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双幅箱梁桥涡激振动特性及气动力时空演变特征研究
1
作者 卢泉龙 李春光 +1 位作者 李凯 颜虎斌 《振动与冲击》 北大核心 2026年第5期157-168,共12页
由于双幅桥间复杂的流固耦合,使得其主梁涡激振动行为相较于单幅桥更为复杂。为深入研究双幅桥涡激振动的气动干扰现象及其气动力作用机理,基于某三跨连续钢箱梁桥主梁的同步测振测压节段模型风洞试验,研究了不同涡激振动阶段下的涡激... 由于双幅桥间复杂的流固耦合,使得其主梁涡激振动行为相较于单幅桥更为复杂。为深入研究双幅桥涡激振动的气动干扰现象及其气动力作用机理,基于某三跨连续钢箱梁桥主梁的同步测振测压节段模型风洞试验,研究了不同涡激振动阶段下的涡激力幅频特性与相对应的分布气动力演变特征,并结合气动行波效应相关理论进行双幅桥涡激振动特性分析。研究发现,该钢箱双幅连续梁桥的涡激振动锁定区间较宽,振幅较大,+3°为该断面最不利攻角。涡激力时程曲线显著包含高阶谐波成分,其幅值随涡激振动阶段动态变化。上游主梁涡激力幅值与振幅呈正相关,在第一、第二涡激振动锁定区间呈现先增后减的趋势。下游主梁涡激力幅值整体高于上游主梁,在第二锁定区间极值时二阶与三阶倍频占比达到峰值。基于气动行波效应理论并结合谱本征正交分解方法,分析了气动力的时空演变特征,验证了气动行波效应在双幅桥涡激振动行为研究上的可行性,并发现上游主梁桥面存在明显的气动行波效应,下游主梁桥面受到上游主梁涡脱尾流的干扰,其桥面部分的分布气动力呈现与涡激力的同步激励(即相位差无显著变化),无显著气动行波特征。上游主梁贡献值的拟合无量纲波长与桥面无量纲波长结果接近,约为桥面宽度。 展开更多
关键词 双幅钢箱梁 风洞试验 涡激振动 分布气动力 气动行波效应
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四川盆地一次暴雨过程的重力波与西南涡关系研究 被引量：2
2
作者 李国平 许一洲 +1 位作者 张晓玉 谢新 《高原山地气象研究》 2025年第1期9-19,共11页
利用ERA5再分析资料、GPM卫星降水产品,对2023年8月25—26日四川盆地一次暴雨过程不同阶段重力波与西南涡的关系进行研究,以期加深重力波与西南涡相互作用机理的认识。结果表明:300 hPa附近有中尺度重力波受切变不稳定和非地转辐合辐散... 利用ERA5再分析资料、GPM卫星降水产品,对2023年8月25—26日四川盆地一次暴雨过程不同阶段重力波与西南涡的关系进行研究,以期加深重力波与西南涡相互作用机理的认识。结果表明:300 hPa附近有中尺度重力波受切变不稳定和非地转辐合辐散机制的影响而激发,与重力波相联系的辐散区东移延伸至四川盆地并触发不稳定能量释放,配合500 hPa弱槽和盆地较好的热力和动力条件,共同导致重力波云带东侧垂直运动快速而强烈发展。重力波以北雨带东移进入四川盆地后,北风加强使原本由南风产生的风切变加大、气旋式环流趋于闭合而生成西南涡。当重力波正位相位于700 hPa西南涡环流内的两个上升运动中心之间时,上升气流向400 hPa以上伸展并形成次级环流圈,由此产生贯穿整个对流层范围的积雨云。当重力波正位相出现在西南涡上升气流的下游高空时,重力波云系得以在下游发展,出现由高层云系产生并向下游延伸的弱降水区。西南涡内上升气流与重力波正位相是否耦合,是重力波云系能否进一步发展以及降水范围能否扩大的关键。 展开更多
关键词 四川盆地 暴雨 重力波 西南涡 上升运动
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跨音速轴流压气机叶顶间隙变化对其性能影响
3
作者 王巍 何武亮 +2 位作者 孙伟文 贺天存 王柏贺 《热科学与技术》 北大核心 2025年第2期174-182,共9页
