关于一类Ginzburg-Landau泛函的渐近性态的注记

本文是［１］的继续．仍然讨论 Ｔｈｅｒｍａｌ Ｎｏｉｓｅ 超导模型的 Ｇｉｎｚｂｕｒｓ－Ｌａｎｄａｕ泛函的涡旋的分布机制，推导了重整化（Ｒｅｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ）能，并且证明了涡旋位于此能量的极小点处．     

表示湍流场的一种新设想

本文仿照量子场论中描述基本粒子产生湮灭的方法来描述湍流中涡旋的产生和消灭.因为当某一基本粒子存在的时候,我们可以认为它是一个不变实体,而湍流中涡旋则在时间过程中不断变化和耗散,所以在类比应用量子场论方法时首先要解决怎样的湍流涡旋可认为是同一个涡旋.根据线性化理论的特点,我们认为在时间过程中按相似性规律变化时湍流涡旋才算是同一个涡旋,而把不具有相似性的涡旋出现或消失,看成是方程(2.6)中相互作用项φ_i所引起的湮火和产生的结果.然后,我们采用和量子场论相类似的产生算符和消灭算符来描述湍流涡旋系统所处的状态.最后,我们利用原N-S方程中相互作用项来构成涡旋相互作用的“Schr?dinger”方程以描述其状态的变化.这样就得类似于量子场论的湍流涡旋相互作用理论.     

大小涡旋分开考虑的模式理论

近年来,k-ε模式普遍流行,但它是一种梯度形式的模式理论。由于湍流涡旋的衰减时间极长,在一般的流动问题中,上游产生的大涡旋或附近产生的大涡旋在到达当地时还远远没有衰减掉,因此会对当地的流动产生很大的影响。根据不可逆热力学理论的基本原理,必须准平衡、准定常和小偏离的情形下,才能使用梯度形式的流和力的关系式。一般说来这对大涡旋是并不满足的,所以k-ε模式的应用有着很大的局限性。本文根据湍流的实际情况,把湍流脉动分成大涡旋和小涡旋两个组成部份,并且把大涡旋部份再分成局部产生的和上游流来或扩散过来的两个组成部份,这样就得到了由三个部份组成的湍流模式理论。     

涡旋演化的小波自适应模拟

该文考察了小波自适应方法用于涡旋运动的演化过程．首先,通过两个初边值问题,说明小波方法具有可精度可控和局部结构自动捕捉的能力．然后,计算了涡旋的合并过程,结果表明,小波方法可以准确高效的应用于流动涡旋的演化预测,进而,讨论了小波方法在湍流数值模拟中的应用．     

圆形杂质对裂纹扩展的影响

在单轴拉伸载荷作用下，运用分布位错方法对无限大平面内含有一个裂纹和一个任意方向的杂质问题进行求解，得到了裂纹尖端的应力强度因子、应力场以及应变能密度.利用最小应变能密度因子准则来判断裂纹扩展方向.结果显示:软杂质对裂纹尖端应力强度因子、应变能密度和应力场有增强作用，而硬杂质则具有屏蔽作用.在 -30°<θ<30°范围内，杂质对裂纹扩展方向的影响较小，而在 -90°<θ<-30°或30°<θ<90°范围内，杂质对裂纹扩展方向的影响较大.软杂质对裂纹扩展有吸引作用，而硬杂质具有排斥作用.     

大涡旋的分类和模式理论的封闭*

本文依据前文[1]大小涡旋分开考虑的湍流模式,对局部产生的湍流大涡旋引进了新的几率分布,由此引入了一种新的平均过程和平均值.通过这种平均,我们就可以把局部产生的湍流大涡旋和外来的湍流大涡旋进行严格的区分.然后,再引进适当的辅助条件和根据外来干扰的实际情况确定了外来大涡旋的耗散尺度l_N,使得湍流脉动二阶矩的方程组封闭,同时对前文[1]中的一些扩散系数进行了适当的修改.最后,得到了一个封闭的、能够数值求解的方程组.     

