雷诺数的物理意义仍可以讨论

<正> 雷诺数是流体力学中一个重要的动力学相似准则,它的引入为粘性流体流动的实验研究和理论分析提供了一个十分有力的工具。关于它的物理意义,在多数流体力学书中、解释为“惯性力与粘性力之比”或者为“特征的惯性力与特征的粘性力之比”.可事实上在不同的实际问题中,为反映不同研究对象的动力学特性,雷诺数中特征量的选择往往是不完全相同的,于是就存在着这样的问题:是否不管取什么样的特征量来组成雷诺数它都恰好是上述两种力的比值?上述对雷     

雷诺数的物理意义不宜变更

<正> 本刊自1989年第5期以来,发表了《关于雷诺数物理意义的质疑》等4篇文章,就雷诺数的物理意义展开学术讨论.对此,我们也想谈一点认识.雷诺数的物理意义一般解释为“特征惯性力与特征粘性力之比”或“惯性力与粘性力之比”.我们认为,现行这个解释不宜变更.理由如下:     

对雷诺数与弗劳德数的再认识

<正> 雷诺数 Re 与弗劳德数 Fr 既是流动系统保持动力相似的相似准数,又是不同流动型态的判别数.对其物理意义的传统解释是     

注塑成型喷射现象数值模拟及机理分析

喷射是熔体充填过程中一种特殊流动形态,也是注塑成型的不良现象,为了预测射流长度、形态演化,揭示喷射的产生机理,建立了粘性、非等温的熔体三维流动模型,构造了熔体流动前沿演化的输运方程。用有限体积法离散控制方程,提出了压强与速度及速度与温度的两重解耦合方案,开发了模拟程序,分析了模拟成型过程中粘性力、惯性力、速度、温度、压力等物理量的大小及变化规律。基于模拟结果分析了粘性力、惯性力的大小对喷射的影响,发现:当惯性力大于粘性力时产生喷射现象,随着粘性力增大,射流变为蛇形流;射流长度依赖于注射速度,速度越大,射流越长,熔体温度对射流长度基本没有影响。此外,实验结果表明,注塑成型喷射现象数值模拟及机理分析方法可以较好地预测射流长度、蛇形流的形态以及蛇形流中、后端摆动幅度。     

物理增强的流场深度学习建模与模拟方法

流体运动理论上可用Navier?Stokes方程描述, 但由于对流项带来的非线性, 仅在少数情况可求得方程解析解. 对于复杂工程流动问题, 数值模拟难以高效精准计算高雷诺数流场, 实验或现场测量难以获得流场丰富细节. 近年来, 人工智能技术快速发展, 深度学习等数据驱动技术可利用灵活网络结构, 借助高效优化算法, 获得对高维、非线性问题的强大逼近能力, 为研究流体力学计算方法带来新机遇. 有别于传统图像识别、自然语言处理等典型人工智能任务, 深度学习模型预测的流场需满足流体物理规律, 如Navier?Stokes方程、典型能谱等. 近期, 物理增强的流场深度学习建模与模拟方法快速发展, 正逐渐成为流体力学全新研究范式: 根据流体物理规律选取网络输入特征或设计网络架构的方法称为物理启发的深度学习方法, 直接将流体物理规律显式融入网络损失函数或网络架构的方法称为物理融合的深度学习方法. 研究内容涵盖流体力学降阶模型、流动控制方程求解领域.      

黏弹性流体纯弹性不稳定现象研究综述

近年来粘弹性流体流动的弹性不稳定性现象引起了越来越多学者的关注与研究,与牛顿流体惯性不稳定现象不同,这种现象是由粘弹性流体流动中的弹性应力和粘性力之间相互作用,使得在较低的雷诺数下即可产生复杂的流动分岔不稳定现象。当流动中的弹性数（表现为 Deborah 数 De 与Reynolds 数Re 的比值,其中 De 数定义为粘弹性流体的松弛时间和流动的特征时间的比值,Re 数表征流动中惯性力与粘性力之比）较大时,在 Re<相似文献   