为了研究叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律,以NASA设计的五级核心轴流压气机74A的前3.5级压气机为研究对象,基于S-A湍流模型,采用三维定常求解方法,研究高转速(跨音速)与低转速(亚音速)下多级轴流压气机叶顶间隙变化对间隙... 为了研究叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律,以NASA设计的五级核心轴流压气机74A的前3.5级压气机为研究对象,基于S-A湍流模型,采用三维定常求解方法,研究高转速(跨音速)与低转速(亚音速)下多级轴流压气机叶顶间隙变化对间隙流动影响,揭示间隙流动影响压气机特性的机理。结果表明:叶顶间隙增大使叶顶泄漏流与主流的相互干涉作用增大,同时跨声速存在的激波使无量纲螺旋度变化程度加剧,表明泄漏涡破碎程度加剧,且熵增区域与效率相关,而低能区域与压比相关。叶顶间隙每增大17%时,高转速与低转速最大效率分别下降约为0.155%与0.170%,对应总压比下降0.023%与0.086%。压气机最高效率及对应总压比与叶顶间隙变化呈线性关系,该研究成果为多级轴流压气机一维性能提供准确预测。 展开更多
关键词 轴流压气机 叶顶泄漏流 叶顶泄漏涡 激波 无量纲螺旋度
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非互易-互易放大转换下光学轨道角动量的转移 被引量：2
4
作者 李若楠 薛晶晶 +4 位作者 宋丹 李鑫 王丹 杨保东 周海涛 《物理学报》 北大核心 2025年第4期118-127,共10页
无磁光学非互易在量子通信、量子网络和光信息处理等方面具有重要的应用.本文通过简并二能级热原子系统,在单向泵浦场作用下,考虑热原子的多普勒效应,实现双路简并四波混频信号的非互易放大.在此基础上,再引入一束对向共线传播的泵浦场... 无磁光学非互易在量子通信、量子网络和光信息处理等方面具有重要的应用.本文通过简并二能级热原子系统,在单向泵浦场作用下,考虑热原子的多普勒效应,实现双路简并四波混频信号的非互易放大.在此基础上,再引入一束对向共线传播的泵浦场,形成了空间复用的多重四波混频过程,从而实现了双通道四波混频信号的互易放大.进一步,利用多组涡旋相位片分别对信号光和泵浦光加载螺旋相位,产生携带光学轨道角动量的高阶拉盖尔-高斯涡旋光束,并参与到四波混频过程中,实现了泵浦光的轨道角动量向增益光场的转移;同时利用马赫-曾德尔干涉仪,进一步分析了各路四波混频信号场在非互易-互易放大转换下,光学轨道角动量的守恒特性.该结论为实现基于复杂结构光的光学非互易器件的应用研究提供了重要的参考. 展开更多
关键词 光学非互易 四波混频 光学轨道角动量 涡旋光
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平面声波扰动大气湍流非柯尔莫哥洛夫谱折射率功率谱分布
5
作者 王明军 刘帅 +2 位作者 吴小虎 席建霞 张佳琳 《计算物理》 北大核心 2025年第4期500-510,共11页
本文基于声波能量和湍流能量平衡方程,推导在平面声波扰动下各向同性和各向异性Non-Kolmogoro(非柯尔莫哥洛夫谱)折射率功率谱函数的表达式,数值仿真在不同声源功率和频率下,平面声源激发产生的声场能量分布。计算声源参数一定时,不同... 本文基于声波能量和湍流能量平衡方程,推导在平面声波扰动下各向同性和各向异性Non-Kolmogoro(非柯尔莫哥洛夫谱)折射率功率谱函数的表达式,数值仿真在不同声源功率和频率下,平面声源激发产生的声场能量分布。计算声源参数一定时,不同功率谱幂律和各向异性因子下的Non-Kolmogorov折射率功率谱函数的分布情况。结果表明:在声波传输距离一定时,各向同性Non-Kolmogorov折射率功率谱随功率谱幂律的增大呈整体下降趋势;各向异性Non-Kolmogorov折射率功率谱随各向异性因子的增大呈整体上升状态;在空间波数一定时,Non-Kolmogorov折射率功率谱随声波传输距离的增大呈现极大值和极小值交替变化。 展开更多
关键词 平面声波 声场能量 大气湍流 湍涡尺度 Non-Kolmogorov谱模型
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凹陷壁面附近空化泡溃灭诱导的针状射流现象的数值研究
