考虑挡板间水动力相互作用影响的矩形TLD水箱阻尼比分析

利用能量耗散原理,推导了底部安装有多块垂直挡板和左右侧壁对称安装有多组水平挡板的矩形TLD水箱在正弦激励荷载下的线性阻尼比估算公式.通过引入速度势函数修正因子考虑了挡板间水动力相互作用的影响,对矩形水箱的阻尼比计算公式进行了修正.将考虑挡板间水动力相互作用影响与否得到的矩形水箱阻尼比计算结果与振动台试验结果进行了对比分析.研究结果表明,挡板间距较小时,挡板间的水动力相互作用对水箱的阻尼比影响较明显,不能忽视,而考虑此因素进行修正后得到的阻尼比与试验值较吻合,具有更高估算精度.     

基于MPS-FEM耦合方法对比研究刚性与弹性挡板对液舱晃荡的抑制作用

由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的变化具有强非线性特征,对研究人员带来较大挑战.考虑到Lagrange类方法在处理结构和流体自由面大变形问题上的优势,基于MPS-FEM耦合方法开发了流固耦合求解器.其中,采用MPS方法来数值模拟流体场瞬态变化,FEM方法来分析结构场的变形问题.此外,该求解器采用了弱耦合的方式来实现流体场和结构场之间的数据传递.为了验证该方法在处理流固耦合问题上的可靠性,首先数值研究了溃坝泄洪流与弹性挡板之间的流固耦合标准算例,数值结果与实验标准结果能够较好地吻合.此后,采用该求解器数值研究了带刚性挡板和弹性挡板的液舱晃荡问题,对比分析了多种激励频率下两种挡板对液舱内流体运动及舱壁上冲击压力的抑制效果.     

基于MPS-FEM耦合方法对比研究刚性与弹性挡板对液舱晃荡的抑制作用（英文）

由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的变化具有强非线性特征,对研究人员带来较大挑战.考虑到Lagrange类方法在处理结构和流体自由面大变形问题上的优势,基于MPS-FEM耦合方法开发了流固耦合求解器.其中,采用MPS方法来数值模拟流体场瞬态变化,FEM方法来分析结构场的变形问题.此外,该求解器采用了弱耦合的方式来实现流体场和结构场之间的数据传递.为了验证该方法在处理流固耦合问题上的可靠性,首先数值研究了溃坝泄洪流与弹性挡板之间的流固耦合标准算例,数值结果与实验标准结果能够较好地吻合.此后,采用该求解器数值研究了带刚性挡板和弹性挡板的液舱晃荡问题,对比分析了多种激励频率下两种挡板对液舱内流体运动及舱壁上冲击压力的抑制效果.     

基于有限分析法的平面铅垂壁羽流的相似解

应用计及浮力对湍动能及其耗散率的影响的k-epsilon湍流模式,结合有限分析法对密度差引起的平面铅垂紊动壁羽流进行了数值分析．在均匀环境条件下控制该类流动的连续性方程、流动方向的动量方程、浓度扩散方程、湍动能及其耗散率方程存在相似解．考虑到浮力通量守恒条件,应用有限分析法给出了铅直壁羽流的速度、相对密度差、湍动能及耗散率的分布,进而给出了各物理量最大值沿主流方向变化的关系式．湍流Schmidt数为1.0时的计算结果与实验资料吻合较好,表明应用有限分析法分析铅垂平面羽流是有效的,即在分析壁羽流时浮力对湍动能及其耗散率的影响应该予以考虑．     

剪切变形下非晶态高聚物的力学行为

基于非平衡态热力学理论，提出了一个适用于不可压材料的新的热粘弹性本构模型．该模型将橡胶弹性理论中的非高斯分子网络模型推广到计及粘性和热效应的情形．通过引入一组二阶张量形式的内变量，建议了一个新的Helmholtz自由能表达式，从而可以用来合理描述内变量的演化规律．根据以上模型，重点研究了热粘弹性材料在简单剪切变形下的力学行为，考察了由于分子链取向分布的变化而产生的“粘性耗散诱导”各向异性，讨论了应变率效应和由于粘性耗散而导致的热软化效应对剪应力的影响．理论预测结果与G’Sell等人的实验数据的定性比较表明了新的本构模型的有效性。     