浅谈流体力学发展——从Batchelor百年诞辰纪念大会谈起

G.K. Batchelor是20世纪国际流体力学大师,在均匀湍流理论和低雷诺数微流体力学领域做出了开创性的贡献,他对流动追求物理和定量性理解的思想影响了近百年流体力学的发展,是流体力学顶级期刊Journal of Fluid Mechanics的创刊人,也是剑桥大学应用数学与理论物理系(DAMTP)的创建者,培养并影响了一大批在流体动力学理论、实验流体力学、湍流及稳定性、环境流体力学、多相流体力学、磁流体力学、微纳米尺度流体动力学等诸多领域建树卓越的学者.本文以G.K. Batchelor诞辰100周年纪念活动为契机,简要回顾了流体力学近300年的发展历程.概述了流体力学发展历经的以数学和物理为基础建立理论框架的经典流体力学、以应用需求为导向促使自身跨越发展的近代流体力学和以学科融合为特点外延丰富的现代流体力学三个重要阶段;以师承关系、代表性学者及其主要学术贡献为线索,总结了现代流体力学四大学派的形成及其近百年的传承沿革;以历史和发展的视角浅谈当代流体力学发展的动力和趋势,并以风沙环境力学为例,简述流体力学为分支学科发展提供的支撑和引领作用,分支学科的需求为流体力学内生发展提供驱动力...     

论连续性方程的推导及几种形式转换的方法

连续性方程是流体力学中的一个重要基本方程,在教学过程中往往侧重于其在工程中的应用而忽视了基本概念和物理意义。本文提出了一种系统性的教学方法,对连续性方程的相关基本概念进行串联整合,将雷诺输运定理应用到不同的流动模型来推导出四种不同形式的连续性方程,并通过演算证明它们可以相互转换,本质上是同一个方程。该教学方法能帮助学生加深对流体动力学基本公式物理意义的理解,构建起研究流体力学的基本思路。     

关于雷诺数物理意义的质疑

本文以几个简单流动为例,指出了传统的关于雷诺数物理意义的提法与实际流动的矛盾,通过理论分析对关于雷诺数物理意义的传统说法提出质疑....     

用微元六面体推导流体力学基本方程时参考点的选择

用微元六面体证明流体力学基本方程是流体力学教学的基本内容,也是学生需要培养的思维方式.有些流体力学教科书中在用微元六面体推导流体力学方程时,由于参考点的选取不恰当,对推导过程的解释有的不清晰,有的有错误,不利于学生准确理解和掌握这个基本方法.本文对微元上物理量的分布进行了探讨与分析,指出参考点的选取对于正确推导流体力学方程的意义,并分析了为什么参考点选错了也能推导出正确结论的原因.     

离心惯性力效应对超临界二氧化碳干气密封流场与密封特性影响分析

为揭示离心惯性力效应对S-CO₂干气密封流场与密封特性的影响规律,以螺旋槽干气密封为研究对象,引用考虑离心惯性力效应的Reynolds方程,在考虑气膜真实气体效应、黏度随压力与温度双重变化的同时,基于N-S方程与能量守恒定律,建立了绝热状态下考虑离心惯性力效应作用的能量控制方程. 然后,采用有限差分法对压力控制方程与能量控制方程进行耦合求解,并对考虑离心惯性力效应与没有考虑离心惯性力效应下的压力分布、温度分布以及密封特性进行了分析讨论. 研究表明:离心惯性力效应具有削弱流场内压力与温度的作用;从避免凝结流动角度考虑,离心惯性力效应引起的温降将不利于S-CO₂干气密封;考虑离心惯性力效应作用时,气膜开启力在不同槽深与转速下存在最佳工况点,泄漏率随着转速的增加显著减小,而离心惯性力效应与膜厚之间没有强交互作用;考虑离心惯性力效应作用的气膜开启力、泄漏率、出口温度均比不考虑离心惯性力效应作用的小,且这种差异随着转速的增大而增加,而随着膜厚的变化没有改变. 这些结果为进一步研究S-CO₂干气密封奠定了一定的理论基础.      

