超音速边界层中二维扰动的演化及小激波的产生

通过直接数值模拟的方法,对二维超音速边界层中扰动的演化进行了研究．以某一剖面作为入口,加入T-S波,研究小扰动波逐渐增长的演化过程．发现了扰动非线性演化的特征．探讨了二种判断激波存在的方法,证实了超音速边界层中当扰动达到一定的幅值时会有小激波出现．为建立可压缩流稳定性非线性理论提供一定的依据．     

管道内激波的不稳定性

本文将无限大激波阵面的激波不稳定性理论[1]推广到矩形截面管道内的激波不稳定性问题.首先,给出这个问题的数学提法,包括扰动方程与三类边界条件.其次,给出扰动方程的普遍解.上游和下游的普遍解分别含有5个待定常数.再次,在一类边界条件和一个假定下,证明了激波前扰动为0,激波后两个声扰动之一为0.边界条件是,X→±∞处扰动物理量为0.假定只讨论激波不稳定性问题,从而可先设ω=iγ,γ是不稳定性增长率,为正实数.另一类边界条件是管壁上法向速度扰动为0,它使波数只能取一组离散值.最后,用扰动激波上的5个守恒方程这一边界条件来决定激波后4个待定常数和扰动激波振幅这个未知量时,导出了色散关系.结果表明,正实数γ确是存在.不稳定激波有两种模式,一种模式为γ=-W·k(W<0)它代表激波的绝对不稳定性,是新得到的模式.另一种模式与过去工作中给出的[2,3]大体相同.本文则进一步给出了这种模式的激波不稳定性增长率,并指出j2((?V/?P)_H=1+2M为最不稳定点(即无量纲化的不稳定性增长率Г=∞).如果不假定ω是纯虚数,而是复数,其虚部为正实数Im(ω)≥0.本文也严格证明了其不稳定性判据仍有两种模式,ω仍为纯虚数.     

波前为运动气流的激波-激波扰动关系式

本文首先把Whitham的波前为静止均匀气体的激波-激波扰动关系推广到波前为静止非均匀气体的情况,然后在此基础上导出波前为运动气流条件下的激波-激波扰动关系的三维矢量表达式,进而给出二维和轴对称条件下的表达式.至此,加上Chester,Whitham以及作者的工作,波前为运动气流的激波动力学方程组的完整体系已基本建立.     

Burgers激波解的稳定性

本文探讨了在无究小扰动下Burgers激波解的稳定性,证明Burgers方程激波解在李亚普诺夫意义下是渐近稳定的.     

超声速边界层中小幅值T-S波的数值研究

对来流马赫数Ma_∞=45的平板边界层中,幅值A分别为来流速度的0.01,0.001,0.0001倍的扰动波传播的物理过程进行了直接数值模拟。计算采用NND格式。模拟中发现即使扰动幅值尚小时,流场中即已出现小激波。     

超音速尖锥边界层中扰动演化特征的数值研究

采用高精度紧致格式, 对超音速尖锥边界层中二维扰动的空间演化, 进行了直接数值模拟．结果表明,虽然尖锥边界层流动存在一定的锥面法向速度,但小扰动的幅值及相位的演化都与由平行流假设得到的线性理论结果吻合．还研究了有限幅值扰动的演化,给出了其演化规律．并在扰动幅值增长到一定值时,发现了小激波．     

一维可压粘性气体粘性激波的渐近稳定性

本文讨论一维粘性热传导多方气体粘性激波的渐近稳定性,如果初始扰动以及δ=|u+-u-|适当的小,则解在最大模的意义下趋于粘性激波.     

一维可压粘性气体粘性激波的渐近稳定性

本文讨论一维粘性热传导多方气体粘性激波的渐近稳定性,如果初始扰动以及δ=|u+-u-|适当的小,则解在最大模的意义下趋于粘性激波.     

一维粘性守恒律初边值问题粘性激波解的渐近稳定性

本文考虑一维可压缩Navier-Stokes方程有关初边值问题粘性激波解的渐近稳定性,通过L2-能量估计,证明了在小扰动情况下,粘性激波是稳定的.     

一维活塞问题激波解的整体存在性

本文用改进的Glimm格式的方法,研究一维活塞问题当活塞的运动速度是一个常数的扰动时含有激波的弱解的存在性.对波的相互作用以及扰动波在主激波和活塞上的反射作出了精确的估计,在对主激波的强度不加限制的情况下证明了激波解的整体存在性.     

