三维涡流场分析的A,φ-Ω法*

本文在分析了不同规范下三维涡流问题的场域方程、界面连续条件后指出:在涡流区采用矢量磁位A,标量电位φ及库仑规范.A=0,在非导电区采用标量磁位Ω的求解策略较为合理,并给出了这一方法(A,φ-Ω法)的全部场域方程、边界条件、界面连续条件和相应的泛函.     

基于改进集的集值Ekeland变分原理

Ekeland变分原理在最优化理论及应用研究中具有十分重要的作用.利用非线性标量化函数及相应的非凸分离定理建立了基于改进集的集值Ekeland变分原理.新的Ekeland变分原理包含了一些经典的Ekeland变分原理作为其特例.     

有限理性与集值向量拟变分不等式的良定性

利用非线性标量化技巧定义了集值向量拟变分不等式的有限理性模型,接着通过这个模型引入了集值向量拟变分不等式的强良定性概念,这种良定性统一了集值向量拟变分不等式的Levitin-Polyak良定性与Hadamard良定性,最后进一步给出了集值向量拟变分不等式的强良定性的充分条件与度量刻画.     

一类锥约束变分不等式问题的最优性条件

利用像空间分析法,本文研究了带锥约束的变分不等式的最优性条件.利用Gerstewitz非线性标量化函数,给出了三个非线性弱分离函数、两个非线性正则弱分离函数和一个非线性强分离函数.然后,利用此分离函数,得到了带锥约束的变分不等式的弱或强的最优性条件.     

纳米超顺磁体的磁热熵效应 *

采用经典及量子理论对纳米超顺磁体系的磁热熵效应进行了较详细的分析计算.结果表明:存在一最佳纳米粒径尺寸,此时超顺磁体系的磁热熵变取得最大值.在一定纳米尺度范围内,超顺磁体系的磁热效应及磁熵变将超过常规顺磁体系的磁热效应及磁熵变.上述理论分析计算结果在纳米Gd-Y合金实验中得到证实.     

集值型两个函数的极小极大定理

极小极大定理是非线性分析研究的重要内容.它已广泛应用于博弈论,数量经济学,最优化理论,变分不等式,微分方程,不动点理论等许多领域.利用非线性标量化函数得到新的集值型的两个函数的极小极大定理.     

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

向量似变分不等式解的存在性及解集的稳定性

本文首先得到一类广义向量似变分不等式问题的解的存在性定理,然后利用usco映射的性质,讨论广义向量似变分不等式的解集的通有稳定性,得到大多数(在Baire分类意义下)广义向量似变分不等式问题的解集是稳定的;另外还引入广义向量似变分不等式解集的本质连通区的概念,并证明了满足一定连续性、凸性条件的广义向量似变分不等式的解集至少存在一个本质连通区.     

弹性厚板的分区广义变分原理

本文提出弹性厚板分区广义变分原理,其要点如下:1.各分区可任意定为势能区或余能区.分区势能、分区余能、分区混合变分原理是它的三种特殊形式.2.每个分区中独立变分变量的个数可任意规定.每个分区可定为单类变量区、二类变量区或三类变量区.3.每个交界线上的位移和力的连接条件可以放宽.这个原理为非协调元的厚板有限元法提供理论基础.各种厚板有限元模型可看作这个原理的特殊应用.特别是弹性厚板分区混合变分原理的提出为分区混合有限元法应用于厚板问题打下了基础.     

用变分方法求解大变形对称弹性力学问题

文中以经典力学的数学理论和陈氏定理为基础,用变分的方法求解大变形对称弹性力学问题,得出了以瞬时位形为基准的位能广义变分原理和余能广义变分原理,以及两个变分原理的等价性;此外,还给出了以瞬时位形为基准的动力学问题的广义变分原理.     

基于变系数模型的自适应分位回归方法

提出了变系数模型条件分位估计的一种新方法.变系数模型已经成为经济学、流行病学、纵向数据和医学领域处理高维数据的有力工具.该模型有助于探测数据的动态特征、降低模型偏差、避免高维灾难,同时便于解释.尽管关于变系数模型条件均值的估计已经有很多文章,但关于变系数模型条件分位的估计方面的文章相对较少.文中提出了一种有效的适应性分位回归方法来诊断出齐性邻域,进行局部自适应窗宽选择和局部线性逼近,同时给出了估计量的风险界和最优窗宽的自动选择准则.模拟研究说明了所提出估计方法的效果.     

磁场作用功能梯度壳体磁弹耦合动力学模型

针对电磁场环境中金属-陶瓷功能梯度圆柱壳体结构，基于物理中面下的几何关系和Hooke定律，确定了圆柱薄壳体的非线性本构关系.根据Kirchhoff-Love弹性理论，给出了非均质弹性壳体的变形应变能、动能及其变分运算式.基于电磁弹性理论，得出了电磁场作用下磁性功能梯度壳体所受涡流Lorentz力和磁化力模型.应用Hamilton广义变分原理，建立功能梯度薄壳体的磁弹性耦合非线性振动方程组，得出了描述功能梯度结构的具有变形场与电磁场耦合特征的动力学理论模型.通过对磁场中功能梯度壳体固有振动问题的举例分析，得到了壳体振动特征方程和固有频率变化规律，表明磁场和材料体积分数指数的增大能够使频率值减小，而在周向波数影响曲线中出现频率最小值的情形.研究方法可为多场耦合系统理论建模及动力学分析提供参考.     

