出口雷诺数对平面射流自保持性的影响

通过实验研究出口雷诺数对平面湍流射流自保持性的影响. 测量的射流来自相同的喷嘴但不同的雷诺数Re（≡U_jh/ν,其中U_j是出口平均速度、h是窄缝出口的厚度和ν是黏性系数）,其变化范围是Re=4582—57735.所得的数据包括沿轴线的平均速度、湍流强度、积分尺度、高阶矩和能谱. 实验发现,随着Re的增大,平面射流发展减慢,平均速度和湍流强 关键词： 平面射流 雷诺数 自保持性     

基于浸入式边界方法的串联双矩形柱绕流数值模拟

基于浸入式边界算法(Virtual Boundary Method)中力源反馈边界的思想,改进其原有内部流体处理方法以减少计算耗费,并结合非等间距网格以便工程应用计算,模拟雷诺数范围内(Re=200–10³)串联双矩形柱绕流,研究表明:Re=200–300时,前柱尾流涡脱处于双剪切层控制阶段;柱间涡街为Karman类涡街,在小间距条件下被抑制,形成涡环;前柱对后柱屏蔽效应体现为后柱阻力系数远小于前柱;临界间距时柱间涡街充分发展,后柱阻力系数等气动参数亦在此发生跃升,但仍小于前柱值;随雷诺数升高,尾流涡街尺寸缩小,临界间距及跃升幅度变小. Re=400时,前柱尾流涡脱进入冲击剪切层控制阶段,阻力系数不再呈现规律性振荡;此后随雷诺数升高,冲击剪切层逐步完善,前柱流动分离使其表面产生更多附着涡,导致尾流旋涡尺寸进一步减小,屏蔽效应消失,涡脱更为剧烈,进而对后柱产生脉动冲击效应;适当间距比条件下此类脉动冲击效应使得后柱阻力系数发生跃升,并略高于前柱. 关键词： 浸入式边界算法 串联双矩形柱 屏蔽效应 临界间距     

排列形状及阵列数目对纳米导线阵列场发射性能的影响

为了进一步研究纳米导线阵列的排列形状以及阵列数目对其场发射行为的影响，利用镜像悬浮球模型对正方形以及六边形排列的纳米导线阵列的场发射行为进行计算与模拟，近似的得到纳米导线阵列的场发射增强因子满足如下的变化趋势：β=h/ρ(1/1+W)+1/2(1/1+W)²+3,其中h为纳米导线的高度，ρ为纳米导线的半径，W是以R为自变量的函数，R为纳米导线阵列的间距.结果显示纳米导线阵列的排列形状对其场发射性能的影响较小，而阵列间距则是影响场发射性能的关键因素：当R<R₀时，场发射增强因子随着阵列间距的减小而急剧减小；当R>R₀时，场发射增强因子基本不变，其中R₀为导线阵列场发射的最佳间距.进一步研究表明改变纳米导线阵列的数目基本不会改变阵列的场发射性能随间距的变化趋势，但是随着阵列数目的增加，R₀会有一定程度的减小，场发射增强因子也会降低. 关键词： 纳米导线 场发射 增强因子 阵列数目     

串列对转双圆柱的多块LB模拟

结合格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,简称LBM)和多块网格(Multi-Block Grid)技术,数值研究较小雷诺数(Re=100)下均匀来流绕串列对转双圆柱问题,综合分析圆柱中心间距比S/D和圆柱无量纲旋转速度α对流场结构的影响,考察前、后圆柱的涡脱落形态和升阻力特性.结果表明:当间距比为1.2时存在一临界旋转比α_c,转速超过这一值后前圆柱产生负Magnus效应;间距比为2时,流场出现类似单旋转圆柱时的第二不稳定模态;当间距比较大(S/D=4、6)时,前、后柱之间存在涡脱落,后柱尾涡中出现2S、2S^*、2P、P+S等多种形态.     

雷诺数对圆形渐缩喷嘴湍流射流的影响

本文研究雷诺数(Re)对圆形渐缩喷嘴湍流射流的影响.实验在射流出口雷诺数为 Re = 4050—20100 的范围内进行,分别测量了射流出口、中心线的平均及湍流流场以及部分径向剖面速度分布.所有测量均采用单热线恒温热线风速仪进行高频采样,所测流场范围在轴向上为 0—30d(这里d为射流出口直径).虽然出口速度分布均为"平顶帽"形,但测量结果依然反映出Re对射流出口以及下游流场有强烈的影响.当Re小于临界值(～10000)时 关键词： 雷诺数 圆形射流 热线风速仪     