6
作者 刘宇航 段靖飞 +4 位作者 刘一帆 胡进森 王笑语 高丹 张宇宁 《核科学与工程》 北大核心 2025年第4期784-793,共10页
基于开源软件OpenFOAM,采用流体体积法对半球形凹陷壁面附近空化泡溃灭诱导的针状射流现象进行了模拟研究。重点对针状射流形成与演化、射流诱导的冲击波以及流场中涡的演化开展了定性分析,并对针状射流的速度及空化泡内、外压力峰值随... 基于开源软件OpenFOAM,采用流体体积法对半球形凹陷壁面附近空化泡溃灭诱导的针状射流现象进行了模拟研究。重点对针状射流形成与演化、射流诱导的冲击波以及流场中涡的演化开展了定性分析,并对针状射流的速度及空化泡内、外压力峰值随时间的变化进行了定量分析。结果表明:空化泡溃灭时出现的颈缩断裂是针状射流形成的核心机制,射流速度峰值可达900 m/s;随着射流发展,射流在泡内激发生成两道传播速度不同的冲击波。此外,当射流刺穿空化泡和撞击壁面时,射流顶端的液体压力骤增;针状射流在平壁面、泡内以及凹陷底部诱发涡的生成。其中,位于凹陷底部的涡沿径向向凹陷外演化发展,并逐渐分裂为多个涡结构。 展开更多
关键词 空化泡 凹陷壁面 针状射流 冲击波 涡
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使用石墨烯的轨道角动量微带天线设计 被引量：1
7
作者 成国庆 王全全 +1 位作者 宛汀 宋祖昆 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期189-193,共5页
为了生成不同模态数的轨道角动量涡旋波,使用石墨烯材料设计出一款微带天线,并给出了天线的尺寸与材料.该天线质量轻,结构简单,加工容易,只需调整馈电相位差便能够产生模态数l=-2,0,+2的轨道角动量涡旋波.通过参数化扫描,从阻抗匹配、... 为了生成不同模态数的轨道角动量涡旋波,使用石墨烯材料设计出一款微带天线,并给出了天线的尺寸与材料.该天线质量轻,结构简单,加工容易,只需调整馈电相位差便能够产生模态数l=-2,0,+2的轨道角动量涡旋波.通过参数化扫描,从阻抗匹配、回波损耗、工作带宽、增益等方面探讨了天线性能,并分析了石墨烯材料特性对天线性能的影响.仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.9 eV时,微带天线工作在14.90 GHz下的回波损耗可达-47.00 dB,增益可达9.25 dB,与传统天线相比性能改善较大.此外,调整石墨烯的化学势可以较好改善天线的回波损耗. 展开更多
关键词 微带天线 石墨烯 轨道角动量 涡旋波 化学势 电导率 频率调谐
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基于HFSS的电磁超表面仿真教学案例设计
8
作者 邓力 王亚峰 洪卫军 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第4期81-85,共5页
为帮助学生深入理解电磁超表面的基本原理及其物理意义,在硕士电磁场理论教学中引入电磁仿真,以增强学生的学习兴趣和理解效果。教学中,选用高频结构仿真器对具有相位调控功能的矩形超表面单元建模仿真,探索结构参数对相位响应的影响。... 为帮助学生深入理解电磁超表面的基本原理及其物理意义,在硕士电磁场理论教学中引入电磁仿真,以增强学生的学习兴趣和理解效果。教学中,选用高频结构仿真器对具有相位调控功能的矩形超表面单元建模仿真,探索结构参数对相位响应的影响。基于该单元结构,进行超表面阵列综合,实现电磁波任意角度反射以及涡旋电磁波生成功能案例,展示电磁超表面对电磁波的精准调控能力。该实践教学方法有效促进学生对电磁超表面技术的直观理解,提升学生学习体验。同时也为学生提供科研方法的初步培训。 展开更多
关键词 HFSS软件 超表面 仿真教学 涡旋波
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东北冷涡影响低温的关键环流型及其机理 被引量：1
9