引入惯性力影响的海底埋设管线的抗震设计方法

在现有海底管线抗震规范的基础上，根据海底铺设环境的实际情况，在考虑管线惯性力影响的情况下，提出了管土动力响应的新的力学模型，侧重分析引入惯性力与土壤滑移的影响，结合实际工程参数，对考虑惯性力后的动力学方程进行了仿真计算，比较了引入和不引入惯性力两种抗震设计方法的结果，这对海底管线的抗震设计有一定的参考和实际应用价值。     

关于相对运动中惯性力真实性的一点看法

相对于非惯性系运动的物体的运动方程为式中 F_e=-Ma_e,F_c=-Ma_c 分别是牵连惯性力和柯里奥利惯性力;a_r 是相对于该非惯性系的加速度.在非惯性系中引入惯性力,运动方程得以保持惯性系中的形式不变.关于惯性力的真实性,目前众说纷纭,莫衷一是.一般教科书都认为是虚拟的.我们认 ...     

考虑水弹性影响的水下航行体结构动响应研究

考虑水弹性的影响,计及惯性力、水动力和弹性力之间的相互耦合作用,将水动力学方程和结构动力学方程联合求解,采用三维势流理论和边界元法推导并计算了水下航行体结构的附加质量矩阵,对带空泡水下航行体出水过程中的结构动响应问题进行了分析.      

随机动力系统中的概率密度演化方程及其研究进展

从概率密度演化的基本思想出发,阐述了概率密度演化方程的历史、进展与应用.文中首先剖析和澄清了概率守恒原理的物理意义,论述了概率守恒原理的随机事件描述和状态空间描述,并由此阐明了概率密度演化与系统物理演化的内在联系, 即:系统的物理状态演化构成了概率密度演化的内在机制. 在此基础上,结合概率守恒原理的两类描述以及系统状态的物理演化方程,以与历史上不同的方式,重新推导了经典概率密度演化方程,包括Liouville方程、FPK方程和Dostupov-Pugachev方程,进一步阐明了这些方程的物理意义, 以及它们不能降阶的原因.结合概率守恒原理的随机事件描述和解耦的系统物理方程,导出了广义概率密度演化方程. 分析了广义概率密度演化方程的物理意义.以非线性结构随机反应的概率密度演化分析为例,展示了概率密度演化理论的应用前景. 最后,指出了需要进一步研究的问题.      

第二届全国"三流"学术会议非牛顿流体力学论文介绍

非牛顿流体力学是流体力学中的一个新领域,它在国民经济,尤其是在化学工业中获得广泛应用。1982年4月举行的第二届全国多相流体力学、非牛顿流体力学、物理-化学流体力学(简称"三流")学术会议上,收到这方面的论文有十七篇。分别介绍如下: 本构方程是非牛顿流体动力学的基础理论。陈文芳在"非牛顿流体的一些本构方程"一文中综述各向同性的不可压缩流体的各种本构方程,包括非弹性液体、...     

结构随机动力稳定性的定量分析方法

提出了结构随机动力稳定性的定量分析方法,讨论了经典的随机动力稳定性概念,指出结构动力稳定性不仅与结构参数有关,也与作用在结构上的外部载荷密切相关,据此引入了一种判定结构动力稳定性的新准则,明确了结构随机动力稳定性的基本涵义.在概率守恒原理基础上,推导了概率耗散系统的广义概率密度演化方程.引入结构动力失稳的物理机制作为引起概率耗散的驱动力,利用概率耗散系统概率密度演化方程、可以方便获得结构响应的概率密度演化过程,从而定量求解结构的动力稳定概率.据此,可以定量评价结构系统依概率为1或依给定概率意义上的结构随机动力稳定性.采用本文所建议方法对典型结构动力系统进行了随机动力稳定性分析,并与蒙特卡洛方法计算结果进行对比.数值结果表明了所建议方法的有效性.      

激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.     

激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.      

第2届全国多相流体力学、非牛顿流体力学、物理-化学流体力学学术会议

由中国力学学会流体力学专业委员会举办的第2届全国多相流体力学、非牛顿流体力学、物理-化学流体力学学术会议于1982年4月17—20日在北京召开.来自全国冶金、化工、石油、动力、水利、建筑、航空、兵工等各部门以及有关高等院校,科学院的43个单位63名代表参加了这次会议。会议共宣读学术论文42篇,其中非牛