圆形射流中心线上小尺度湍流的统计特性及其受高频噪声的影响

本文采用热线风速仪测量了出口雷诺数为Re (≡ U_jd/ν) = 20100的圆形射流的中心线轴向速度,其中U_j为动量平均出口速度,d为喷嘴出口直径,ν为运动黏性系数.在有效去除热线测量数据中的高频噪声后,作者对射流中心线上小尺度湍流统计量的变化规律进行了系统的分析.研究发现,射流在经过一定距离的发展后,其小尺度统计量逐渐进入自相似状态,湍动能平均耗散率ε随下游距离的增加以指数形 关键词： 恒温热线 圆形湍射流 耗散率 小尺度     

微液滴振荡过程的光滑粒子动力学方法数值模拟

本文对传统的光滑粒子动力学方法进行了改进, 改进的光滑粒子动力学方法对传统粒子方法中的核梯度进行了修正, 采用了一种新型的核函数和离散格式, 应用改进的光滑粒子动力学方法对微液滴振荡过程进行了数值研究. 研究了不同纵横比和雷诺数(Re)下振荡阻尼与振荡的周期、振幅与Re数的关系. 研究表明: 对于纵横比λ≤ 4时的微液滴振荡过程, 其他参数恒定不变的前提下, Re数越大, 液滴形状变化越剧烈, 波的阻尼作用越弱, 液滴振荡周期变长; 在Re数一定的前提下, 随着液滴初始的纵横比的增大, 液滴振动的振幅增大, 液滴振荡的周期变长.     

纵向受迫振荡圆柱绕流问题的数值模拟

用有限体积法对平行于均匀来流方向受迫振荡的圆柱绕流问题进行了二维数值模拟.雷诺数选取Re=200、855、4000等几种亚临界雷诺数情况.通过研究不同振幅和振动频率下的流场结构和一些重要流动参数如升阻力系数、Strouhal数等随Re数、KC数、Stokes数的变化关系,验证了实验中观察到的一定条件下发生的"频率锁定"现象,并将涡脱落方式划分为三种主要模态.文中引入网格速度,对常用的处理速度与压力耦合的SIMPLE算法作了适当的补充和修改,以适应随时间变化的网格坐标.     

若干高精度恒稳的半显式差分格式

本文构造了解色散方程u₁=au_xxx的若干三层恒稳的半显式差分格式。第Ⅰ、Ⅱ类格式的局部截断误差的阶为O(τ²+h²+(τ²)/(h³));而第Ⅲ、Ⅳ类格式的局部截断误差的阶为O(τ²+h⁴+((τ)/(h))²+τh)。用判别稳定性的Von Neumann准则可证明:第Ⅰ、Ⅱ类格式及当参数α≤1时的第Ⅲ、Ⅳ类格式都是无条件稳定的,并且当必须的边界条件给定时它们可以显式地进行计算。     

微小水滴撞击深水液池空腔运动的数值模拟及机理研究

为了探究微米级微小水滴撞击深水液池运动中空腔的成长过程与机理,采用自适应网格技术和流体体积方法对撞击速度为2.5–6.5 m/s的微小水滴撞击深水液池的运动进行数值模拟研究,考察不同撞击速度下水滴撞击深水液池后的水体混掺、毛细波传播、空腔变形规律以及气泡截留过程,并深入探究空腔运动的动力学机制.研究结果表明,不同撞击速度下,在忽略毛细波作用、空腔深度h∈（D,h_max）的前提下,空腔深度随时间的成长仍满足t∝h^5/2的关系;液滴撞击产生的空腔形状有U形和半球形两种,前者一般向V形转变,后者空腔底部会变为圆柱形,产生细长射流,并有可能发生气泡截留现象;在撞击速度较低时,低压区首先在空腔侧壁与底部交界处产生,随后在靠近液面以及空腔底部靠近中心区域各产生一个较大的涡环;在撞击速度较高,产生细长射流时,涡环的生成被抑制,低压区首先在波浪底部与侧壁上交界处产生,随后空腔底部变为圆柱状,空腔侧壁首先坍塌形成气泡截留.     

通道中行人-机动车相互作用机理的建模和模拟

本文研究了通道中行人与车辆同向或反向运动时的人车相互作用.车辆运动的描述采用细化的确定性元胞自动机模型,而行人流则采用考虑背景场的格子气模型.车辆及其影响区被视为一种可移动的障碍物,形成动态变化的背景场,可以更好地反映人车之间的相互作用.通过数值模拟得到典型参数下的行人流基本图以及平均车速随行人密度的变化曲线.人车反向时行人流基本图中存在两个临界密度,其间的行人流量-密度曲线呈线性分布,曲线斜率k主要依赖于车辆宽度和行人预判时间,而平均车速近似为k,即反向车辆形成的移动瓶颈和行人拥堵向上游传播的速度是一致的.文中进一步考察了行人预判时间、车辆宽度及限速对人车混合交通流的影响.人车同向时,这三个参数的影响都不明显.人车反向时,当车辆宽度较小,即使在很高密度下,车辆仍可以前行,而更大的行人预判时间也有助于车辆的运动.     