作者 陈晨 谢作威 +5 位作者 肖天贵 成泽伦 布和朝鲁 李尚锋 杨旭 涂钢 《大气科学》 北大核心 2025年第2期477-490,共14页
东北冷涡常导致东北地区夏季低温冷害,给“东北粮仓”带来“哑巴灾”。本文利用欧洲中心第五代再分析资料,分析了1979~2021年初夏(5~6月)东北冷涡影响低温的关键环流配置及其形成和维持机理。结果表明:贝加尔湖地区和鄂霍茨克海上空的... 东北冷涡常导致东北地区夏季低温冷害,给“东北粮仓”带来“哑巴灾”。本文利用欧洲中心第五代再分析资料,分析了1979~2021年初夏(5~6月)东北冷涡影响低温的关键环流配置及其形成和维持机理。结果表明:贝加尔湖地区和鄂霍茨克海上空的高压脊与东北冷涡共同组成了典型的倒“Ω”环流型,有利于高纬度冷空气和高位涡向南侵入东北地区;鄂霍茨克海地区高压南侧的偏东风也进一步向东北地区输送冷空气,这两股冷空气共同造成东北地区异常偏冷。自东欧平原至贝加尔湖的“-+-”Rossby波列是东北冷涡的前兆信号,非绝热加热和摩擦作用促进了这一Rossby波列的发展。随后,Rossby波的作用起着主要贡献,它使高位涡不断南下并堆积,在东亚急流的正压变形作用下,形成深厚的东北冷涡。随着Rossby波能量向下游频散以及非绝热加热和摩擦的耗散作用,东北冷涡急剧减弱。而当贝加尔湖北侧地区出现准定常脊时,它切断了东北地区与高纬度的冷空气和高位涡的联系,Rossby波也难以使东北冷涡发展,因而对东北地区无明显低温影响。 展开更多
关键词 东北冷涡 低温 ROSSBY波 位涡收支 阻塞高压
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基于OpenFOAM的非稳态波生沙纹床面水动力特征研究
10
作者 孙萍 李涛 +1 位作者 宋斐然 姚鹏 《中国造船》 北大核心 2025年第6期189-196,共8页
基于OpenFOAM软件的olaFlow波浪动力学求解器,建立了椭圆余弦波作用下3种高度的非稳态沙纹床面模型与稳态沙纹床面模型,模拟近底水流与涡动特性,研究稳态与非稳态沙纹附近流动结构的差异。研究表明,沙纹高度的变化显著影响旋涡结构的形... 基于OpenFOAM软件的olaFlow波浪动力学求解器,建立了椭圆余弦波作用下3种高度的非稳态沙纹床面模型与稳态沙纹床面模型,模拟近底水流与涡动特性,研究稳态与非稳态沙纹附近流动结构的差异。研究表明,沙纹高度的变化显著影响旋涡结构的形成与演化,通过近底泥沙输移的改变,沙纹向稳态转变。沙纹床面附近流速呈现“中间小、外围大”的分布特征,床面冲刷流速和旋涡结构尺度均随沙纹高度增大而增大。当沙纹高度低于稳态沙纹的高度时,近底流域旋涡弱、耗散快,且迎水面冲刷作用强于背水面,将导致局部淤积及沙纹合并,促进稳态沙纹形成;当沙纹高度高于稳态沙纹时,近底水流涡动强度增强,沙纹受到冲刷,进而向稳态沙纹演化。研究成果揭示了沙质海岸沙纹床面水动力演化机制,并为海岸工程设计和沙质海岸保护修复提供参考。 展开更多
关键词 非稳态沙纹 波浪边界层 涡动特性 OPENFOAM 计算流体力学
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典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法 被引量：1
11
作者 胡传新 王相龙 +1 位作者 赵林 葛耀君 《中国公路学报》 北大核心 2025年第1期187-198,共12页
旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征,主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场,系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征,建立了简化涡基本理论,提出了典型... 旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征,主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场,系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征,建立了简化涡基本理论,提出了典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法。