深入,人们发现在纳米级的尺度下,经典力学的某些定律并不完全适用。因为经典力学的方法都忽略了原子间的连接作用,不能很好地描述微观结构的力学性质。因此,Eringen等人首次将非局部系数和应变梯度系数融合在一起,创立了一种新的理论—非局部应变梯度理论。由于非局部应变梯度理论考虑了结构内部特性的影响,因此基于这种理论所得到的结果也更准确可信且弥补了经典力学的不足。从整体上看,研究碳纳米管非局部特性的文献很多,但是关于碳纳米管应变梯度理论的研究较少,基于非局部应变梯度理论研究碳纳米管的力学行为以及振动稳定性方面的报道就更少。基于该理论得到的控制方程复杂,计算量很大,求解析值较为困难,需要采用数值方法求解。本文以非局部应变梯度理论为基础,针对不同的碳纳米管模型,运用微分求积法求数值解。本文的主要研究内容及学术贡献如下:（1）研究末端带重物的碳纳米管系统的振动特性。碳纳米管作为一种理想的质量传感器制作材料,具有较高的学术价值和应用价值。本文将纳米质量传感器进行简化,采用非局部理论,通过哈密尔顿原理建立振动方程,考察了非局部系数以及末端重物对碳纳米管振动频率的影响。结果表明,非局部系数对整体刚度有软化作用,而末端重物的存在,对碳纳米管的振动有着抑制的作用。（2）研究碳纳米流体质量传感器的特性及动力学行为。本文采用瑞利梁模型和非局部应变梯度理论,讨论了碳纳米管内流体密度对振动频率、相对频率变化率、非局部频率变化率以及应变梯度频率变化率的影响。结果表明,随着流体密度的增加,传感器振动频率降低。当系统的解析值很难获得时,本文使用的微分求积法为计算数值解提供了较为简便的途径。
彭娉[5]（2019）在《自旋-轨道耦合旋量超冷原子气体的新奇量子态》文中提出自1995年实现以来,超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）已被越来越多的实验证明是研究相互作用量子多体系统的理想平台。利用外部激光和磁场可以方便地对超冷凝聚体进行时空调制。从理论上讲,该低温系统的基态和动力学性质可以被平均场理论很好的描述。近年来,由于可能存在各种类型的新型拓扑缺陷,包括矢量孤子、涡旋晶格、狄拉克单极子以及斯格明子等,具有自旋自由度的超冷多组分旋量BEC成为了该领域研究的热点课题。精确的外场可控性,特别是自旋-轨道耦合效应和奇异囚禁势的实验实现,极大促进了人们对这些新奇拓扑态的研究。探索其基本性质并找到控制它们运动的有效方法,成为了该领域当前最重要的理论课题之一。本论文立足于当前该领域对旋量BEC和自旋-轨道耦合效应研究所取得的最新成果,通过对平均场Gross-Pitaeviskii方程进行理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了具有自旋-轨道耦合作用下自旋F=1旋量BEC的新奇量子态及其性质。主要探讨了具有自旋-轨道耦合和塞曼耦合的自旋F=1旋量BEC中的磁化矢量孤子、环形阱中旋量BEC的基态性质以及共心耦合双环势阱中反铁磁旋量BEC的奇异量子态,揭示了外场参数对系统态结构及性质的影响,从密度分布、相位分布、磁化率、拓扑荷密度及自旋纹理等方面呈现了系统新奇量子态及态间转换,得到了一些有一定创新意义的研究结果。具体内容如下:1、自旋-轨道耦合旋量BEC的磁化矢量孤子利用多重尺度微扰法研究了具有自旋-轨道耦合和塞曼耦合的自旋F=1旋量BEC中磁化矢量孤子的性质。我们解析推导了系统的基态能量本征值和对应的本征矢,它们可以被外场参数进行有效调控,构成研究非线性激发的基础。通过把耦合的GrossPitaeviskii方程约化成一维标准的非线性薛定谔方程,得到了系统的解析矢量亮孤子解和暗孤子解。这些解代表正质量或负质量孤子主要取决于标准薛定谔方程的有效色散和非线性系数的乘积。对于在能量极小值附近给定的动量,展示了移动亮孤子和暗孤子的结构。最后,利用系统的自旋极化讨论了矢量孤子的磁化特征以及自旋-轨道耦合和拉曼耦合所起的作用。2、环形势中自旋-轨道耦合旋量BEC的基态量子相通过数值模拟研究了环形阱中具有自旋-轨道耦合作用的自旋F=1旋量BEC的基态性质。通过调控外场参数可在系统三个组分中诱导出一些新奇的量子态,例如项链态,持续流以及涡旋态等。研究发现,项链态的数目会随着自旋-轨道耦合作用强度的增加而增加,自旋-轨道耦合作用的各向异性能够被用来控制系统的基态结构。由外部场诱导的凝聚体的旋转会使得三组分密度分布出现非对称性,并且倾向于把项链态转变成持续流。环形势阱的半径也是一个可以用来控制项链态的新自由度。另外,项链态和涡旋态之间的转变（中间经历持续流态）可以通过控制原子之间的密度-密度相互作用和自旋交换相互作用的比值来实现。3、共心耦合双环势阱中自旋-轨道耦合旋量BEC的新奇量子态研究了共心耦合双环势阱中具有自旋-轨道耦合作用的自旋F=1反铁磁BEC的新奇量子态。由于自旋-轨道耦合作用的出现,一类新颖的具有双环结构的项链型新奇态在该系统中被揭示出来。项链态的花瓣数目随着自旋-轨道耦合作用强度的增大而增加。当考虑凝聚体的旋转时,随着旋转频率的增加,凝聚体可被拖拽到双环阱的外侧凹槽中,使得实现内环出现项链态而外环出现持续流的奇异态成为可能。在特定的原子间有效相互作用下,一旦环形势阱中两个凹槽被持续流布居,隐涡旋可能出现在阱的中间区域和两个凹槽之间的势垒中。另外,我们揭示随着增加原子之间相互作用,具有层状结构的可视化涡旋也可以在该系统中被激发出来。通过这些研究,我们进一步认识了旋量BEC的超流性质,研究了该耦合复杂非线性系统中的拓扑激发结构,探讨了自旋-轨道耦合、拉曼耦合、塞曼耦合以及原子之间的相互作用对系统超流性及系统量子态结构的影响。研究结果进一步丰富了环形外势中旋量BEC的新奇量子态结构,展示了该系统的奇异超流性质。同时,对该系统非线性拓扑激发的探索和研究,为构建诸如超流约瑟夫森结和原子干涉仪等基于冷原子系统的量子精密测量器件奠定理论基础。