三角翼大迎角非对称旋涡破裂数值模拟

采用由伪时间子迭代格式实现的二阶精度LU SGS方法进行时间推进,并以Jameson中心加人工粘性格式进行空间离散,应用层流假设和Baldwin Lomax(B-L)模式,求解雷诺平均的薄层Navier Stokes(N-S)方程组以模拟细长三角翼大迎角流动.为验证本方法,首先计算了具备实验数据的65°后掠角三角翼大迎角流场,获得令人满意的结果;然后模拟了80°后掠角的细长三角翼,研究其大迎角非对称旋涡破裂特性.     

Focusing properties of a bounded cylindrical field

Numerical solution of motion equations has been used in the non-relativistic limit in order to determine the focussing properties of the cylindrical field between concentric cylinders of radii R₁, R₂ with two boundaries along the Z-axis, for charged particles entering the field parallel to the symmetry axis. The field is a solution of the Laplace equation ²U(R, Z)=0, with the boundary conditions as follows: U(R₁, Z)=U(R, 0)=U(R, L)=0, U(R₂, Z)=V. It was shown that this field can be used for the energy analysis with second order focussing.     

Scaling behavior of the thermopower of the archetypal heavy-fermion metal YbRh2Si2

We reveal and explain the scaling behavior of the thermopower S/T exhibited by the archetypal heavy-fermion (HF) metal YbRh₂Si₂ under the application of magnetic field B at temperature T. We show that the same scaling is demonstrated by different HF compounds such as β-YbAlB₄ and the strongly correlated layered cobalt oxide [BiBa_0.66K_0.36O₂]CoO₂. Using YbRh₂Si₂ as an example, we demonstrate that the scaling behavior of S/T is violated at the antiferromagnetic phase transition, while both the residual resistivity ρ₀ and the density of states, N, experience jumps at the phase transition, causing the thermopower to make two jumps and change its sign. Our elucidation is based on flattening of the single-particle spectrum that profoundly affects ρ₀ and N. To depict the main features of the S/T behavior, we construct a T –B schematic phase diagram of YbRh₂Si₂. Our calculated S/T for the HF compounds are in good agreement with experimental facts and support our observations.     

高阶Adams公式的系数

当k的值不大时(例如k≤4),诸系数γiγi^*,β_kρ,β_kρ^*易于手工计算。但对大的k值(例如k≥5),手工计算已非易事。利用著名的计算机代数软件:REDUCE^[a],我们可以很容易地计算出诸系数γi,γi^*,β_kρ,β_kρ^*。     

基于多弛豫信号补偿的快速磁共振T1ρ散布成像

定量磁共振成像（MRI）可量化组织特性,是科学研究和临床研究的重要工具.旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间（T_1ρ）能反映水与大分子之间的低频交互作用,在3 T及以上的高场环境下,T_1ρ受水和不稳定质子之间化学交换的影响较大,通过测量弛豫率随自旋锁定场强度的变化而得到其分布情况（T_1ρ散布）,可用于分析和量化质子的交换过程,因此T_1ρ散布是一种重要的定量MRI技术.然而,获得不同自旋锁定场强下T_1ρ加权图像的时间过长,限制了其应用范围.针对这一问题,本研究提出一种基于多弛豫信号补偿策略的快速T_1ρ散布成像方法.该方法将不同锁定频率下的T_1ρ加权图像补偿到同一信号强度水平,并结合低秩与稀疏建立重建模型.实验结果表明,该方法在加速倍数高达7倍时仍获得了较好的重建结果.     

Dynamics of spinor Bose–Einstein condensate subject to dissipation

We investigate the internal dynamics of the spinor Bose–Einstein condensates subject to dissipation by solving the Lindblad master equation. It is shown that for the condensates without dissipation its dynamics always evolve along a specific orbital in the phase space of(n_0, θ) and display three kinds of dynamical properties including Josephson-like oscillation, self-trapping-like oscillation, and ‘running phase'. In contrast, the condensates subject to dissipation will not evolve along the specific dynamical orbital. If component-1 and component-(-1) dissipate at different rates, the magnetization m will not conserve and the system transits between different dynamical regions. The dynamical properties can be exhibited in the phase space of(n_0, θ, m).     

In-band M1 and E2 transition rates and collective structures in Ba

Subpicosecond mean lifetimes of eight excited states in ¹²⁸Ba populated via the ⁹⁶Zr(³⁶S,4n) reaction were measured by the Doppler-shift attenuation (DSA) technique using a line-shape analysis. The differential decay-curve method (DDCM) was applied for the lifetime determination. The B(E2) values in the yrast band indicate that the first band-crossing is with a proton S-band. The configuration πh_11/2d_5/2 of the negative-parity semi-decoupled bands is confirmed by the measured B(E2, I → I − 2) and B(M1, I → I − 1) transition strengths. The higher-lying “dipole” band in ¹²⁸Ba can be described as a high-K four-quasiparticle band built on the prolate configuration (πh_11/2d_5/2) (νh_11/2g_7/2).