水平来流对扰动成长和对流周期性的影响

对Pr=0.0272的纯流体在矩形腔体外加水平来流时,进行二维流体力学基本方程组的数值模拟.研究了该纯流体Rayleigh-Benard对流的一维行波斑图的成长及时空的演化.发现对流成长过程可以划分为3个阶段,即对流发展、对流指数成长和周期变化。在对流指数成长阶段对不同相对Rayleigh(瑞利)数Ra_r的最大垂直流速场随时间变化的情况进行分析,获得了最大垂直流速场指数成长阶段的线性成长率γ_m和相对Rayleigh数Ra_r的关系公式.研究了行波周期受水平来流Reynolds(雷诺)数的影响,揭示了行波对流周期性及其对水平来流Reynolds数的依赖性.     

一种新的混合流体对流竖向镜面对称对传波斑图

利用SIMPLE算法对混合流体对流的流体力学基本方程组进行了数值模拟,在混合流体分离比ψ=－0.6和矩形腔体长高比Γ=20的情况下,首次发现了一种新的竖向镜面对称对传波斑图,并初步探讨了它的动力学特性.竖向镜面对称对传波斑图的中心为驻波,随着时间的发展驻波的波长伸长.当波长增加到某个临界值时,一个滚动分裂成两个滚动,在这两个滚动之间产生一个具有180°相位差的新滚动.位于中心线上的滚动只有相位的突变及其波长的压缩或者伸长,没有对流滚动的移动,在它的两侧是向左右传播的对流滚动.驻波两次相位突变形成一个周期,驻波周期随着相对Rayleigh(瑞利)数Ra_r的增加而增加.这种对流结构存在于相对Rayleigh数Ra_r∈(3.6,4.3]的范围.当相对Rayleigh数Ra_r≤3.6时,系统出现具有缺陷的行波斑图;当Ra_r>4.3时系统过渡到行波斑图.说明竖向镜面对称对传波斑图是存在于具有缺陷的行波斑图和行波斑图之间的一种稳定的对流斑图.     

侧向加热腔体中的多圈型对流斑图

基于流体力学方程组的数值模拟,研究了倾角θ=90°时侧向加热的大高宽比腔体中的对流斑图.对于Prandtl数Pr=6.99的流体,在相对Rayleigh数2≤Ra r≤25的范围内,腔体中发生的是单圈型对流斑图.对于Pr=0.0272的流体,取Ra r=13.9,随着计算时间的发展,腔体中由最初的单圈型对流斑图过渡到多圈型对流斑图,这是出现在侧向加热大高宽比腔体中的新型对流斑图.对不同Ra r情况的计算结果表明,Ra r对对流斑图的形成存在明显的影响.当Ra r≤4.4时是单圈型对流滚动;当Ra r=8.9~11.1时是过渡状态;当Ra r≥13.9时是多圈型对流滚动.对流最大振幅和Nusselt数Nu随着相对Rayleigh数的增加而增加.该对流斑图与Pr=6.99时对流斑图的比较说明,对流斑图的形成依赖于Prandtl数.     

倾斜层中的对流斑图及其临界条件

通过二维流体力学基本方程的数值模拟，探讨了Prandtl(普朗特)数Pr=6.99时，倾斜矩形腔体中的对流斑图和斑图转换的临界条件.根据倾角θ和相对Rayleigh(瑞利)数Ra_r的变化，倾斜矩形腔体中的对流斑图可以分为:单滚动圈对流斑图、充满腔体的多滚动圈对流斑图和过渡阶段的多滚动圈对流斑图.当θ一定时，随着Ra_r的减小，系统由充满腔体的多滚动圈对流斑图过渡到单滚动圈对流斑图.这时，对流振幅A和Nusselt(努塞尔)数Nu随着Ra_r的增加而增加.当Ra_r=9时，随着θ的增加，系统由充满腔体的多滚动圈对流斑图过渡到单滚动圈对流斑图，这时对流振幅A随着θ的增加而减小，Nusselt数Nu随着θ的增加而增加.在θ_c-Ra_r平面上对多滚动圈到单滚动圈对流斑图过渡的模拟结果表明， 在Ra_r=2时, 腔体中没有发现多滚动圈对流斑图.在Ra_r为2.5左右时，腔体中出现多滚动圈到单滚动圈对流斑图的过渡.当多滚动圈到单滚动圈对流斑图过渡的临界倾角θ_c<10°时，θ_{c随着Rar的减小而增加.当θc>10°时，θc随着Rar的增加而增加，在Rar≤5时，θc随着Rar的增加而迅速增加；当Rar>5时，θc随着Rar的增加而缓慢增加.θc与Rarθ的关系与Rar类似}     

