非饱和土壤水一维水平运动方程的拟解析解及其验证

本文讨论了土壤一维不饱和水平流方程的解析解问题，文中首先根据土壤水扩散率Ｄ与土壤含水量θ之间的经验关系，对原土壤水一维不饱和流方程作变量代换，将方程变为易于求解的形式，然后采用变量分离的方法并结合Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ变换法进行求解，从而得出了解析表达式。     

分离变量法在变系数(2+1)维方程求解中的应用

分离变量法是求解具有局域相干结构解的有效解析方法.考虑到传播介质的非均匀性和边界的不一致性,变系数(2+1)色散长波方程可以实际地描述宽广的河道或有限深的远海中非线性波的传播.解析研究了变系数(2+1)维色散长波方程.通过分离变量法,得到了该方程组的具有丰富结构的分离变量解.     

Poiseuille流的谱问题

对Poiseuille流问题的Orr-Sommerfeld方程严格求解.得到的正规解不含外来奇点.从而谱方程可作解析的显式分析.本文结果可以进一步讨论分岔解.     

流面上的Navier-Stokes方程及其维数分裂方法

该文首先提出了流面和流层的概念,然后推导出了半测地坐标系下流层内的三维NS (Navier-Stokes)方程,以及流面上的二维NS方程.通过引入流面上的流函数,得到了流函数方程的非线性初边值问题,并讨论了方程解的存在性和唯一性.基于以上讨论,提出了求解三维NS方程的维数分裂方法, 并给出了算例.     

波动方程柯西问题的新解法

通过分离变量法，将偏微分方程的定解问题化为常微分方程的定解问题，从而可解一维、二维波动方程柯西问题，该方法可以推广到求解高维波动方程柯西问题。     

复合材料力学的Hamilton体系和辛几何方法(Ⅰ)——一般原理*

首次把用于动态体系的Hamilton系统引入到静力学中,建立了与原控制方程相对应的Hami-lton方程,可以对全状态向量分离变量,求出解析解和半解析解,特别适合于求解矩形域平面问题和柱形域空间问题.本文建立了一种求解偏微分方程的新方法,并对复合材料力学中的层合板的弯曲和平面应力问题的求解做了详细说明.     

拟流函数法——叶轮机械内三维流动分析问题和设计问题的一种求解方法

本文从动量方程的特点出发并满足连续方程,引入了两个拟流函数.每个拟流函数的主方程均只包含其自身的二阶偏导数,而不包含另一个拟流函数的二阶偏导数.这样,完全的三维解便可通过两个拟流函数主方程的分别单独求解和它们之间的相互迭代来获得.文中给出了在任意非正交坐标系中拟流函数的主方程和相应的边界条件.对叶轮机械内部三维气动分析问题和设计问题的求解进行了讨论和计算,并与解析解、其他数值解法做了比较.结果表明:这种拟流函数方法计算准确而简便,易于得到收敛结果,是求解三维无粘流动的好方法.     

二维瞬态热传导问题的无单元Galerkin法分析

采用无单元Galerkin(element-free Galerkin,EFG)法求解具有混合边界条件的二维瞬态热传导问题.首先采用二阶向后微分公式离散热传导方程的时间变量,将该问题转化为与时间无关的混合边值问题;然后采用罚函数法处理Dirichlet边界条件,建立了二维瞬态热传导问题的无单元Galerkin法;最后基于移动最小二乘近似的误差结果,详细推导了无单元Galerkin法求解二维瞬态热传导问题的误差估计公式.给出的数值算例表明计算结果与解析解或已有数值解吻合较好,该方法具有较高的计算精度和较好的收敛性.     

解定解问题的新途径

<正> 对于线性偏微分方程的Cauchy问题、半无界问题、混合问题等,一般介绍积分变换法、分离变量法等求解方法,但随着方程的阶数、维数的增高,求解过程也越来越繁杂。本文先建立Cauchy问题解析解的求解公式,并由此得到一条求解上述定解问题的新途径,算子级数法。     

广义(2+1)维Hirota-Satsuma-Ito方程的分岔理论与动力学分析

主要研究了广义(2+1)维的Hirota-Satsuma-Ito(HSI)方程行波解的分岔及其动力学行为.基于行波变换,文章推导出(2+1)维广义HSI方程对应的平面动力系统.通过对平面动力系统参数不同取值的讨论,确定系统的奇点的个数和类型,得到了动力系统的轨线图.根据系统分岔情况,求解了广义的(2+1)维HSI方程相对应动力系统的不同轨线所有行波解的解析表达式,并作图展示了三类孤立波—bell型孤立波,暗孤立波和线周期波的具体性状.     

锥壳的位移解及应用*

本文提出求锥壳方程通解的另一种方法——位移法.文中根据文献[1]给出的壳体基本关系,导出锥壳一般弯曲问题的位移方程组,然后通过引入一个位移函数U(s,θ)(在极限情况下,就变为对于圆柱壳所引入的位移函数),从而将锥壳基本方程组化成关于位移函数U(s,θ)的8阶可解偏微分方程(控制微分方程).对于一般弯曲问题,该方程的一般解以广义超几何函数给出;对于轴对称弯曲问题,用Bessel函数给出其一般解.作为锥壳位移解法的应用,讨论了Winkler地基模式上的锥壳的轴对称弯曲问题,给出数值结果.     