该方法可推演关键流场特征及其主导同步气动力时空演变模式,从而揭示涡振机理。以典型箱梁为例,结合气动力时频特征、数值流场与谱本征正交分解(Spectral Proper Orthogonal Decomposition, SPOD),验证了简化涡方法。研究结果表明:发生竖向(扭转)涡振时,相关系数、贡献值和量纲一功为脉动压力与涡激力(矩)之间相位差的类简谐函数。当相位差单调变化时,上述统计参数呈波浪式分布,且对应主导涡激气动力沿流向呈行波式演变,统称为气动行波模式。该模式与对应简化涡模式互为映射,共同构成简化涡模态。竖向涡振时,上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为k个波长,耗时k个断面振动周期,即由分离点诱发的k阶竖向简化涡模态主导;扭转涡振上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为(k+0.5)个波长,耗时(k+0.5)个断面振动周期,即由分离点诱发的k阶扭转简化涡模态主导;其中k为正整数。典型箱梁上表面气动力主导SPOD模态沿流向呈行波式演变,相关系数呈波浪式分布,且波涡模式互为映射,较好地验证了简化涡方法。所提系统建立了简化涡基本理论,构建了以与振动效应关联多尺度气动力时空演变特征为“一体”、以推演关键流场特征的简化涡模式和以精确模拟气动力时空演变特征的气动行波模式为“两翼”的简化涡方法体系,为桥梁主梁涡振物理机制分析、涡激力数理模型构建及涡振抑振措施比选提供新的理论依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 简化涡方法 涡振 桥梁主梁 旋涡漂移 气动力行波
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叶片依附式涡流发生器对压气机转子叶栅的流动控制
12
作者 宋天楚 王萌 +1 位作者 陈小虎 王忠义 《航空动力学报》 北大核心 2025年第7期276-287,共12页
提出基于叶片依附式楔形涡流发生器(VG)的压气机叶栅内部流动控制方法,并开展三维稳态雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法对其进行数值仿真研究。对4种不同形状方案的VG叶栅性能开展计算并分析内部流动,研究结果表明:倒置对称方案的VG可... 提出基于叶片依附式楔形涡流发生器(VG)的压气机叶栅内部流动控制方法,并开展三维稳态雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法对其进行数值仿真研究。对4种不同形状方案的VG叶栅性能开展计算并分析内部流动,研究结果表明:倒置对称方案的VG可以有效改善叶栅性能。不同形状的VG均可以抑制激波/附面层干扰分离,但控制效果相差明显。在弯曲的压气机叶栅通道中,倒置方案的VG涡紧贴吸力面,控制效果强于VG涡远离吸力面的正置方案。对称方案产生的VG涡对强度低可以沿轴向抑制激波/附面层干扰分离,非对称方案产生的VG涡强度高可以沿轴向和展向抑制分离,但会伴随更大的静压损失。因此综合VG的分离抑制效果和其本身引入的负面影响,倒置对称方案更适用于控制压气机叶栅内部的流动分离。 展开更多
关键词 涡流发生器 压气机转子叶栅 激波/附面层干扰 流动控制 涡系
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采用回波相位加权的准涡旋电磁波雷达前视成像
13
作者 舒高峰 魏奕鑫 李宁 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第11期4373-4383,共11页
