Studies of strong gravitational fields near super-massive black hole horizons with space missions

General relativity (GR) can be probed by several tests in the weak gravitational field limit. On the contrary, very poor information exists about GR tests in strong gravitational fields. Here, we focus on the interaction of light rays with the strong gravitational field of a massive black hole and show that relativistic images may form. Hence, we calculate the shapes of shadows (mirages) forming just near BH horizons and discuss the possibility to estimate the black hole parameters (mass, spin and charge) by future astrometric missions. In 2007, the Radioastron space telescope will be launched and it will allow to evaluate those parameters for the black hole hosted at the center of our Galaxy.     

Electron acceleration and parallel electric fields due to kinetic Alfvén waves in plasma with similar thermal and Alfvén speeds

We investigate electron acceleration due to shear Alfvén waves in a collissionless plasma for plasma parameters typical of 4–5R_E radial distance from the Earth along auroral field lines. Recent observational work has motivated this study, which explores the plasma regime where the thermal velocity of the electrons is similar to the Alfvén speed of the plasma, encouraging Landau resonance for electrons in the wave fields. We use a self-consistent kinetic simulation model to follow the evolution of the electrons as they interact with a short-duration wave pulse, which allows us to determine the parallel electric field of the shear Alfvén wave due to both electron inertia and electron pressure effects. The simulation demonstrates that electrons can be accelerated to keV energies in a modest amplitude sub-second period wave. We compare the parallel electric field obtained from the simulation with those provided by fluid approximations.     

基于模态耦合方法的机翼颤振数值模拟

针对机翼气动弹性问题,发展了一种流固耦合模拟技术,将固体结构的广义位移表示为结构固有模态的线性组合,求解结构的运动,再与流体进行数据耦合、迭代计算.同时为了确定机翼颤振边界,发展了一种线性插值确定颤振边界方法.采用标准气弹机翼AGARD445.6算例,验证所采用的模态耦合技术和颤振边界确定方法的有效性及工程实用意义.     

基于波动模型的框架结构被动阻尼减振分析

将空间框架结构的振动作为波动来研究,建立结构的波动模型,并基于此模型对结构进行被动阻尼减振设计。阻尼单元和阻尼铰两种被动阻尼方案被用来增加结构的阻尼特性。根据波动分析的结果,一种迭代的方法被用于寻求多个阻尼单元或阻尼铰的位置。结果表明,波动模型非常适合于对结构的局部进行修改和分析。     

弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理研究

研究了弹性环式挤压油膜阻尼器（ＥＲＳＦＤ）减振机理,以ＥＲＳＦＤ和转子轴颈的受力和运动分析为基础,从广义不可压Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程出发建立ＥＲＳＦＤ减振机理模型,推导出了描述ＥＲＳＦＤ减振机理模型的微分方程,并由ＥＲＳＦＤ与ＳＦＤ的减振机理模型分析了它们各自的特点,指出了ＳＦＤ仅是ＥＲＳＦＤ的特殊情形。ＥＲＳＦＤ既有优良的减振特性又有很好的调频功能。     

磁悬浮轴承转子系统动态特性的实验研究

通过激振实验获得磁悬浮轴承转子系统的动态特性参数,并与实际运行状态进行比较。结果表明,激振实验能够获得系统在高速旋转状态下的稳定性、临界转速及其与控制参数间的关系。另一方面,激振实验结果表明,某些临界转速值对控制参数的灵敏度很小,无法通过改变控制参数,改变这些临界转速值。      

附加约束阻尼层后梁的振动分析

研究附加约束阻尼后梁的振动分析。在引入的位移模式中考虑了附加部分对原结构运动的相对性和阻尼层的横向剪切效应,据此推导了附加阻尼层后梁的运动方程和边界条件。通过对简支状态时梁的固有振动分析,讨论了其振动特点。同时给出了等效复刚度公式,它比原有的公式具有更高的计算精度     

含孔复合材料层合板孔边应力集中的近似计算

针对含圆孔有限大复合材料层板的应力集中间题,提出一种计算孔边应力分布及应力集中系数的方法:先利用经典层板理论,将复合材料层合板化归为各向异性板;再将各向异性板等效转换为一偏轴拉伸的单向纤维层板;最后利用含圆孔偏轴单向板的孔边应力计算公式来分析一般铺层层合板孔边应力集中情况.根据所推导的含孔有限宽度复合材料层合板应力集中系数的表达式,分析讨论了板宽/孔径比、铺层比例、铺层方式、材料性能参数等因素对孔边应力集中的影响.     

飞机炮舱减振结构设计与研究

本文对飞机的炮舱结构进行有限元分析，在不改变整体主要尺寸的基础上，对飞机炮舱结构进行了阻尼减振结构设计。此设计方案可以取得炮舱结构动力响应应力值减少约30％以上的减振效果，进而从治理振源人手，使飞机结构动力学设计迈上一个新台阶。     

基于粘弹性材料的五轴铣削加工被动抑振技术

针对薄壁件在铣削过程中极易出现颤振,且动力学特性快速变化导致切削稳定性多变的特点,研究基于粘弹性材料的被动阻尼技术,以增加薄壁零件阻尼、提升切削稳定性。提出阻尼层、约束层以及质量层的设计方案,模态试验表明该技术能大幅提升薄壁件阻尼,且对多阶振动模态有抑制作用。最后,将其应用于薄壁S样件的五轴铣削加工试验,多组切削参数下的试验结果表明,工件切削振动幅值最大可下降约97%。