杨潇寒[6]（2019）在《微通道内流体压力降与填充动力学研究》文中研究指明进入21世纪以来,化学工业最主要的目标是实现工业过程的高效可控和绿色节能。微化工技术由于具有体积小、传质性能高等特点成为化工学科的前沿和热点。本文实验研究了微通道内流体的压力降,并利用高速摄像仪探究了单微通道和对称分叉微通道内流体填充动力学机制。主要内容如下:利用压力传感器测量了微通道内牛顿型和非牛顿型流体的压降,考察流体流速、雷诺数和黏度对单相流压降的影响,与已知的压降预测模型进行了对比。并以压降为基础研究了微通道中流体的流变性质。结果表明,牛顿型流体的压降与Cornish提出的压降预测关系式较为吻合,非牛顿流体的压降与传统理论值存在较大偏差。基于压降数据得到的特定管道内表观黏度与剪切速率关系曲线与宏观流变仪测量得出的流变曲线完全不同,主要原因在于宏观流变仪的局限性和径向剪切速率的非均匀分布。利用高速摄像仪观察了单微通道内不同黏度的甘油水溶液的填充过程。填充过程分为两个阶段,第一阶段满足L与T成正比关系,此时微通道内的流动速率受惯性力和毛细压力的作用。第二阶段,L与T满足幂律关系,因接触角的变化,幂律指数n为非定值。对流体气液固前进接触角进行研究发现,当Ca值远远大于10-4时,随时间增长,气液固接触角的前进角呈现波动,波动范围在2°以内。研究了对称分叉微通道内低黏和高黏流体的填充现象,考察了流体黏度、流速、表面活性剂对于对称分叉通道内液体填充过程稳定性和均匀性的影响。实验观察到在对称分叉微通道中低黏流体的填充在早期均匀分布,不均匀度随时间增加。随着黏度增大,高黏流体表现为在低Ca值下的流体分配不均匀性;当Ca值增加时,流体在分支微通道中以相同的速度传播,出现对称分布的图案。加入表面活性剂后流体在两个分叉微通道内分配均匀,气液固前进角较稳定,且小于未加入表面活性剂的气液固前进角。
王少威[7]（2019）在《致密等离子体中波的传播特性的理论研究》文中提出通过等离子体系统中粒子的德布罗意波长可以判断其量子效应,对于密度很高的等离子体,当德布罗意波长大致与粒子间距相当时,量子效应开始产生作用,我们将这类等离子体称为量子等离子体。量子等离子体中重要的量子效应,如玻姆势效应、费米统计压效应、电子自旋效应和电子交换关联效应对其动理学特征会有较为明显的影响。在本次的工作中,将针对非寻常电磁波与表面波进行详细的研究与分析。本文考虑弱相对论简并压对自旋磁化量子等离子体中非寻常电磁波传播特性的影响。使用相对论量子磁流体力学模型（QMHD）,同时考虑量子玻姆势效应,电子自旋效应和相对论简并压力效应,对等离子体中非寻常电磁波的传播特性进行了探索。结合麦克斯韦方程组,经理论推导,获得了一个新的描述相对论磁化量子等离子体中包含玻姆势效应和电子自旋效应的非寻常电磁波的色散关系。本文的结果发现相对论简并压力效应明显改变了非寻常电磁波的传播特性,对于给定波数K的前提下,随着波频率的增加,相对论简并压力效应会使折射率减小,同时波的相速度会逐渐增加。本研究结果对于理解致密天体物理体中的集体相互作用有一定的指导意义。此外本文还对半边界量子碰撞等离子体中表面波传播特性进行了理论研究。表面波是指沿不同介质界面传播的波。在本文的研究工作中,表面波存在于等离子体介质与真空环境的交界面处。利用流体力学模型（QHD）和麦克斯韦方程组,同时考虑量子玻姆势效应,费米统计压力效应,电子交换关联效应和碰撞效应,获得了一个新的表征表面波的广义色散关系,并由此展开了不同近似情况下的讨论和研究。结果表明,对于给定波数K的情况下,表面波的频率由于电子交换关联效应的影响而产生频率下移。另外,在高波数的区域,电子交换关联效应对表面波动力学行为有着明显的修正作用。研究还表明,在不同的碰撞频率下,表面波的增长率发生了显着变化,在短波长区域内表面波的不稳定性可以随着碰撞频率的增加而增加。本文的结果对于研究边界等离子体中表面波的物理特性具有一定的参考价值,同时对理解致密等离子体真空界面中表面波的色散特性也有较大的帮助。
陈安涛[8]（2019）在《FDTD在等离子体与电磁波相互作用的研究》文中研究表明近年来,随着人们对高超声速飞行器在临近空间飞行时周围形成的等离子体鞘套对其雷达散射特性的影响以及飞船返回舱进入大气层时发生的“黑障”现象的关注,电磁波与等离子体之间的相互作用引起了人们极大的兴趣。本课题来源于国家重点基础研究发展计划（973计划）“临近空间高速飞行器等离子鞘套下信息传输理论基础”项目子课题“动态等离子鞘套与电磁波相互作用机理研究”。研究目的是建立电磁波与等离子体之间相互作用的仿真模型、探索电磁波与等离子体之间的相互作用规律,为克服高超声速目标识别以及“黑障”现象提供参考依据。本文针对电磁波与等离子体之间的相互作用展开研究,以时域有限差分（FDTD）方法为基础,推导了统一适用于求解不同介质类型电磁问题的高阶算法,对电磁波在等离子体中的传输特性、激波管中高温流场分布、高温绕流对本体目标雷达散射特性的影响以及目标对涡旋电磁波的散射特性等进行了系统的研究。主要工作及成果概括如下:1、适用于不同介质类型的统一介电系数形式高阶FDTD方法的研究。通过将电导率与描述等离子体介电系数的Drude模型相结合,形成了可以描述不同介质介电参数统一形式的Drude模型;对几种不同的色散介质FDTD方法对此模型的求解过程进行了推导,形成了相应的高阶算法;对各方法的计算结果进行了验证并对比了不同方法的计算精度及效率,为研究不同电磁问题时的算法选择提了供参考依据。2、激波管中流场分布特性的研究。建立了不同尺寸的激波管模型,对其进行流场网格划分并获得了高质量的计算网格;采用双温度和七组元化学反应模型对激波管中流场的分布特点进行了研究;通过改变激波管膜片两侧气体的压强和温度获得了激波传播过程中不同时刻的流场分布;采用在激波管低压段中放置高超声速目标缩比模型的方式,模拟了高超声速目标被等离子体鞘套包覆情形,得到了目标及其周围高温绕流流场的复合模型。3、斜入射太赫兹波与等离子体的相互作用研究。针对“黑障”现象,研究采用高频电磁波克服“黑障”现象的可行性。结合通信时发射天线发射的电磁波经等离子体鞘套到达接收天线传输过程中电磁波传播方向与等离子体鞘套之间的相对位置关系,建立了太赫兹波以一定入射角度在等离子体层中的传输模型;通过分界面波矢量的切向分量连续这一定律将二维情形下太赫兹波在等离子体中传输过程等效为准一维情形,采用移位算子时域有限差分（SO-FDTD）方法求解等效后的微分方程,大大降低了问题的复杂性,节省了计算资源;针对高超声速飞行器在不同飞行高度时其周围等离子体鞘套电子数密度的分布特点建立了相应分布形式的等离子体层,研究了太赫兹波在不同电子数密度分布形式等离子体层中的传输特性,对影响传输特性的各参量进行了分析。理论表明太赫兹波可以有效克服“黑障”现象,但是具体选用通信频率时应选择高传输系数频段并且根据通信条件的特点排除吸收系数峰值对应的频率。4、电磁波在激波管等离子体中传输实验系统仿真模型的建立。采用高阶Z变换时域有限差分（ZT-FDTD）方法建立了天线-激波管-天线系统仿真模型,将激波管仿真得到的激波后高温流场参数转化为等离子体参数后填充到仿真模型中的等离子体区域,研究了电磁波在其中的传输特性,并对激波运动到不同位置时电磁波在其后等离子体中的传输系数进行了计算并对所得计算结果进行了分析。5、模拟等离子体鞘套包覆目标电磁散射特性的研究。通过在激波管低压段中放置高超声速飞行器缩比模型,在激波通过后获得了目标及其周围高温绕流流场的复合模型,将该复合模型进行提取并引入到开域空间建立了相应的电磁散射模型,采用高阶辅助微分方程时域有限差分（ADE-FDTD）方法计算了该复合目标的雷达散射截面并与本体目标计算结果进行了对比,对目标周围高温绕流流场对其雷达散射特性的影响进行了分析。6、目标对涡旋电磁波散射特性的研究。基于涡旋电磁波各场分量在其坐标系下的展开形式,通过坐标转换将实验室坐标系计算空间中各点坐标转换到电磁波束所在坐标系下得到了相应位置上涡旋电磁波的场分量值,并将其直接作为散射场公式FDTD方法中的入射场代入,在计算空间中引入了涡旋电磁波,从而实现了采用FDTD方法来研究目标对涡旋电磁波的散射问题;为提高计算精度,推导了散射场公式的高阶算法,在节省计算资源的同时得到更高的精度,分析了不同电磁波参数对散射特性的影响。结果表明,涡旋波照射下目标具有与平面波照射截然不同的电磁散射特性。