侧向局部加热对流的周期性

通过流体力学方程组的数值模拟,研究了侧向局部加热条件下Prandtl数Pr=0.0272时流体对流的周期性.结果表明:随着Grashof数Gr的增加,对流按稳态对流、单局部周期对流、双局部周期对流、准周期对流的顺序发展.当Gr<3.6×103时,对流为稳态;在3.6×103相似文献   

趋旋性微生物在幂律流体饱和水平多孔层中的热-生物对流稳定性分析

基于趋旋性微生物和幂律流体模型,研究了在含有非Newton流体饱和多孔介质中生物对流的线性稳定性问题.利用Galerkin数值方法求解了该系统的控制方程,得到生物Rayleigh数的数值解,讨论了非Newton流体的幂律指数对生物对流稳定性在假塑性流体和膨胀性流体间的变化规律.研究结果表明,随着幂律流体的速度增大,幂律指数对生物对流稳定性的影响会发生变化,并且这种变化会受到热Rayleigh数和生物Lewis数的影响.另外,微生物趋旋性特征越明显,生物对流系统就越不稳定,而适当增大非Newton流体的幂律指数则有利于系统的稳定性.     

用SADI方法求解方形空腔中具有高Rayleigh数的非定常自然对流问题

本文用三次样条积分计算了在方形空腔中具有高Rayleigh数Ra=107和Ra=2×107的非定常自然对流问题。二维N-S方程和能量方程是在非均匀网格中用两个交替方向的三次样条公式进行计算的。文中简要讨论了过渡流动的主要特征,所得结果与理论予估值[1,2]吻合很好。Ra=107时的稳态结果与近期文献中的结果一致。     

具有正弦粗糙度的环形微管道中脉冲流动

研究了具有正弦粗糙度的环形微管道中脉冲流动,其中壁面粗糙度用小振幅的正弦波表示,不可压缩粘性脉冲流动由周期振荡的压力梯度驱动,运用摄动展开法求解了柱坐标系下的动量方程,获得了环形微管道内脉冲流动的近似解析速度及其体积流率.在此基础上,研究了相关无量纲参数,如Reynolds(雷诺)数Re、压力梯度振幅A、正弦波状粗糙的小振幅ε、内外半径之比α、相位差β及其波数λ对速度u及平均体积流率Φ_m的影响.结果表明,剖面速度随A的增大而增大,随Re的增大而减小,相位滞后χ随振荡Reynolds数Re的增大而增大.     

一类体积填充趋化模型的斑图生成(英文)

本文讨论一类体积填充趋化模型(*)的不稳定常数平衡解附近的非线性动力学性态.研究表明{Ut=(d1U-χU(1-U/γ)V),(*)Vt=d22V+U-V,对任意给定的一般初始扰动δ,在以lnδ-1为阶的时间段内,该扰动的非线性演化由相应的线性化系统的最快增长模式所控制,并对斑图生成进行定量的刻画.     

一类体积填充趋化模型的斑图生成［英文］

本文讨论一类体积填充趋化模型(*)的不稳定常数平衡解附近的非线性动力学性态.研究表明{Ut=(d1U-χU(1-U/γ)V),(*)Vt=d22V+U-V,对任意给定的一般初始扰动δ,在以lnδ-1为阶的时间段内,该扰动的非线性演化由相应的线性化系统的最快增长模式所控制,并对斑图生成进行定量的刻画.     

过渡Reynolds数下Stokes层的间歇湍流特性

针对典型的过渡Reynolds数Re=495,以壁面的表面粗糙度为激励,用数值模拟的方法研究了Stokes层的间歇湍流特性,分别从壁面平均速度梯度、平均速度剖面以及Reynolds应力等方面进行了分析.发现平均速度剖面在一个周期的大部分相位下并不符合对数律,只有减速阶段的极少数相位处与对数律符合得较好;将Reynolds应力与不可压缩边界层的结果进行了对比,发现两者从分布上很相似,包括峰值大小及位置,但二者在湍流核心区存在较大的差异.以上特性显示出Stokes层过渡阶段间歇湍流的强非平衡性.     

广义Gilson-Pickering方程的分支解

本文利用动力系统方法和奇行波方程理论研究广义Gilson-Pickering方程的动力学行为和行波解.利用软件画出了给定参数条件下系统的相图分支,得到了孤立波解、扭结波解和反扭结波解、不可数无穷多破缺波解、光滑周期波解和非光滑周期尖波解、尖孤子解的存在性.在β≠1,p=2时,对于广义Gilson-Pickering方程不同的参数条件下,给出了保证上述解存在的条件及参数表示.     