一类带约束的二维弱奇异积分方程的解*

本文找出二维弱奇异第一类积分方程作用着约束方程的解p.p=p(r,θ)={2/[π2k(φ₀]}√F(r,θ)-c_*(0≤r≤r_*)其中是(s,φ)原点在M(r,θ)的局部极坐标,(r,θ)是原点在O(0,0)的总体极坐标:k和F是给出的连续函数;φ₀是一常数;F(_*,θ)=c_*(常数)是研究域Q的边界围线。所用方法可推广到三维情形。     

具有凸缘加劲肋圆孔的应力分析

本文讨论无限平面内具有凸缘加劲肋圆孔的应力分析问题。所谓凸缘加劲肋系指孔周用型钢或其他形状的构件加劲,进行应力分析时难以将其视为板的一部分来处理的加劲肋。文中讨论了两种荷载情形:一为薄板在无限远点处应力σ_X(∞),σ_Y(∞)及τ_XY(∞)的作用;另一为薄板受线性应力的作用。分析方法是:将加劲肋视为圆形杆件,把加劲肋与薄板间相互作用之径向力q₀(θ)及切向力t₀(θ)表示成三角级数,分别求出加劲肋轴线之位移与具有圆孔薄板孔周之位移,利用加劲肋与薄板孔周变形一致的变形协调条件,确定径向力q₀(θ)及切向力t₀(θ),从而得到加劲肋及薄板之位移和内力的算式。     

柔长结构气固耦合的线性与非线性气动力理论

针对柔性结构与风在三方向相互作用的特点,在合理的结构节段力学模型的基础上,建立了新的气动力模型,即三分力系数C_i=C_i(β(t),θ),(#em/em#=D,L,M)不仅是瞬时攻角的函数,而且也是转速的函数,并依据“片条理论”与改进的“准静态理论”,提出了推导结构节段模型与风相互作用的线性与非线性气动力项的方法,从而将土木工程中柔性结构与风的相互作用的线性与非线性理论集中到一个模型中.对于线性气动力部分,给出了与经典气动力公式中相对应的颤振导数的半解析表达式.对于非线性气动力部分,给出了扭转气动耦合的非线性气动力表达式,并给出了Tacoma大桥扭转非线性运动的控制方程,其形式与结果与V.F.B-m的相吻合.     

土壤水流与溶质耦合运移问题的混合元-迎风广义差分法研究

本文研究了一维非饱和土壤水流与溶质耦合运移问题的数学模型, 建立了求其数值解的守恒混合元-迎风广义差分格式. 对非线性土壤水分入渗方程, 采用守恒混合元法进行离散模拟, 同时得到了土壤含水量和水分通量; 而对对流-扩散形式的溶质运移方程, 利用迎风的广义差分法离散求解. 且分析了解的存在唯一性, 并讨论了误差估计. 最后给出数值算例, 模拟结果表明利用本文格式来求解非饱和土壤水流与溶质耦合运移问题是可靠的, 且该格式具有稳定性和可实用性.     

定荷载和双面排水条件下非饱和土一维固结的解析解

基于多孔介质弹性理论,结合粒间吸应力表示的有效应力原理,建立了非饱和土固结的耦合偏微分控制方程.考虑一维问题,采用Laplace积分变换,得到了定荷载和双面排水条件下非饱和土固结的解析解答.通过数值算例,分析了土体饱和度对超孔隙水压力、有效应力以及土层沉降的影响规律.结果表明,土体的初始饱和度越高,则孔隙水压力消散得越快,有效应力增加越快.     

Lipschitz局部强增殖算子的非线性方程的解的迭代构造

本文研究p一致光滑Banach空间X中Ishikawa迭代法.设T:X→K是Lipschitz局部强增殖算子,方程T_x=f的解集sol(T)非空.我们证明了sol(T)是一个单点集且Ishikawa序列强收敛到方程T_x=f的唯一解.另行,当T是从X的非空凸子集K到X的Lipschitz局部伪压缩映像且T的不动点集F(T)非空时,我们证明了F(T)是一个单点集且Ishikawa序列强收敛到T的唯一不动点.我们的结果改进和推广了[4]与[5]的结果.     

Uncertainty analysis of transport of water and pesticide in an unsaturated layered soil profile using fuzzy set theory

Incomplete information is notoriously common in planning soil and groundwater remediation. For making decisions groundwater flow and transport models are commonly used. However, uncertainty in prediction arises due to imprecise information on flow and transport parameters like saturated/unsaturated hydraulic conductivity, water retention curve parameters, precipitation and evapo-transpiration rates as well as factors governing the fate of pollutant in soil like dispersion, diffusion, degradation and chemical transformation. Different methods exist for quantifying uncertainty, e.g. first and second order Taylor’s Series and Monte-Carlo method. In this paper, a methodology based on fuzzy set theory is presented to express imprecision of input data, in terms of fuzzy number, to quantify the uncertainty in prediction. The application of the fuzzy set theory is demonstrated through pesticide (endosulfan) transport in an unsaturated layered soil profile. The governing partial differential equation along with fuzzy inputs, results in a non-linear optimization problem. The solution gives complete membership functions for flow (suction head) and pesticide concentration in soil column.     

Stability of the analytic and numerical solutions for impulsive differential equations

This paper deals with the stability analysis of the analytic and numerical solutions of impulsive differential equations. In particular, the linear equation with variable coefficients and the nonlinear equation are considered. The stability conditions of the analytic solutions of these impulsive differential equations and the numerical solutions of the θ-methods are obtained. Finally, some numerical experiments are given.     

Excess pore water pressure due to ground surface erosion

The Laplace transform is applied to solve the groundwater flow equation with a boundary that is initially fixed but that starts to move at a constant rate after some fixed time. This problem arises in the study of pore water pressures due to erosional unloading where the aquifer lies underneath an unsaturated zone. We derive an analytic solution and examine the predicted pressure profiles and boundary fluxes. We calculate the negative pore water pressure in the aquifer induced by the initial erosion of the unsaturated zone and subsequent erosion of the aquifer.