王飞[9]（2019）在《宽频段沙质沉积物声速频散和衰减特性研究》文中研究指明在已有外场获取的大量海底沉积物声速频散和衰减数据中,低频（1kHz以下）时的声速及高频（100kHz以上）时的衰减均与Biot-Stoll模型预报结果不一致,究竟是数据问题还是模型问题,其原因至今未知。由于这些数据既不能用于验证沉积物声学模型的适用性,也不能准确反映沉积物的声学特性,考虑到实际海洋环境的不确定性及海底沉积物的非均匀性,在实验室可控条件下开展海底沉积物声速频散和衰减特性研究具有重要意义。根据不同频段海底沉积物声学特性实验研究对沉积物尺度的要求不同,本文构建了三个实验平台,减小了环境不确定性对数据的影响,有效获取了 30-170kHz、2-120kHz和300Hz-3kHz三个频段内沙质沉积物的声速和衰减,为沉积物声学模型验证和声学特性研究提供了重要数据。在此基础上,结合沉积物声学模型部分实测特征参数,完成了模型的数据验证。在实验室内首次观测到了含气沉积物声速峰和衰减峰的一一对应关系,揭示了气泡对沉积物声学特性的影响规律。本文的具体研究内容如下:1、30-170kHz沙质沉积物的声速频散和衰减研究在实验室玻璃水箱中设计了高频段30-170kHz实验平台,采用高温煮沸的方法进行除气,通过窄带测量和宽带测量两种方法获取了 30-170kHz频段内沉积物中的声速和衰减。为了降低由于发射换能器工作带宽窄以及发送电压响应不平坦对实验数据的影响,本文提出了利用发射换能器发送电压响应补偿驱动信号的沉积物声速和衰减测量方法。仿真和实验研究结果均表明,驱动信号经补偿之后,有效解决了单频窄脉冲声信号的谱峰频率偏移、宽带脉冲声信号的带宽变窄问题,并且宽带方法获取的声速和衰减起伏明显减弱,窄带方法的测量带宽得到了有效保持;窄带和宽带数据吻合更好,提高了数据的准确性。该方法为可靠获取沉积物的声速和衰减数据,开展沉积物声学特性研究奠定了坚实的基础。通过反演得到模型的特征参数,将Biot-Stoll理论和等效密度流体近似模型（EDFM）的预报结果与实验数据进行对比表明,50kHz以上的声速数据与模型吻合较好,但30kHz以上的衰减数据均大于模型预报结果。2、2-120kHz沙质沉积物的声速频散和衰减研究根据沉积物声学测量实验对沉积物尺度的要求,在实验室信道水池中设计了2-120kHz实验平台,仍采用高温煮沸的方法对约3.15m3的沉积物进行除气处理。实验采用透射法,通过不同的信号处理方法获取了 2-120kHz频段内沉积物的声速和衰减。实验结果表明,沉积物中依然存在少量气泡,导致沉积物中声速和衰减随频率的变化曲线存在峰值。通过含气沉积物声学模型Anderson&Hampton、修正的Biot-Stoll以及修正的EDFM的仿真分析发现,声速峰值的频率总是小于对应衰减峰值的频率,这与实验数据的特征吻合;随着气泡体积分数的增大,在气泡共振频率附近,沉积物的声速和衰减的过渡区域逐渐增大,而远低于气泡共振频率上的声速逐渐降低,衰减逐渐增高。通过10-120kHz频段内测量结果的进一步分析发现,实验观测到四个一一对应的声速峰和衰减峰,这是首次在实验室实验中观测到这一现象。采用五个连续的修正高斯函数表示气泡半径分布,首次同时利用声速和衰减数据验证了修正EDFM,并且反演得到了沉积物中的气泡半径分布。首次获取的该频段含气沙质沉积物的声速和衰减数据为含气沉积物声学特性研究以及声学模型的验证提供了极其重要的数据支撑。3、300Hz-3kHz沙质沉积物的声速频散研究根据沉积物声学测量实验对沉积物尺度的要求,在实验室信道水池中设计了低频段300Hz-3kHz实验平台,沉积物的设计尺寸为长4.1m、宽2.44m、高1.13m。提出了在有界空间中通过双水听器直接测量和多水听器间接反演方法获取300Hz-3kHz频段内沉积物声速的方法,并通过声源和水听器水平距离的连续变化实验,验证了声波传播路径的正确性以及声速数据的可靠性。直接测量获取的声速为112-121m/s,间接反演获取的声速为79-142m/s,两种方法得到的声速量级吻合良好,但是沉积物不同区域的声速呈现明显的不均匀现象。当声波频率远低于气泡共振频率时,本文基于等效介质理论,将孔隙中的水和气泡等效为一种均匀流体,用这种等效流体的体积弹性模量和密度替换EDFM中孔隙水的体积弹性模量和密度,仿真结果表明,气泡的存在会导致低频条件下沉积物声速的降低。通过对沉积物中不同区域的气泡体积分数进行分析,再次验证了实验获取声速数据的可靠性,解释了沉积物中声速不均匀的现象。
王然[10]（2019）在《超弹性轴对称结构中非线性波的传播问题研究》文中研究说明超弹性轴对称结构（如圆杆、圆柱壳和圆筒等）具有减振、吸能、保持结构稳定性等优良特性,在航空航天、交通运输、机械制造等领域有着极其广泛的应用。特别地,这些结构在实际的应用过程中都会遇到碰撞或冲击载荷的作用,进而会产生变形、失稳及破坏等现象。工程科学中,许多问题需要从波动的角度进行分析和求解,如无损检测、材料参数的测定和结构的稳定性分析等。因此,关于超弹性结构波动问题的研究具有重要的理论意义和实际意义。本文基于非线性弹性动力学理论和动力系统分支理论研究了超弹性轴对称结构中非线性波的传播问题,得到了一些新的结论。具体内容如下:1.研究了各向同性可压缩neo-Hookean材料组成的无限长圆柱壳中径向稳态波的传播问题。本问题分为两个阶段研究:第一阶段是当径向均匀载荷相对较小时,考虑圆柱壳的径向有限变形问题;第二阶段是当径向均匀载荷相对较大时,考虑圆柱壳的径向运动问题。根据大变形叠加小变形理论,在圆柱壳上叠加一个径向位移扰动,建立了描述圆柱壳径向运动的数学模型。给出了圆柱壳中稳态波的存在条件,结合数值算例,讨论了径向拉伸载荷、材料参数和结构参数对稳态波频率和振幅的影响。