岛屿地形对极地低压和热带气旋发展的线性理论模型和观测资料分析

基于轴对称和热成风平衡系统,研究了柱坐标系中的线性涡旋动力学方程组的初值问题,分析了岛屿地形对极地低压和热带气旋类涡旋的影响,同时分析了感热和潜热,摩擦和地形在极地低压和热带气旋类涡旋的强度和结构演变中的作用.通过对地形影响下的流体运动的径向和法向速度,以及垂直速度和流体运动的不稳定增长率的分析指出,流动和地形的相互作用对极地低压和热带气旋类系统的强度和结构演变起着非常重要的作用. 在岛屿山脉地形的迎风坡上,地形强迫的径向入流气流和垂直上升运动有利于极地低压和热带气旋类涡旋的加强和发展,有利于加强流体的不稳定增长率.但是,在山脉地形的背风侧,地形强迫的径向入流气流和垂直下沉运动,有利于极地低压和热带气旋类涡旋的减弱和消亡,有利于减弱流体的不稳定增长率.同时,基于气象观测资料分析了2003年12月19日发生在日本海上的一次极地低压生消和演变过程,所得到的观测事实和理论分析具有较好的一致性,并在此基础上讨论了极地低压和台风涡旋,斜压背风涡旋和斜压锢囚涡旋的生消机制和演变特征的异同.     

均匀各向同性湍流的涡旋结构的统计理论

湍流运动是自然界和工程技术,如气象、水利、航空、喷气技术、化工、受控热核反应和大气污染等领域中普遍出现的流体运动。几十年来,湍流实验技术有很大进展,但理论研究却遇到很大困难。过去,我们曾提出:必须直接从粘性流体运动方程解得的小轴对称涡旋作为随机地组成均匀各向同性湍流运动的湍流元的统计观点,并分别用相似性条件得出衰变后期的运动解和初期运动的一些结果。但这两种涡旋结构的相似性统一不起来。在文化大革命和批林批孔运动的鼓舞下,根据毛主席“独立自主、自力更生”的教导,我们对过去的统计观点又作了进一步的研究。多年来在实践中反复观察和分析,我们发现作为湍流元的涡旋的结构并不服从简单的相似性规律,它在涡旋衰变过程中产生一种伸缩现象。为此,我们首先提出一个涡旋尺度-涡旋雷诺数关系;其次引进准相似性解的概念,它包括一般相似性作为特例。在小涡旋雷诺数流动情况下,我们计算得到的,包括从衰变初期到后期的整个范围内的湍能衰变规律、湍流微尺度和二元速度关联,都和实验符合得很好。我们还计算了能谱交换函数。     

热源强迫的边界层低涡解及其应用

考虑边界层低涡为受非绝热加热和摩擦强迫并满足热成风平衡的轴对称涡旋系统,采用Boussinesq近似,通过求解柱坐标系中涡旋模式的初值问题,分析了热源强迫对低涡流场结构的影响．结果表明:热源强迫对低涡的流场结构有重要影响,并且这种影响的具体表现形式与加热的径向分布有密切关系．对边界层涡旋解讨论的结果可以解释青藏高原低涡系统的某些重要结构特征．     

磁层顶涡旋诱发撕裂模不稳定性的二维MHD数值模拟研究——饱和后长时间渐近状态

用二维磁流体力学数值模拟方法,研究了磁层顶边界区剪切流涡旋诱发撕裂模不稳定性饱和后的准定常渐近状态。该渐近态由大尺度涡旋及同心磁岛组成,磁涡旋管与涡管重合。管内流线、磁力线和等涡度线接近互相平行,等离子体密度和电流密度近似为常数。管内磁场的法向分量显示出双极特征。这一特征及管内外密度变化均与卫星对FTE的观测特征相符。磁涡旋管的直径¹R_E,也与观测一致。     

三涡旋模式理论中小涡旋的二元和三元速度关联函数和网格湍流的衰变*

在三种涡旋分开考虑的湍流模式[1,2]里,我们用到了小涡旋的二元和三元速度关联函数。本文对小涡旋的二元和三元速度关联函数进行了讨论,并且对它们展开式的头几项中常用到的系数给出了表达式,最后,用它们讨论了网格湍流的衰减问题.计算结果与G.K.Batchelor和A.A.Townsend的实验[3]相符合得很好.     

3维Ginzburg-Landau方程涡旋集的结构

在假定外加磁场|h_(ex)|=o(|lnε|)以及涡旋能量以|lnε|阶爆破的前提下,借助几何测度论工具,分析了三维Ginzburg-Landau超导方程涡旋集的结构．粗略地说,它是由线段构成的一维可求长集合．     

3维Ginzburg-Landau方程涡旋集的结构

在假定外加磁场|hex|=o(|lnε|)以及涡旋能量以|lnε|阶爆破的前提下,借助几何测度论工具,分析了三维Ginzburg-Landau超导方程涡旋集的结构.粗略地说,它是由线段构成的一维可求长集合.     