饱和多孔介质耦合系统的变分原理

本文采用变积方法,建立了等温准静态下饱和多孔介质的六类变量的广义变分原理.在此基础上,通过引入约束条件得到各级变分原理,其中包括五类变量,四类变量,三类变量和二类变量的变分原理.除得到文献中已有的变分原理外,本文给出了许多新的变分原理,为建立饱和多孔介质的有限元模型提供了基础.     

电磁场问题的建模与计算

三维电磁学涡流问题在大型变压器构件的铁损计算和磁通量模拟中具有重要应用.变压器中的取向硅钢片是多尺度结构且大小尺度之比达到10~6,对大型电磁设备直接求解三维非线性Maxwell方程组非常困难且不现实.本文分别基于磁矢位和磁场,对拟稳态Maxwell方程组提出两个宏观均匀化模型;建立均匀化模型的适定性;并且证明当硅钢片厚度趋于零时,微观问题的解在H(curl,?)中弱收敛且在L~2(?)中强收敛到宏观问题的解.另外还提出一个模拟硅钢片内三维涡流分布的新数学模型,该模型去掉了硅钢片的外覆绝缘漆,将系统大小尺度之比减小了3个数量级,从而可以直接模拟硅钢片结构的三维涡流分布.针对时变非线性涡流问题,本文建立新数学模型解的适定性理论;并且证明,当绝缘漆膜厚度趋于零时,新模型的解强收敛于原问题的精确解.通过对国际计算电磁学会公开基准问题TEAM Workshop Problem 21~c-M1进行数值模拟,验证了均匀化模型和新涡流模型的正确性和有效性.     

不同角度Y型狭窄血管血液流动的数值模拟

根据粘性不可压Navier-Stokes方程,建立Y型分又血管中血液流动的数学模型,进而采用有限元方法研究不同分又角Y型血管动脉狭窄位置对血液流动的影响,得到了不同角度不同狭窄位置和无狭窄病变时的数值模拟结果,主要给出了各种情况下血液流动的流线图和压力图.一方面,观察流线图可知,血液流经狭窄区域时,出现流动分离,并在一定区域产生涡流,且随着狭窄位置不同,涡流位置和涡流区域面积也随之不同;另一方面,从计算的压力图中可以看到当血液流过狭窄区域时,压力发生迅速变化,且相同分叉角度下狭窄位置不同,狭窄区域压力不同;狭窄位置相同时,不同分叉角度的血管分又区域压力也有差别.     

一类旋转磁对流系统振幅方程的双波前解的存在性和稳定性分析

研究了旋转磁对流系统的振幅方程的一类稳态解的存在性和稳定性问题,得出了振幅方程的双波前解的存在性定理及相容性条件,通过变分特征化方法证明了方程解的不稳定性.     

扰动广义向量变分不等式解的半连续性

本文通过标量化的方法在Hausdorff拓扑向量空间中讨论了扰动广义向量变分不等式解的下半连续性.     

求解粘弹性圆管内流体波动的杂交有限元方法

本文提出了一个求解粘弹性管内流体流动的变分原理.采用特征函数展开式与有限单元法相结合的杂交方法,求解内区的速度场及外区波的反射、透射系数.作为一个算例,计算了轴对称血栓对简谐振荡流动的影响.     

铁磁体磁弹性相互作用的广义变分原理与理论模型 *

定量分析发现:目前对三维弹性体所建立的各类理论模型均不能同时模拟铁磁介质磁弹性相互作用的两类基本实验现象 .进而导致模拟复杂形状结构 ,如壳体的磁弹性力学行为陷入困境 .这样 ,对三维铁磁弹性介质建立能统一描述已有两类典型实验现象的理论模型就成为模拟复杂形状结构磁弹性相互作用力学特征的关键 .从三维铁磁体磁弹性耦合系统的总能量泛函变分原理出发 ,建立了能同时模拟已有铁磁板磁弹性相互作用两类典型实验现象的三维可磁化弹性体的理论模型 .结果表明 :对于各向同性线性铁磁体 ,除了得到与由经典磁偶极子物理模型导出的宏观电磁力计算式一致的作用在铁磁介质上的磁体力外 ,还得到了作用在可磁化介质表面的边界面分布磁力 ,其值为两侧磁介质Faraday磁应力在表面处的跳变值 .这是各经典模型 ,如磁偶极子模型和公理化模型等所没有的 .     

湍流动量、标量及能量的逆梯度输运模型

运用单影响函数的双尺度直接相互作用原理(简称TSDIA)研究了湍流中广泛存在的动量、标量、能量的逆梯度输运现象,得到了可定性描述动量、标量及能量逆输运的模型表达式.然后运用惯性子区的理论对所得结果进行了简化,在计算中对标量与动量采用了不同的时间尺度,同时仅引入了动量的低波数截断k_m.所得结果对于低阶的情形与前人的结果一致.最后利用所得结果分析了非对称槽道流与圆柱尾流中出现的动量、被动标量及湍能的逆梯度输运现象.