一个关于流动能量耗散率的minimax变分原理

流动耗散率是湍流理论的核心概念之一．Doering-Constantin变分原理刻画了流动耗散率的上确界(最大值)．在该文的研究中,首先基于优化理论的视角,Doering-Constantin的变分原理被改写为一个不可压缩剪切流耗散率的minimax型的变分原理．其次,博弈论中的Kakutani minimax定理给出该变分原理中minimizing和maximizing计算过程可交换的一个充分条件．这个结果不仅从一个新的角度揭示了谱约束的内涵,也为Doering-Constantin变分原理和Howard-Busse统计理论的等价性从博弈论的角度提供了理论基础．     

非均质Euler-Bernoulli梁的非线性耗散边界反馈镇定

讨论具有非线性耗散边界反馈的非均质Euler-Bernoulli梁的镇定问题．首先利用非线性半群理论和能量摄动方法，证明了文中所给出的非线性耗散边界反馈控制可以镇定闭环系统的能量，并导出了闭环系统的能量的衰减速度．     

耗散Zakharov方程组柯西问题的指数吸引子

文［１］中证明了耗散Ｚａｋｈａｒｏｖ方程组的最大吸引子的存在性．该文采用算子分解技术和构造犎２×犎１×犔２（犚）中渐进紧不变集的方法,得到了一维无界区域上耗散Ｚａｋｈａｒｏｖ方程组柯西问题的指数吸引子．     

具有对数势能的Cahn-Hilliard方程的有限元算法

本文我们提出了具有对数势能的Cahn-Hilliard方程,在空间上采用混合有限元方法进行离散,时间上采用Crank-Nicolson格式.运用正则性,将对数势能函数F(u)的定义域的范围由(?1,1)扩展到(?∞,∞).证明该方法是能量耗散的,并计算误差估计,最后通过数值算例对理论部分进行验证.结果表明,理论与数值算例相一致.     

SPH方法中的Riemann解与人工粘性

本文描述了光滑粒子动力学方法的人工粘性和Riemann解方法,分析了Godunov方法与传统人工粘性方法的耗散项．给定一种人工粘性,总可以找到一种相应的Riemann解法器,使得它们的耗散项在形式上几乎相同．本文利用各种近似Riemann解构造了相应的新的人工粘性．这些新的粘性,无需人工调节粘性系数．本文完成了多个数值试验,比较了使用传统人工粘性方法与Riemann解方法的不同．采用新的人工粘性,辅助热通量粘性,可以获得令人满意的计算结果．     

推广的β平面近似下带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程及其孤立波解

在推广的β平面近似下,从包含耗散和外源的准地转位涡方程出发,利用Gardner-Morikawa变换和弱非线性摄动展开法,推导出带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程去刻画非线性Rossby波振幅的演变和发展.利用修正的Jacobi椭圆函数展开法,得到Boussinesq方程的周期波解和孤立波解,从解的结构分析了推广的β效应、切变基本流、外源和耗散是影响非线性Rossby波的重要因素.     

Reflection and Refraction of Solitons by the KdV–Burgers Equation in Nonhomogeneous Dissipative Media

We study the behavior of the soliton that encounters a barrier with dissipation while moving in a nondissipative medium. We use the Korteweg–de Vries–Burgers equation to model this situation. The modeling includes the case of a finite dissipative layer similar to a wave passing through air–glass–air and also a wave passing from a nondissipative layer into a dissipative layer (similar to light passing from air to water). The dissipation predictably reduces the soliton amplitude/velocity. Other effects also occur in the case of a finite barrier in the soliton path: after the wave leaves the dissipative barrier, it retains the soliton form, but a reflection wave arises as small and quasiharmonic oscillations (a breather). The breather propagates faster than the soliton passing through the barrier.     

强非线性广义 Boussinesq 方程孤波解的波形分析及求解

上海理工大学理学院\quad 上海 200093该文建立了强非线性广义 Boussinesq 方程的耗散项、波速、渐进值与波形函数的导数之间的关系.利用适当变换和待定假设方法,作者求出了上述广义 Boussinesq 方程的扭状或钟状孤波解,还求出了以前文献中未曾提到过的余弦函数的周期波解.进一步给出了波速对波形影响的结论,即:``好'广义 Boussinesq 方程的行波当波速由小变大时,波形由钟状孤波变成余弦函数周期波解;``坏'广义 Boussinesq 方程的行波当波速由小变大时,波形由余弦函数周期波解变成钟状孤波.     