结果表明:存在一个临界载荷,当载荷值大于临界载荷时,圆柱壳中才会出现稳态波;随着载荷的增加,稳态波的频率增加,振幅减小。材料参数的变化对稳态波的频率和振幅有较大影响。对于某些特殊的结构参数,稳态波的频率会出现跳跃性的增长。2.研究了半无限长不可压缩超弹性圆柱杆中径向和轴向强非线性行波的传播问题。根据非线性弹性动力学理论,建立了描述圆柱杆轴对称运动的数学模型,利用不可压缩约束和端部条件简化该模型,得到了方程的首次积分,给出了行波的隐式积分解。根据动力系统分支理论,在不同参数条件下,分析系统的相图中包含轨道的动力学行为,得到了圆柱杆中存在的不同类型的有界行波。特别地,对于径向横观各向同性不可压缩neo-Hookean材料模型,圆柱杆中产生的行波类型有峰状孤立波和周期波。对于径向横观各向同性不可压缩Mooney-Rivlin材料模型,圆柱杆中产生的行波类型有峰状周期尖波、峰状孤立尖波、峰状孤立波和周期波,分析了物理参数对圆柱杆中不同位置产生的两类周期波定量性质（如周期和振幅）的影响。3.研究了径向横观各向同性可压缩neo-Hookean材料组成的无限长圆柱壳中径向和轴向强非线性行波的传播问题。利用Hamilton原理,得到了描述圆柱壳轴对称运动的耦合非线性发展方程组,利用圆柱壳径向变形函数和轴向伸长率之间的关系,将运动方程解耦。利用行波变换,得到了关于径向的行波方程,给出了行波的隐式积分解。根据微分方程定性理论,讨论了平衡点的定性性质,给出了有界行波的存在条件。根据动力系统分支理论,得到了描述圆柱壳径向对称运动的峰状孤立波和周期波和轴向对称运动的谷状孤立波和周期波。对不同波形进行了定量分析,发现材料的各向异性参数对有界行波的定量性质（如周期和振幅）有着较大的影响。4.研究了一类广义超弹性圆柱杆方程（变系数KdV方程）的求解问题,该方程可描述非均匀（具有可变的横截面积和材料密度）超弹性圆柱杆中非线性行波的传播问题。利用楼直接法,给出了方程的两组对称变换,求得了方程在两组对称变换下对应的类孤立波的解析解。特别地,将方程中的变系数取为某些常数时,它可描述一般不可压缩超弹性圆柱杆中纵向应变波的传播,利用相同的方法,给出了该方程的两组对称变换和对应的类孤立波的解析解。
二、Nonlinear Waves in an Inhomogeneous Fluid Filled Elastic Tube（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Nonlinear Waves in an Inhomogeneous Fluid Filled Elastic Tube（论文提纲范文）
（1）基于CFD-FEM双向耦合的船舶非线性水弹性问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 船舶水弹性问题国内外研究现状 |
| 1.2.1 实船试验 |
| 1.2.2 模型试验 |
| 1.2.3 数值模拟 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 数值计算模型建立 |
| 2.1 有限体积法 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 边界条件和初始条件 |
| 2.1.3 湍流模型选择 |
| 2.1.4 网格划分 |
| 2.1.5 两相流和VOF方法 |
| 2.1.6 波浪理论和数值造波 |
| 2.1.7 数值消波方法 |
| 2.1.8 耦合控制参数选取 |
| 2.2 有限单元法 |
| 2.2.1 动力学运动方程 |
| 2.2.2 计算模型的单元选取和网格划分情况 |
| 2.2.3 船体梁质量分布 |
| 2.2.4 计算模型中的耦合约束 |
| 2.2.5 边界条件施加 |
| 2.2.6 分析步的选取 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 6750-TEU集装箱船水弹性响应计算数值方法的验证 |
| 3.1 模型试验船的参数信息 |
| 3.2 模型试验的工况信息和监测的结构响应物理量 |
| 3.3 网格无关性验证 |
| 3.4 数值验证结果 |
| 3.4.1 线性响应的验证结果 |
| 3.4.2 非线性响应的验证结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 6750-TEU集装箱船模型顶浪条件下的水弹性响应计算 |
| 4.1 无航速下的水弹性响应 |
| 4.1.1 波长船长比对水弹性响应的影响 |
| 4.1.2 频率比对水弹性响应的影响 |
| 4.1.3 波陡对水弹性响应的影响 |
| 4.2 有航速下的水弹性响应 |
| 4.2.1 相同的波浪条件、不同的前进速度时的水弹性响应 |
| 4.2.2 定量的比较非线性因素对水弹性响应的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 流场压力和船体梁垂向位移的模态分析 |
| 5.1 流场压力的模态分析 |
| 5.1.1 刚体模型和弹性体模型的流场压力的模态分析对比 |
| 5.1.2 顶、顺浪不同航速下的流场压力的模态分析 |
| 5.2 船体梁垂向位移的模态分析 |
| 5.2.1 静水下船体梁测点垂向位移的模态分析 |
| 5.2.2 顶、顺浪下的船体梁垂向位移的模态分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）超流费米气体中光诱导时空模式（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超冷原子气体 |
| 1.2 超冷费米气体的研究现状 |
| 1.2.1 可调控相互作用费米气体 |
| 1.2.2 射频光谱 |
| 1.2.3 BEC-BCS渡越区声速 |
| 1.2.4 超冷费米气体的其它实验研究 |
| 1.3 原子非线性研究 |
| 1.3.1 孤子 |
| 1.3.2 法拉第波 |
| 1.3.3 时空晶体 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 ~6Li原子基态能级与Feshbach共振 |
| 2.1 ~6Li原子基态能级 |
| 2.1.1 ~6Li原子基态 |
| 2.1.2 ~6Li原子射频谱以及磁场标定 |
| 2.2 ~6Li原子可调节的相互作用 |
| 2.2.1 散射截面与散射长度 |
| 2.2.2 Feshbach共振 |
| 2.2.3 相互作用的费米子气体 |
| 第三章 ~6Li超冷原子的制备与性质 |