携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的涡旋电磁波(Vortex ElectroMagnetic Wave,VEMW)由于不同OAM模式之间的正交性,在雷达前视成像方面表现出重要的应用潜力,引起国内外学者的广泛关注。在VEMW成像技术中,通常采用均匀圆环... 携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的涡旋电磁波(Vortex ElectroMagnetic Wave,VEMW)由于不同OAM模式之间的正交性,在雷达前视成像方面表现出重要的应用潜力,引起国内外学者的广泛关注。在VEMW成像技术中,通常采用均匀圆环阵列(Uniform Circular Array,UCA)来生成和发射多模态VEMW照射成像目标,以获得回波。然而,UCA产生的VEMW有主瓣发散的特点,导致在自由空间中产生的电磁波能量分布不集中,从而使得雷达回波能量相对较弱。此外,传统涡旋电磁波雷达在工作过程中需要不断切换OAM模式,这一过程增加了系统的复杂性。为了应对上述挑战,该文首先建立了准圆环阵列(Quasi-Circular Array,QCA)的电场模型,通过QCA得到了能量更加集中的准涡旋电磁波。同时,提出了一种对每个阵元的接收回波进行多OAM模式相位加权的方法,得到等效多模式接收回波。仿真结果表明,相比于基于UCA的涡旋电磁波雷达成像方法,该文所提方法方位分辨率提高了两倍以上,并且有效地提高了回波能量,在信噪比低至–15 dB的环境下,重建的目标仍然清晰可见。该文所提方法在雷达前视成像领域具有较大的实际应用潜力。 展开更多
关键词 涡旋电磁波 雷达前视成像 准圆环阵列 回波相位加权
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段塞流对缓波形立管振动特性的影响
14
作者 董浩轩 王维刚 +1 位作者 闫天红 路敬祎 《中国海洋平台》 2025年第2期23-28,共6页
针对段塞流持续的压力波动导致缓波形立管振动这一问题,运用单向流固耦合方法对内部含段塞流作用的缓波形立管的振动特性进行研究。结果表明:混合流速为1.5 m/s、气液比为1的段塞流对立管振幅影响较大,特别是横流向振幅;此外顺流向振动... 针对段塞流持续的压力波动导致缓波形立管振动这一问题,运用单向流固耦合方法对内部含段塞流作用的缓波形立管的振动特性进行研究。结果表明:混合流速为1.5 m/s、气液比为1的段塞流对立管振幅影响较大,特别是横流向振幅;此外顺流向振动频率稍有减小,但横流向振动频率大幅提高,激发高阶模态并产生共振。所得结果可为缓波形立管振动特性研究提供参考。 展开更多
关键词 缓波形立管 涡激振动 均匀流 段塞流 单向流固耦合 数值模拟
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波流作用下沙纹床面悬沙运动的高效数值模型
15
作者 周游 侯新妤 +1 位作者 施华斌 陈鑫 《力学学报》 北大核心 2025年第2期453-463,共11页
沙纹床面旋涡运动和泥沙输运对海岸地貌演变有着重要影响,但传统数值模型忽略了非线性波-流相互作用、泥沙相位差等重要因素.文章在保证精度的基础上降低计算成本,发展了一个高效的波流共同输运悬沙的数值模型,并探究了沙纹床面水动力... 沙纹床面旋涡运动和泥沙输运对海岸地貌演变有着重要影响,但传统数值模型忽略了非线性波-流相互作用、泥沙相位差等重要因素.文章在保证精度的基础上降低计算成本,发展了一个高效的波流共同输运悬沙的数值模型,并探究了沙纹床面水动力及悬沙运动规律.悬沙方程综合了惯性及尾涡对颗粒紊动扩散的相反作用;泥沙近底条件统合了非线性波的加速度-边界层非对称效应和波流相互作用,泥沙的相位差和质量守恒效应.本文用系列波流共同作用下的沙纹实验验证了模型适用性,进一步对比了恒定流、波浪往复流和波流共同作用的沙纹水动力和悬沙运动.结果表明,波浪的存在增加了紊流黏度,动量交换机制使得表观粗糙高度比实际粗糙高度大很多,从而改变了流的速度对数分布律.流的存在主要影响波峰以上波浪的水平流速,影响了对称往复流泥沙通量在正负半周期的对称性,从而产生净输沙.该高效数值模型可用于海域复杂波流动力条件下沙纹的数值计算,可为港口、海岸及近海工程的规划和建设提供科学指导. 展开更多
