实验研究二维圆柱后尾流中涡脱落的有序和混沌现象

本文给出了在Re=50—400范围内二维圆柱后涡脱落的有序和混沌现象的一些初步实验结果。涡脱落由有序到混沌的转捩发生在Re=184.6—193.5之间,但是它不是通过准周期途径。在涡脱落频率与Re数的关系曲线上有两个间断。在Re=70处的间断可能对应于倾斜涡脱落模式的变化,在Re≈193.5处的第二间断对应于由有序到混沌状态的转捩。     

低Reynold数圆柱尾流中混沌运动研究

本文以混沌的观点研究流体湍流.在Reynold数为63—179的范围内,在低湍流度水洞中,在圆柱体尾流中测量速度脉动,获得关联维数、相空间轨迹、谱分布等有用数据,并做了流场显示.实验结果表明,该种开放型流动的早期转捩过程中,存在混沌现象.这有助于进一步认识开放型流动中湍流发生的机制.     

控制信号对控制混沌的作用的实验研究

引入双调谐电路非反馈控制混沌模型.将控制信号加入非线性微分方程的二阶项系数上.实验研究控制信号对控制混沌态的作用:改变控制频率f_k和控制强度I_k,可实现对混沌态的倍周期分频、加周期和准周期控制.研究相位角θ对控制态的作用.观察到呼吸现象并解释其形成的原因.     

X射线准周期振荡现象的新差频模型

本文利用吸积盘理论的α模型以及内盘的边界条件来改进原来解释X射线准周期振荡现象中振荡频率与X射线强度之间关系的差频模型,改进后的模型同观测符合得很好,并且能同时解释某些源的振荡频車与强度之间关系的正相关部分和负相关部分。     

带径向接管的圆柱壳端部受力矩作用时的薄壳理论解

给出可适用于大开孔率 ( ρ0 ≤ 0 .8)的带径向接管的圆柱壳受端部力矩作用时的薄壳理论解 .采用修正的Morley方程代替前人使用的Donnell扁壳方程 ,在主壳展开面极坐标 (α ,β)系中求解开孔圆柱壳齐次解 ,既保持了薄壳理论的精度量级 ,又不受开孔率的限制 ;利用Goldenveizer的位移函数圆柱壳方程 ,在支管展开面主坐标 ( ζ ,θ)系中求得非平齐端头支管的齐次解 .主壳与支管交界处的边界位移和边界力分别由 (α ,β)、( ζ ,θ)系转换到总体柱坐标 ( ρ,θ ,z)系后均为θ的周期函数 ,因而可分别展成Fourier级数 ,各谐的Fourier系数可利用数值积分获得 ,再由连续条件得到整体结构的薄壳理论解 .经前人的实验和三维有限元计算结果的检验 ,证明解是可靠的 .     

翼型绕流干涉噪声的实验与数值研究

来流湍流干扰噪声在风力机叶片气动总噪声级中占有重要地位．选取圆柱/翼型干涉模型从实验和数值两方面研究此类干涉发声现象．实验中通过对翼型表面非定常载荷的测量,重点研究了圆柱位置和翼型攻角的影响,选取的翼型包括两个NACA系列翼型（NACA0012和NACA0018）和两个风力机翼型（s809和s825）,同时利用PIV（particle image velocimetry）技术对低攻角状态下翼型的前缘流场进行了研究．实验结果表明翼型表面非定常压力与圆柱涡脱落存在一定相关性．与此同时采用非定常Reynolds平均(URANS)方法对圆柱/NACA0012翼型的干涉流场进行了非定常数值模拟,并将得到的翼型表面压力频谱与实验结果进行了对比．     

速度-涡量法数值求解具有表面吹吸圆柱的绕流问题

用速度-涡量法数值求解了具有表面吹吸圆柱的绕流问题.所得高阶隐式差分方程,采用以修正的不完全LU分解作预处理器的共轭梯度法(MILU-CG),高效解出.研究了雷诺数Re=100时,各种吹吸位置、吹吸强度对圆柱尾流涡旋结构和阻力、升力系数的影响规律.指出,在圆柱肩部的吸气和在圆柱尾部的吹气,可有效地抑制尾流涡旋结构在垂直来流方向上的非对称性,达到减小升力的目的.对在圆柱肩部吸气的情形,合适选择吸气强度,还可有效减小圆柱在来流方向上所受的阻力.     

非线性延时微分系统中通向湍态的途径

本文采用奇异摄动方法分析了延时微分系统从准周期态向完全混沌态过渡时的动力学行为.结果表明,在混沌带的合并点存在着吸引子危机窗口.这些窗口的临界值和宽度都随该系统中不同的线性模式规律性地变化,从而导致在进入湍态(即完全混沌态)之前发生基频的谐波分岔,即ω₀→3ω₀→5ω₀→…→(2k_m+1)ω₀,并出现回滞行为。作者认为这种从准周期态到高次谐波分岔最后进入混沌的方式是延时微分系统中通向湍态的重要途径。     

基于相空间重构技术的金融系统混沌识别

借助工程技术领域内识别非线性系统混沌现象的相空间重构技术研究了金融混沌的识别问题.以我国金融系统历经本轮全球金融危机这个金融史上影响最为严重的金融混沌为研究对象;研究发现:在全球金融危机的冲击下,我国金融系统在运行过程中发生了确定性的失稳,出现了金融混沌现象.从而为进一步防范与控制金融混沌奠定基础.     