| 3.1 制备超冷~6Li原子 |
| 3.1.1 炉子 |
| 3.1.2 光与原子相互作用 |
| 3.1.3 塞曼减速器 |
| 3.1.4 磁光阱 |
| 3.1.5 远失谐偶极阱 |
| 3.1.6 真空系统 |
| 3.1.7 射频天线 |
| 3.1.8 时序控制 |
| 3.2 锁定系统 |
| 3.2.1 激光锁定 |
| 3.2.2 磁场锁定 |
| 3.3 原子成像 |
| 3.3.1 荧光成像 |
| 3.3.2 吸收成像 |
| 3.4 原子参数测量 |
| 3.4.1 势阱频率测量 |
| 3.4.2 原子温度测量 |
| 第四章 DMD任意光束整形技术 |
| 4.1 光束整形技术简介 |
| 4.2 DMD任意光束整形技术 |
| 4.2.1 光路设置 |
| 4.2.2 DMD模式设计算法 |
| 4.3 数字微镜器件DMD简介 |
| 第五章 超流费米气体中光诱导时空模式 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 激发时空模式 |
| 5.2.2 调制光对原子的作用 |
| 5.2.3 声速的测量 |
| 第六章 BEC-BCS渡越区域声速 |
| 6.1 流体动力学声速 |
| 6.2 BEC-BCS渡越区域声速理论值 |
| 6.2.1 平均场理论 |
| 6.2.2 蒙特卡罗理论 |
| 6.3 超流费米气体中的模式激发:流体力学描述 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 拟开展进一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（3）页岩气储层多级压裂水平井多场耦合非线性渗流理论研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题依据及意义 |
| 1.2 研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 页岩气多尺度流动机理 |
| 1.2.2 页岩气流固耦合流动机理 |
| 1.2.3 页岩气储层压裂开发非线性渗流理论 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.3.1 主要科学问题 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 多级压裂水平井不同形态缝网渗流产能模型 |
| 2.1 纳微米孔隙多流态渗流模型表征 |
| 2.2 不同裂缝形态渗流规律及模型表征 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 模型表征 |
| 2.2.3 模型验证 |
| 2.3 多级压裂水平井不同形态缝网稳定渗流模型 |
| 2.3.1 页岩气储层多级压裂水平井物理模型 |
| 2.3.2 压裂缝网径向渗流数学模型 |
| 2.3.3 层理页岩储层各向异性渗流数学模型 |
| 2.3.4 水平井筒压降渗流数学模型 |
| 2.3.5 模型验证与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 页岩气开采压力传播动边界渗流问题 |
| 3.1 直井压力传播动边界渗流数学模型 |
| 3.2 压裂井压力传播动边界渗流数学模型 |
| 3.2.1 单一裂缝直井动边界传播模型 |
| 3.2.2 复杂裂缝直井动边界传播模型 |
| 3.2.3 多级压裂水平井动边界传播模型 |
| 3.3 页岩气储层压裂井气体渗流压力传播规律 |
| 3.3.1 页岩气储层直井渗流压力传播规律 |
| 3.3.2 页岩气储层压裂水平井渗流压力传播规律 |
| 3.4 模型验证与分析 |
| 3.4.1 压力传播动边界影响因素分析 |
| 3.4.2 地层压力分布影响因素分析 |
| 3.4.3 产气量影响因素分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 页岩气储层多尺度-流固耦合渗流数学模型 |
| 4.1 流固耦合渗流实验 |
| 4.1.1 页岩围压应力敏感性实验 |
| 4.1.2 Biot系数的测定 |
| 4.2 页岩储层流固耦合渗流模型 |
| 4.2.1 页岩储层变形的应力控制方程 |
| 4.2.2 页岩储层基质-裂缝流固耦合渗流运动方程 |
| 4.3 渗透率流固耦合影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多级压裂水平井多尺度-流固耦合渗流模型 |
| 5.1 不同缝网分布形式对压力场的影响 |
| 5.1.1 页岩储层基质-裂缝流固耦合控制方程 |
| 5.1.2 定解条件 |
| 5.2 模型验证与分析 |
| 5.2.1 数值计算模型 |
| 5.2.2 流固耦合压力场特征分析 |
| 5.3 页岩储层基质-缝网两区流固耦合数学模型 |
| 5.3.1 页岩储层基质-缝网两区流固耦合控制方程 |
| 5.3.2 定解条件及求解 |
| 5.4 产气量及压力特征分析 |
| 5.4.1 产气量特征分析 |
| 5.4.2 压力特征分析 |
| 5.5 典型生产井的模拟验证和产能预测 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论及创新点 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 下一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）碳纳米管质量传感器的动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳纳米管的特性 |
| 1.3 碳纳米管的实际应用 |
| 1.3.1 纳米级传感器的研究现状 |
| 1.3.2 内含流体碳纳米管的研究现状 |
| 1.4 碳纳米管的力学研究方法 |
| 1.5 非局部应变梯度理论的发展及研究现状 |
| 1.5.1 基于欧拉梁模型的碳纳米管研究现状 |
| 1.5.2 基于铁木辛柯模型的碳纳米管研究现状 |
| 1.5.3 基于瑞利梁模型的碳纳米管研究现状 |
| 1.5.4 功能梯度碳纳米管的研究现状 |
| 1.6 非局部应变梯度理论的推导 |
| 1.7 本文的主要工作和论文结构安排 |