关键词 波流共同作用 涡动沙纹 相位差 惯性及尾涡 泥沙近底条件
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一种Ku波段携带轨道角动量的六边形反射型超表面
16
作者 罗熳 冯瑞 谭秋林 《光通信技术》 北大核心 2025年第6期102-107,共6页
为满足光通信等领域对高阶模态电磁波的需求,设计了一种工作在Ku波段携带轨道角动量(OAM)的六边形反射型超表面。该超表面采用无源、线极化、单层单元构型,通过调节关键尺寸p'实现360°反射相位覆盖。基于此,采用MatlabA与Ansy... 为满足光通信等领域对高阶模态电磁波的需求,设计了一种工作在Ku波段携带轨道角动量(OAM)的六边形反射型超表面。该超表面采用无源、线极化、单层单元构型,通过调节关键尺寸p'实现360°反射相位覆盖。基于此,采用MatlabA与Ansys联合仿真,设计了可生成一阶OAM波(l=+1)的29×29阵列,并加工实物进行近场测试。仿真与实验结果表明:涡旋波束的螺旋相位与中心场强为零的“甜甜圈”状幅度分布,实测频率为13.8 GHz。相较于传统正方形设计,六边形结构将涡旋波生成效率从52.4%提升至57.8%,且物理布局更紧凑。 展开更多
关键词 轨道角动量 涡旋电磁波 六边形反射型超表面 KU波段 无源线极化
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带翼板浮式防波堤消浪性能研究
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作者 张天向 王贯宇 +2 位作者 伍磊 谢书刚 涂佳黄 《水运工程》 2025年第6期35-43,共9页
浮式防波堤能够为海洋工程装备提供有效防护,满足海上设施日益增长的防护需求。使用计算流体动力学方法对带翼板浮式防波堤消浪性能进行数值模拟,分析翼板参数对防波堤消浪效果和涡量分布的影响。研究结果表明,当翼板角度过大时翼板尖... 浮式防波堤能够为海洋工程装备提供有效防护,满足海上设施日益增长的防护需求。使用计算流体动力学方法对带翼板浮式防波堤消浪性能进行数值模拟,分析翼板参数对防波堤消浪效果和涡量分布的影响。研究结果表明,当翼板角度过大时翼板尖端产生的漩涡强度变小,防波堤的消浪性能降低;当波高较大时,翼板角度减小使得漩涡脱落时间延长,从而提升其消浪性能;翼板长度较短会加速漩涡脱落,导致其消浪性能减弱。 展开更多
关键词 浮式防波堤 计算流体动力学 透射系数 涡量特性 消浪性能
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基于球面波干涉的涡旋光产生和检测
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作者 齐良骏 李威 +3 位作者 徐毅豪 王云睿 陈珂 林伟华 《物理实验》 2025年第4期42-46,共5页
涡旋光具有轨道角动量,其不同的拓扑荷数对应不同的角向相位分布.在同轴全息条件下,以球面波为参考光比以平面波为参考光更容易获得信噪比高的涡旋光.本文采用球面波为参考光,通过在空间光调制器加载不同拓扑荷数涡旋光与球面波的干涉图... 涡旋光具有轨道角动量,其不同的拓扑荷数对应不同的角向相位分布.在同轴全息条件下,以球面波为参考光比以平面波为参考光更容易获得信噪比高的涡旋光.本文采用球面波为参考光,通过在空间光调制器加载不同拓扑荷数涡旋光与球面波的干涉图形,生成不同拓扑荷数的涡旋光.利用双缝干涉观察其条纹的扭曲程度,通过测量条纹偏移量与条纹周期比值确定涡旋光的拓扑荷数.基于球面波干涉的涡旋光产生和检测实验是对数字全息系统的改进与创新,拓展了原有的实验内容. 展开更多
关键词 涡旋光 球面波 空间光调制器 扭曲程度
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典型箱梁竖向涡激气动力行波效应与抑振机理