在普通有限核中的π凝聚效应

根据Migdal的预言,即在普通有限核中可能存在着π凝聚现象,我们从赝矢πN耦合和唯象的ππ有效相互作用出发,导出了由于π凝聚的存在所引起的核密度的调制。基于这一调制,我们研究了在高能粒子核散射,μ介子原子的X射线能谱和原子核结合能等核现象中的π凝聚效应。结果表明:在大部分过程中都有足够的机会表现π凝聚的作用;而且理论与实验更符合了。     

矩形水槽中—对孤波的相互振荡对穿

假定及为一阶小量,其中A_c为驱动振幅,ωc为驱动圆频率之半,ω为水槽(0,1)模式圆频率。利用多重尺度展开,发现存在新的长周期过程,周期假定与速度势复数数振幅有关的函数ψ(x,θ)是θ的函数,是三阶小量,例如取,则可导出相应的非线性Schrdinger方程,很好地解释了矩形水槽中一对孤波的相互振荡对穿现象。     

风力机叶尖涡尾迹结构PIV测量研究

空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所依托工程型大风洞（实验段直径3.2 m）,采用高分辨率CCD相机（4 008像素×2 672像素）,针对旋转状态下的风力机叶片尾流开展大视场（单个观测区域达到570 mm×380 mm）PIV(particle image velocimetry)测量,以NREL UAE Phase Ⅵ风力机叶片1/8缩比模型为实验对象,获取了叶尖涡产生、发展的流动数据,为研究风力机叶尖涡结构和流动机理研究提供重要的基础数据．观测结果表明,叶尖涡从后缘脱落后首先有一个短时间的向内运动,然后随着尾流的膨胀向外运动,其涡强度则先是短时间内降低,然后随着涡的卷起而增强,从而形成一个强大的叶尖涡．在实验观察范围内叶尖涡在来流方向的迁移规律近似线性．     

三角翼大攻角俯仰振荡的动力学“滞后”现象机理研究

采用一个新的非定常涡系模型来模拟三角翼大攻角俯抑振荡运动,定性地再现了水洞实验中观测到的前缘脱体涡动态性状,计算出升力随攻角变化的“滞后圈”和实验测量值定量符合,通过计算和分析,探索了产生动力学“滞后”现象的机理。     

Couette流的稳定性的一个典型研究

§1.引言在从有规则的运动转变为混沌运动的系统中,正如实验所证明的,Couette流问题特别具有多种可达到的状态。Couette流,或同轴旋转圆柱之间的粘性,不可压缩流体的圆周流,在几乎一个世纪前就被研究了。在1923年的经典研究中,Taylor证明了,当圆柱的旋转速度达到某些临界值时,Couette流变为不稳定。在这研究中,Taylor用分析方法计算了开始不稳定的临界雷诺数,并用实验的方法证实了他的计算。而且他还描述了开始发生不稳定以后的第二个流,它是由绕旋转轴的环形涡流组成的,再增大雷诺数,轴对称涡流     

格点动力系统中的异宿环

讨论格点动力系统中空间混沌出现的一个判据——异宿环.证明了若格点动力系统有渐近稳定的异宿环,则系统有渐近稳定的同宿点,从而系统有空间混沌.     

一种新型的用于激波折射、绕射和干扰研究的组合设备

本文介绍一种新型的激波风洞-激波管组合设备。作为它的应用,文中还给出了在常规设备上所难以进行的三项实验:“运动激波在射流边界上的折射”,“波前有流动情况下的激波绕射”和“运动激波-头激波干扰”,并对所观察到的一些新的现象进行了分析和讨论。     

水雾中声波传播衰减问题的实验研究

本文首先介绍了利用混响室对水雾中低频声波衰减情况的实验研究。实验结果一方面表明,在低频段(<100Hz)水雾中质量弛豫过程将对声波的吸收造成明显的影响;另一方面还表明,即使是在低频区,水雾中声波的衰减随频率的上升仍然是增加的,这符合现有理论的变化趋势,但与以往公认的经典Knudsen实验结果不一致。文章中还介绍了在小管道内利用脉冲回波法和超声成雾方法,对水雾中声衰减所进行的测量。实验结果表明,当水雾中水滴半径缩小时,水雾中的质量弛豫过程将向高频区发生移动,这一现象又为有关作者所忽视。     

地球磁尾磁噪声爆的产生机制

本文研究一地球磁尾等离子体片边界层内由离子束流和等离子体非均匀性产生的电磁不稳定性,首次在宽频率范围内,Ω_i和Ω_c分别为离子和电子迴旋频率,ω_LH=(Ω_iΩ_e)^1、2,ω_r为波频率)得到了电磁模增长率谱,谱峰位于|ω_r|～ω_LH附近,而在附近还有一个次峰。这种增长率谱的基本特征与地球磁尾磁噪声爆的卫星观测资料一致。     

受轴向压缩圆柱壳塑性屈曲的内时分析

采用内时塑性本构方程的增量和全量表达式分析了受轴向压缩圆柱壳的塑性屈曲，得到了塑性屈曲临界应力与圆柱壳特征尺寸间的关系。对ＡＭＦ和铝合金圆柱壳塑性屈曲进行了分析，与实验结果的比较表明：除对于ＡＭＦ圆柱壳由内时塑性本构方程的全量表达式给出了较经典塑性理论全量分析略为保守的结果外，在其它杨合下，内时分析均给出了较经典塑性理论更符合实验数据的结果。     

MILU-CG方法和绕旋转圆柱流动的数值研究

本文采用以修正的不完全LU分解作预处理器的共轭梯度法(MILU-CG),结合高阶隐式差分格式,改进了作者(1992)提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法(HDV).系统地研究了雷诺数Re=1000,200,旋转速度比α∈(0.5,3.25)范围内,绕旋转圆柱从突然起动到充分发展,长时间内尾流旋涡结构和阻力、升力系数的变化规律.计算所得流线与实验流场显示相比,完全吻合.首次揭示了临界状态时的旋涡结构特性,并指出最佳升阻比就在该状态附近得到.