平面P波在弹性介质和非饱和多孔弹性介质分界面上的传播

使用线性粘滞的多孔弹性介质模型,解决在弹性介质和非饱和多孔弹性介质分界面上平面P波的反射与透射问题,这里的非饱和多孔介质中固体骨架被两种相互耦合的流体（液体和气体）所充满．通过势函数的方法得到了振幅反射系数与振幅透射系数．然后推导得到入射波与反射波、透射波之间能量转换情况．研究发现:用振幅比和能量比所表示的反射系数与透射系数是与入射角度、饱和度、入射频率以及上下层介质的弹性常数有关的方程式．数值计算通过图形的形式表达出来,而且入射角度、频率及饱和度对振幅和能量的反射与透射系数的影响分别进行了讨论．证明了在整个波的传播过程中分界处并没有发生能量的耗散．     

特征化积分格式的设计及其在浅水波问题中的应用

本文介绍一种简单而又行之有效的顺风型格式——特征化积分格式的设计方法及应用技术,用这种方法设计的顺风型格式不受方程有型性的限制,容易推广,又能比较灵活地调节数值耗散性,使之适用不同的间断解的要求.本文利用这种方法作了非线性水波在岸上的变形、破碎过程的数值模拟.结果表明方法稳定、有效;同时作了二维溃坝灾害的数值模拟,表明方法向多维推广的简单、可行性.     

多级透水板消波的一个特解

本文对无限长常水深平底渠道中一小振幅入射波经由多个间隔相等、透水性能一致的细孔透水板的反射和透射进行了研究,得到了相邻两板间距l为入射波半波长的倍数时的一个特解.结果表明,当无量纲的孔隙影响参数G₀等于透水板个数的一半时消波效果最佳,入射波能量的50%能被消掉.此时反射波与透射波的振幅相等.     

Zero dissipation limit to rarefaction wave with vacuum for the one-dimensional non-isentropic micropolar equations

The zero dissipation limit of the one-dimensional non-isentropic micropolar equations is studied in this paper. If the given rarefaction wave which connects to vacuum at one side, a sequence of solution to the micropolar equations can be constructed which converge to the above rarefaction wave with vacuum as the viscosity and the heat conduction coefficient tend to zero. Moreover, the uniform convergence rate is obtained. The key point in our analysis is how to control the degeneracies in the vacuum region in the zero dissipation limit process.     

有限变形弹性杆中的几何非线性波

利用有限变形理论的Lagrange描述,借助非保守系统的Hamilton型变分原理,导出了描述弹性杆中几何非线性波的波动方程．为了使非线性波动方程有稳定的行波解,计及了粘性效应引入的耗散和横向惯性效应导致的几何弥散．运用多重尺度法将非线性波动方程简化为KdV-Bergers方程,这个方程在相平面上对应着异宿鞍-焦轨道,其解为振荡孤波解．如果略去粘性效应或横向惯性,方程将分别退化为KdV方程或Bergers方程,由此得到孤波解或冲击波解,它们在相平面上对应着同宿轨道或异宿轨道．     

Blow-up of solutions of wave equation with a nonlinear boundary condition and interior focusing source of variable order of growth

In this paper, being investigated an initial-boundary value problem for a one-dimensional wave equation with a nonlinear source of variable order and nonlinear dissipation at the boundary. The existence of a local solution of the problem under consideration is proved. Then the question of the absence of global solutions is investigated. Depending on the relationship between the order of growth of the nonlinear source and the nonlinear boundary dissipation, different results are obtained on the blow-up of weak solutions in a finite time interval.     

An Estimate of the Rate of Entropy Dissipation of High Resolution MUSCL Type Godunov Schemes

In this paper, following the paper [7], we analyze the "sharp" estimate of the rate of entropy dissipation of the fully discrete MUSCL type Godunov schemes by the general compact theory introduced by Coquel-LeFloch [1, 2], and find: because of small viscosity of the above schemes, in the vicinity of shock wave, the estimate of the above schemes is more easily obtained, but for rarefaction wave, we must impose a "sharp" condition on limiter function in order to keep its entropy dissipation and its convergence.