| 第二章 微分求积法的产生与发展 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微分求积法的基本原理 |
| 2.3 微分求积法的研究现状 |
| 第三章 基于非局部弹性理论的固体质量传感器的研究 |
| 3.1 碳纳米管固体质量传感器的结构 |
| 3.2 质量传感器的振动模型 |
| 3.3 数值计算 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 基于非局部应变梯度理论的碳纳米管传感器的动力学行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运动方程的推导 |
| 4.3 数值计算 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
（5）自旋-轨道耦合旋量超冷原子气体的新奇量子态（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 玻色-爱因斯坦凝聚（BEC） |
| 1.1.2 BEC的实验方法 |
| 1.1.3 BEC的平均场理论 |
| 1.1.4 BEC中的物质波孤子 |
| 1.1.5 BEC中的量子化涡旋 |
| 1.2 研究现状和进展 |
| 1.2.1 旋量BEC的基本性质 |
| 1.2.2 超冷原子的自旋-轨道耦合 |
| 1.2.3 自旋-轨道耦合旋量BEC中的矢量孤子 |
| 1.2.4 自旋-轨道耦合旋量BEC中的涡旋 |
| 1.3 本论文研究目的和意义 |
| 1.4 论文的框架结构及其创新点 |
| 第二章 理论模型和计算方法 |
| 2.1 旋量BEC的平均场模型 |
| 2.1.1 三组分耦合Gross-Pitaevskii方程组 |
| 2.1.2 具有外部旋转效应的旋量BEC系统 |
| 2.1.3 具有自旋-轨道耦合效应的旋量BEC系统 |
| 2.2 模型的处理 |
| 2.2.1 模型的无量纲化处理 |
| 2.2.2 模型维度约化 |
| 2.3 理论分析方法 |
| 2.3.1 变分法 |
| 2.3.2 多重尺度微扰法 |
| 2.4 数值计算方法 |
| 2.4.1 虚时间演化法 |
| 2.4.2 有限差分法 |
| 2.4.3 时间劈裂谱方法 |
| 第三章 自旋-轨道耦合旋量BEC中的磁化矢量孤子 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型与理论分析 |
| 3.3 外场参数对孤子性质的影响 |
| 3.3.1 单粒子能谱的性质 |
| 3.3.2 多重尺度微扰结果 |
| 3.3.3 孤子的色散效应 |
| 3.3.4 孤子的非线性特征 |
| 3.4 磁化矢量孤子 |
| 3.4.1 矢量暗孤子及其性质 |
| 3.4.2 矢量亮孤子及其性质 |
| 3.4.3 自旋极化特征 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 环形势中自旋-轨道耦合旋量BEC的基态量子相 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 环形势的实验实现与理论描述 |
| 4.3 物理模型 |
| 4.4 系统基态对外场的响应 |
| 4.4.1 自旋-轨道耦合对基态性质的影响 |
| 4.4.2 单环势阱对基态性质的影响 |
| 4.4.3 相互作用对基态性质的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 共心耦合双环势阱中自旋-轨道耦合旋量BEC的新奇量子态 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 共心耦合双环势阱及物理模型 |
| 5.3 新奇量子态及其外场响应 |
| 5.3.1 相分离和相混合 |
| 5.3.2 越垒输运和低能隧穿 |
| 5.3.3 隐涡旋和层状涡旋 |
| 5.4 小结 |
| 结结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）微通道内流体压力降与填充动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 微通道内流体压力降的研究 |
| 1.1.1 哈根-泊肃叶方程的概述 |
| 1.1.2 哈根-泊肃叶定律的研究现状 |
| 1.2 单相流压降的主要影响因素 |
| 1.2.1 黏度 |
| 1.2.2 滑移 |
| 1.2.3 特征尺寸的选取 |
| 1.2.4 测量方式 |
| 1.3 特殊构型通道内流体压降 |
| 1.3.1 变径通道内的流动现象 |
| 1.3.2 变径通道内的压降研究 |
| 1.3.3 多孔介质的压降研究 |
| 1.3.4 复杂通道中流体压降 |
| 1.4 毛细填充现象 |
| 1.4.1 毛细填充机理 |
| 1.4.2 毛细填充现象的研究现状 |
| 1.4.3 填充现象中接触角的研究现状 |
| 1.5 本章小结 |
| 1.6 本文结构及研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微通道的结构 |
| 2.2.1 单微通道结构 |
| 2.2.2 对称分叉型微通道结构 |
| 2.3 实验装置及流程 |
| 2.4 实验药品和设备 |
| 2.4.1 牛顿流体的制备及溶液性质 |
| 2.4.2 非牛顿流体的制备及溶液性质 |
| 第3章 基于压降的微通道内流体表观流变特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 各因素对流体压降的影响 |
| 3.3 流体压降的实验值与理论值的比较 |
| 3.3.1 牛顿流体的压降 |
| 3.3.2 非牛顿流体的压降 |
| 3.4 微通道内基于流体压降的流变性质 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单微通道内填充现象的研究 |
| 4.1 流体填充过程 |
| 4.2 流体填充过程阶段性规律 |
| 4.3 黏度对流体填充过程的影响 |
| 4.4 表面活性剂对流体填充过程的影响 |
| 4.5 在填充过程气液固前进角的变化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 分叉微通道填充现象的研究 |
| 5.1 分叉微通道内低黏流体填充过程的分配性 |
| 5.2 低黏流体在分叉处的流动现象 |