数理统计方法在降低成纱棉结杂质试验中的应用

本文利用回归分析，测试、分析了成纱棉结杂质随生条棉结杂质的变化规律，发现其与生条棉结杂质存在着正相关关系。并且针对原棉质量差这一无法改变的客观条件，将专业技术与先进的管理方法有机地结合起来，对影响成纱棉结杂质的关键工序一梳棉工序的主要工艺参数进行了优化试验，得出了较为合理的工艺参数匹配。应用于生产取得了良好效果。     

常数速度梯度时均匀湍流的二元速度关联函数

在湍流脉动速度比较小的条件下,本文得到了富氏变换过后脉动速度方程的解.它所代表的涡旋,在平均速度梯度为小量时,化为具有常数平均速度梯度的、组成后期均匀各向同性湍流场的涡旋和组成后期各向异性湍流场的涡旋.利用不同时刻的这种涡旋解,组成定常的有常数平均速度梯度的湍流场,这个湍流场可以近似地表达槽流和管流近中心区域的湍流场.我们求得了这种湍流场的二元速度关联函数,包括纵向的关联系数f(γ/λ)和横向的关联系数g(γ/λ).并且和均匀各向同性湍流实验中的前期和后期的f(γ/λ)和g(γ/λ)进行了比较.并且弄清楚了速度梯度对关联系数f(γ/λ)所产生的影响,最后还得到了雷诺应力和涡旋粘性系数的表达式.     

涡旋成对分布和对二元速度关联函数的影响

本文考虑了涡旋之间相互作用的影响,假定均匀各向同性湍流场是由涡旋对在整个空间等几率分布而成,这样计算出的二元速度关联函数f(γ/λ)在远处略有提高,这个结果是与Bennett和Corrsin的实验结果和其他实验结果相合的。     

青藏高原东南部低涡的初步模拟实验

青藏高原东南部低涡,是中国西南地区的低压天气系统,它的发展和移动常引起下游地区的大暴雨,对中国东部地区影响较大。本文试用流体转盘模拟实验方法研究了青藏高原东南部的低涡,实验表明,青藏高原地形对西风流场有巨大的阻挡与扰动作用,造成高原附近具有显著特征的槽脊系统,在高原西部上空产生反气旋性流场,在高原的东南部尾流中产生气旋性流场。同时,整个高原作为热源,特别是高原东南部对大气的热力作用,和横断山脉的动力摩擦作用,使得高原东南部最容易产生低压涡旋。而高空急流的位置对低涡的移动和发展关系也很密切,涡旋沿急流方向移动,并从急流基本流场中取得能量,使涡旋维持和发展,此外,对从高原西部向东移的涡旋也进行了模拟试验。     

涡旋流动的空间不稳定性分析

本文研究无粘、不可压缩流体的涡旋流动的空间不稳定性,假定扰动波的波数k=k_r+ik_i是一复数,而它的频率ω为一给定的实数。这一假定意味着扰动沿涡旋流动的轴向随距离的增长而增长,但不随时间而增长。这种扰动的产生称之为空间不稳定性;与之相对应的是时间不稳定性,扰动波的波数k为一实数,而频率ω=ω_r+iω_i是一复数。本文的结果表明空间不稳定性分析是全面认识涡旋流动不稳定性的一种有用的工具。     

脉动压力脉动速度变形平均项的表达式

脉动压力脉动速度变形平均项,最初是Rotta[21]改写压力梯度做功项得来的.但是,这项处理起来都很困难,从Rotta开始,以后Launder等人都对这项做过一些假定.本文根据脉动速度所满足的方程解出脉动压力,然后进而求出脉动压力乘上脉动速度变形的平均值,得到了脉动压力脉动速度变形平均项的完整表达式.这个表达式说明了Rotta和Launder等人的有限表达式是有一定道理的.本文所得的完整表达式分为两种情形加以讨论.一种是几种涡旋不分开的情形,另一种是三种涡旋分开考虑的情形.由此,本文为雷诺应力模式和三涡旋模式等湍流模式提供了完整的脉动压力脉动速度变形平均项的表达式.     

温盐双扩散系统对流扩散周期解的线性与非线性稳定性分析

本文对温盐双扩散系统的稳定性问题引入了一种简洁的强非线性自治系统稳定性的分析方法，用摄动理论得到了无穷小运动下线性周期解的单调与振荡分支的存在范围及有限振幅运动下非线性周期解的振荡分支在０＜ｒｓ－ｒｓｃ＜＜１条件下的存在区域及稳定性区域，给出了不同涡旋方向下的稳定性结论．