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作者 胡传新 戴钢 +2 位作者 赵林 王相龙 葛耀君 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1809-1818,共10页
为研究增设检修轨道导流板、人行道栏杆抑流板等气动措施抑振机理,开展了大尺度节段模型测振测压风洞试验。基于表面压力时空分布特征及其统计特性提出了气动行波假设,结合谱本征正交分解(spectral proper orthogonal decomposition,SP... 为研究增设检修轨道导流板、人行道栏杆抑流板等气动措施抑振机理,开展了大尺度节段模型测振测压风洞试验。基于表面压力时空分布特征及其统计特性提出了气动行波假设,结合谱本征正交分解(spectral proper orthogonal decomposition,SPOD)方法进行验证,并提出气动力时空功率谱,进一步量化与解构了复杂的时空压力场,揭示了流线型箱梁涡振机理及气动措施抑振机理。研究表明:原始断面在试验风速内存在3阶竖向涡振锁定区间,其中第3阶锁定区振幅最大。增设检修轨道导流板后,断面最大振幅减小53.1%,增设人行道栏杆抑流板后涡振消失。断面表面复杂压力场可表达为多个不同激励源诱发的气动力时空分布模式的线性叠加。原始断面表面压力场由断面振动基频处1阶SPOD模态对应压力时空分布主导,同时上表面模态压力时空分布占主导地位。上表面主导模态压力沿下游呈现行波式演变,贡献值呈波浪式分布,统称为“气动行波”效应。上表面气动行波作用强度远大于下表面。气动行波传播可由分布气动力与涡激力相位差单调递减表征。原始断面上表面气动行波波长与贡献值空间分布波长基本一致,约等于前、后缘防撞栏杆之间距离。增设导流板后,上表面主导气动行波传播模式基本不变,作用强度减小,从而涡振幅值减小。增设抑流板使得上表面能量分布呈宽带分布特征,锁频现象消失,故而不发生涡振。研究提炼了涡振时断面表面复杂压力场中的关键和主导气动力时空演变模式——气动行波,为桥梁主梁断面涡振机理分析和涡激力数理模型的构建提供了思路。 展开更多
关键词 桥梁工程 气动措施 气动行波效应 涡振抑振机理 涡激振动 流线型闭口箱梁
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波流与地震联合激励下悬浮隧道动力特性
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作者 加力源 桑松 +1 位作者 石晓 周岳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1140-1148,共9页
针对悬浮隧道在复杂荷载作用下动力特性,为了提高其设计安全性、优化结构性能、并减少灾害风险,本文采用斯托克斯(Stokes)二阶波浪理论与弗汝德-克雷洛夫假定法(Froude-Krylov)计算悬浮隧道所受的波浪荷载,采用三角级数法生成地震波并... 针对悬浮隧道在复杂荷载作用下动力特性,为了提高其设计安全性、优化结构性能、并减少灾害风险,本文采用斯托克斯(Stokes)二阶波浪理论与弗汝德-克雷洛夫假定法(Froude-Krylov)计算悬浮隧道所受的波浪荷载,采用三角级数法生成地震波并考虑地震对自由场海水动水压力的影响计算结构的地震荷载,利用D′Alembert原理推导建立悬浮隧道管体—锚索耦合运动方程并采用Galerkin法化简求解。研究了考虑波流与地震荷载、参数激励、涡激振动、初始扰动等不同工况下的管体与锚索跨中位移时域响应。结果表明:无外部动荷载时,锚索与管体之间会呈现出参数共振现象,波浪与地震荷载会减弱参数共振现象并使管体振动更加剧烈且会与涡激力互相抑制,系统振动状态受管体初始扰动影响较大,同时波陡增大会使悬浮隧道管体稳定振幅增大,锚索的瞬态振幅减小。 展开更多
关键词 悬浮隧道 耦合方程 波浪荷载 地震荷载 参数共振 涡激振动 时域分析 复杂荷载
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