| 5.3 对称分叉微通道内高黏流体填充过程的分配性 |
| 5.4 表面活性剂对填充过程分配性的影响 |
| 5.5 流体在分叉处流动现象的理论分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 :符号说明 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）致密等离子体中波的传播特性的理论研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 等离子体简介 |
| 1.1.1 经典等离子体简介 |
| 1.1.2 量子等离子体简介 |
| 1.2 等离子体中的波动现象 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 量子效应与量子流体力学模型 |
| 2.1 量子等离子体中几种重要的量子效应简介 |
| 2.1.1 玻姆势和费米统计压 |
| 2.1.2 电子自旋效应 |
| 2.1.3 电子交换关联效应 |
| 2.2 量子流体力学模型 |
| 2.2.1 等离子体流体模型简介 |
| 2.2.2 量子流体力学模型推导 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 自旋磁化量子等离子体中的非寻常电磁波 |
| 3.1 简介 |
| 3.2 非寻常电磁波色散关系的理论推导 |
| 3.3 色散关系的分析和讨论 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 半边界量子碰撞等离子体中的表面波 |
| 4.1 简介 |
| 4.2 理论模型和色散关系 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 文章总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（8）FDTD在等离子体与电磁波相互作用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电磁波与等离子体之间相互作用研究现状 |
| 1.2.2 激波管中目标绕流流场仿真研究现状 |
| 1.2.3 涡旋电磁波散射的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 时域有限差分方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常规介质时域有限差分方法 |
| 2.3 空间偏导数的高阶近似 |
| 2.4 色散介质时域有限差分方法 |
| 2.4.1 色散介质介电系数的频域模型 |
| 2.4.2 ZT-FDTD |
| 2.4.3 SO-FDTD |
| 2.4.4 ADE-FDTD |
| 2.4.5 PLRC-FDTD |
| 2.4.6 雷达散射截面 |
| 2.4.7 各方法验证及对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 激波管中流场特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激波管内流场计算基础理论 |
| 3.2.1 热力学平衡与非平衡 |
| 3.2.2 热力学温度模型 |
| 3.2.3 化学平衡与化学非平衡 |
| 3.2.4 控制方程 |
| 3.2.5 化学反应模型 |
| 3.2.6 理想激波管流动的物理描述 |
| 3.2.7 基本理论在激波管中的应用 |
| 3.3 激波管模型及化学反应验证 |
| 3.3.1 激波管模型验证 |
| 3.3.2 化学反应模型验证 |
| 3.4 激波管不同初始条件下流场分布 |
| 3.5 激波管中目标周围流场分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 电磁波与等离子体的相互作用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 太赫兹电磁波在等离子体中的传输特性 |
| 4.2.1 太赫兹波在等离子体中传输模型及计算公式 |
| 4.2.2 斜入射准一维波方程FDTD的稳定性条件 |
| 4.2.3 传输特性计算结果 |
| 4.3 流场模型与电磁模型的耦合 |
| 4.4 等离子体频率及碰撞频率的计算 |
| 4.5 电磁波在激波管等离子体中传输的三维模型 |
| 4.5.1 激波管等离子体仿真模型 |
| 4.5.2 激波管中均匀等离子体情形 |
| 4.5.3 激波管中非均匀流场情形 |
| 4.6 激波管中目标散射特性研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 目标对涡旋电磁波散射问题的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 散射场公式 |
| 5.3 任意入射电磁场的数学描述 |
| 5.4 目标对拉盖尔-高斯涡旋电磁波散射问题的研究 |
| 5.4.1 拉盖尔-高斯涡旋电磁波束的展开形式 |
| 5.4.2 数值结果与分析 |
| 5.5 目标对贝塞尔涡旋电磁波散射问题的研究 |
| 5.5.1 贝塞尔涡旋电磁波束的展开形式 |
| 5.5.2 数值结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）宽频段沙质沉积物声速频散和衰减特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海底沉积物声速频散和衰减理论建模 |
| 1.2.2 海底沉积物声速频散和衰减实验研究 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 第2章 30-170kHz沙质沉积物的声速频散和衰减 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方案设计 |
| 2.2.1 测量原理 |
| 2.2.2 实验设计 |
| 2.2.3 沉积物样品物理参数的测量 |
| 2.2.4 沉积物样品的处理 |
| 2.3 换能器驱动信号的补偿 |
| 2.3.1 驱动信号补偿的原理 |
| 2.3.2 驱动信号补偿的数值仿真 |
| 2.3.3 驱动信号补偿的实验验证 |
| 2.4 模型参数拟合 |
| 2.4.1 优化算法研究 |
| 2.4.2 模型参数的敏感性分析 |