不可压Navier-Stokes方程迎风格式及后验误差估计

1引言不可压Navier-Stokes方程作为流体力学的基本方程,其数值计算一直是科学与工程计算关心的问题．本文考虑定常问题: -ε△u (u·▽)u ▽p = f x∈Ω,▽·u=0 x∈Ω, (1) u =0 x∈(?)Ω．这里ε=1／Re是Reynolds数的倒数,u=(u1,u2,…,ud)为待求流速场,p是待求压力场,f=(f1,f2,…,fd)是给定的体力．Ωv(?) Rd(d=2,3)是有界区域,且具有分片Lipschitz连续边界(?)Ω．     

可压混合层流动转捩到湍流的直接数值模拟

采用五阶精度迎风紧致格式和六阶对称紧致格式 ,结合三阶R-K方法求解可压缩三维Navier Stokes方程 ,直接数值模拟了时间发展平面混合层流 .给出了对流Mach数Mc =0 .8,Reynolds数Re=2 0 0时流动从初始扰动为一对相等且相反的斜波开始 ,经过失稳发展形成∧涡、马蹄涡和蘑菇云等拟序结构 ,然后破碎为小尺度、再破碎为更小尺度的涡结构 ,形成以小尺度运动为主导的流动 ,最终达到湍流     

一类具有非线性扩散的趋化模型的非线性不稳定性

本文考虑一类具有非线性扩散的趋化模型在d-维方体T~d=(0,π)~dd=1,2,3)上满足齐次Neumann边值条件时的不稳定正常数平衡解附近的非线性动力学性态.证明了对于任意给定的一般扰动δ,在以ln 1/δ为阶的时间段内,该扰动的非线性演化由相应的线性化模型的有限个固定的最快增长模式所控制.同时,每个初始扰动所产生的作用一定会与其它初始扰动所产生的作用截然不同,这就导致斑图的多样性.     

关于超立方体网络的(d,k)独立数

(d,k)独立数是分析互连网络性能的一个重要参数.对于任意给定的图G和正整数d和k,确定G的(d,k)独立数问题是一个NPC问题.因此,确定一些特殊图的(d,k)独立数显得很重要.本文确定了k维超立方体网络的(d,k)独立数等于2,如果d=k≥4或者d=k-1≥6 以及αd,k-t(Qk)=αd,k(Qk),其中0≤t≤k-2,1≤d≤k-t-1.     

一类稀疏随机图的距离匹配数（英文）

对于任意给定的正整数k,图G的距离匹配数um_k(G)是指任意两条边之间距离大于k的最大边数的集合.令G_(n,p)为经典Erds-Rényi随机图.Kang和Manggala刻画得到了当k≥2,边概率为p=c/n时稀疏Erds-Rényi随机图距离匹配数um_k(G_(n,p))的上界,其中c为足够大的常数.本文第一次利用二阶矩方法获得当k≥2时此类稀疏随机图距离匹配数的下界.     

关于角格点一些猜想的证明

文 [1 ]提出了 4 5个猜想 ,但笔者没有看出其规律 ,因而不能知道被省略的猜想 ,本文将证明文 [1 ]列出的全部猜想 .首先约定 ,本文中的 A,B,C,β,γ分别表示图 1中△ ABC的三个内角及∠ PBC,∠ PCB的度数 .定理 1　在图 1中 ,cot∠ PAB =sin Csin (β γ)sin ( B C) sinγsin ( B -β)- cot( B -β) .证明　在△ ABC,△ PBC中 ,分别运用正弦定理 ,得BCsin ( B C) =ABsin C,BCsin (β γ) =PBsinγ,所以　 AB =BCsin Csin ( B C) ,图 1　 PB =BCsinγsin (β γ) .在△ PAB中 ,再运用正弦定理 ,得ABsin(∠ PA…     

S_5∨C_n的交叉数

利用完全3部图K1,5,n的交叉数的结果,继续对联图Sm∨Cn（m=5）的交叉数进行研究,得到了cr（S5∨Cn）=Z（6,n）＋4「n2」＋3.     

一般箭图偏周期预投射代数的Hilbert级数

设△是一个有限无圈的箭图,引入了由△所决定的偏周期预投射代数,它是一个定义在周期为p的稳定平移箭图Z△/(T~p)上的代数,记为∏_(Q(Δ,p),J).当周期p=1时,偏周期预投射代数就是偏预投射代数.推广了Eting和Eu的方法并得到无圈箭图△所决定的偏周期预投射代数∏_((Q(Δ,p)),J)的Hilbert级数的计算公式.