| 2.4.3 目标函数的选择 |
| 2.4.4 数据不确定性对反演结果的影响 |
| 2.5 数据处理与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 2-120kHz沙质沉积物的声速频散和衰减 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案设计 |
| 3.2.1 实验设计 |
| 3.2.2 数据处理与分析 |
| 3.3 含气沉积物声学模型 |
| 3.3.1 Anderson&Hampton模型 |
| 3.3.2 修正的Biot-Stoll模型 |
| 3.3.3 修正的等效密度流体模型 |
| 3.3.4 模型的理论仿真 |
| 3.4 模型验证以及气泡半径分布获取 |
| 3.4.1 研究进展 |
| 3.4.2 实验结果处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 300Hz-3kHz沙质沉积物的声速频散 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案设计 |
| 4.2.1 有界空间低频段声速频散数据获取方法 |
| 4.2.2 实验平台的设计 |
| 4.2.3 实验数据处理与分析 |
| 4.3 含气沉积物低频声学特性 |
| 4.3.1 低频段模型 |
| 4.3.2 模型的参数敏感性分析 |
| 4.4 气泡体积分数反演 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）超弹性轴对称结构中非线性波的传播问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 相关领域的发展概述 |
| 1.2.1 橡胶材料的研究进展 |
| 1.2.2 超弹性轴对称结构的动力学问题 |
| 1.2.3 超弹性材料和结构的几类相关问题 |
| 1.2.4 非线性偏微分方程(组)的几类解法 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 2. 非线性弹性动力学问题的基本理论 |
| 2.1 有限变形理论 |
| 2.2 超弹性材料的本构关系和常用的应变能函数 |
| 2.2.1 超弹性材料的本构关系 |
| 2.2.2 常用的应变能函数 |
| 2.3 非线性弹性动力学问题的数学模型 |
| 2.3.1 弹性体的哈密顿原理 |
| 2.3.2 运动微分方程和初、边值条件 |
| 2.4 动力系统分支理论 |
| 2.4.1 动力系统分支理论基础 |
| 2.4.2 非奇异行波系统的解与其相图中轨道的对应关系 |
| 2.4.3 奇异行波系统的解与其相图中轨道的对应关系 |
| 3 可压缩超弹性圆柱壳中的稳态波 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 径向有限变形的数学模型 |
| 3.3 径向运动的数学模型 |
| 3.4 数值求解和算例 |
| 3.4.1 稳态波的存在条件 |
| 3.4.2 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4. 不可压缩超弹性圆柱杆中的非线性行波 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轴对称运动的数学模型 |
| 4.3 径向横观各向同性neo-Hookean材料模型 |
| 4.3.1 行波方程 |
| 4.3.2 定性分析 |
| 4.3.3 有界行波 |
| 4.4 径向横观各向同性Mooney-Rivlin材料模型 |
| 4.4.1 定性分析 |
| 4.4.2 (1,0)位置的光滑行波和奇异行波 |
| 4.4.3 其它位置的光滑行波 |
| 4.5 本章小结 |
| 5. 可压缩超弹性圆柱壳中的非线性行波 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轴对称运动的数学模型 |
| 5.3 行波方程的定性分析和相图分支 |
| 5.3.1 行波方程 |
| 5.3.2 系统的平衡点 |
| 5.3.3 系统的相图分支 |
| 5.4 有界行波 |
| 5.4.1 径向对称波 |
| 5.4.2 轴向对称波 |
| 5.4.3 行波解的定量分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 一类广义超弹性杆方程的对称变换和解析解 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 变系数微分方程的对称变换和解析解 |
| 6.2.1 楼直接法简介 |
| 6.2.2 对称变换和解析解 |
| 6.3 常系数微分方程的对称变换和解析解 |
| 6.4 本章小结 |
| 7. 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、Nonlinear Waves in an Inhomogeneous Fluid Filled Elastic Tube（论文参考文献）
- [1]基于CFD-FEM双向耦合的船舶非线性水弹性问题研究[D]. 柳光军. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]超流费米气体中光诱导时空模式[D]. 李芳. 华东师范大学, 2021
- [3]页岩气储层多级压裂水平井多场耦合非线性渗流理论研究[D]. 亓倩. 北京科技大学, 2020(01)
- [4]碳纳米管质量传感器的动力学特性研究[D]. 马晓飞. 昆明理工大学, 2020(05)
- [5]自旋-轨道耦合旋量超冷原子气体的新奇量子态[D]. 彭娉. 西北大学, 2019(01)
- [6]微通道内流体压力降与填充动力学研究[D]. 杨潇寒. 天津大学, 2019(06)
- [7]致密等离子体中波的传播特性的理论研究[D]. 王少威. 合肥工业大学, 2019(01)
- [8]FDTD在等离子体与电磁波相互作用的研究[D]. 陈安涛. 西安电子科技大学, 2019(05)
- [9]宽频段沙质沉积物声速频散和衰减特性研究[D]. 王飞. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]超弹性轴对称结构中非线性波的传播问题研究[D]. 王然. 大连理工大学, 2019(01)