一维活塞问题激波解的整体存在性

本文用改进的Glimm格式的方法,研究一维活塞问题当活塞的运动速度是一个常数的扰动时含有激波的弱解的存在性.对波的相互作用以及扰动波在主激波和活塞上的反射作出了精确的估计,在对主激波的强度不加限制的情况下证明了激波解的整体存在性.     

一维粘性守恒律初边值问题粘性激波解的渐近稳定性

本文考虑一维可压缩Navier-Stokes方程有关初边值问题粘性激波解的渐近稳定性,通过L~2-能量估计,证明了在小扰动情况下,粘性激波是稳定的。     

弱斜激波的稳定性

讨论平面斜激波对固壁扰动的稳定性. 通过对沿光滑固壁的定常超音速流的激波生成、激波整体构造以及解的渐近性态的分析, 得到了含弱平面斜激波的广义解的稳定性,它可以作为熵条件的补充用于选取物理上合理的广义解.     

扰动色谱方程黎曼解的极限-delta激波的行成和转换

本文主要讨论扰动色谱方程delta激波解的行成和转换,并讨论上述方程的黎曼问题.当扰动参数趋于零时,通过研究黎曼解的极限,我们可以观察到如下两个重要现象:激波和接触间断重合行成delta激波,一类激波(一个变量含有delta函数).     

相对论欧拉方程组一维活塞问题经典间断解的整体存在性

利用一阶拟线性方程组Cauchy问题及自由边值问题的经典解理论,通过引入Riemann不变量将方程组对角化,证明了当活塞的运动速度及气体的初始状态均为常数的小扰动时,相对论欧拉方程组的一维活塞问题的整体经典间断解存在唯一,且其解与未扰动情况下的解只相差小的扰动,激波速度与匀速情况下的激波速度也很接近,同样也不会出现真空.同时,还给出了解的一阶偏导数在t趋于无穷大时的衰减估计.     

非线性扰动耦合Schrdinger系统激波的近似解法

研究了一类非线性扰动耦合Schrdinger系统.利用精确解与近似解相关联的特殊技巧,首先讨论了对应典型的耦合系统,利用投射法得到了精确的激波行波解.再利用近似方法得到了扰动耦合Schrdinger系统的行波渐近解.     

一种改进的Roe格式及其稳定性分析

低耗散的激波捕捉方法,包括流行的Roe格式,在计算多维强激波问题时会遭遇激波不稳定现象的困扰,这会严重影响格式对于高超声速流动问题的精确模拟.对Roe格式进行小扰动分析,结果表明:激波面纵向所有物理量的扰动均会衰减,而横向的密度扰动和剪切速度扰动不会衰减.在横向数值通量上增加与熵波和剪切波相对应的黏性来抑制Roe格式不稳定现象的发生.为了防止不合适的黏性影响格式对于接触间断和剪切层的分辨率,定义两个开关函数,使得黏性仅仅添加在激波层亚声速区的横向数值通量上.数值测试的结果表明:改进的Roe格式不仅保留了原始Roe格式高分辨率的优点,而且具有更好的鲁棒性,消除了激波不稳定现象.     

激波管中动态相变的数值研究

用松弛模型研究了范德瓦流体中的激波管问题．当松弛参数趋于0时模型存在一个确定的黎曼解．在数值方面推导了松弛格式（relaxing）和完全松弛格式（relaxed）．在一维问题中,对于不同的剖面,数值模拟显示结果趋向于黎曼解,在理论上和数值上研究了参数的影响．对于特定的初始激波剖面,观察到了非经典的反射波．在二维问题中,研究了曲面波前的数值演化,得到一些有趣的波斑图．     

Burgers方程的激波解与激波位置(英文)

讨论了Burgers方程激波解和位置的转移 .认为 :对该类方程 ,当边值发生微小变化时 ,不仅激波解发生变化 ,而且激波位置将发生较大的变化 ,甚至从内层移到边界 .其激波解也会发生相应的变化 .     

圆管Poiseuille流动中平均速度的一种修正剖面及其稳定性研究

本文给出了圆管Poiseuille流动中Hagen-Poiseuille速度剖面的一种修正剖面.这种剖面可看作是轴对称扰动各谐波分量非线性相互作用对平均流影响的一般体现.通过对这种速度剖面的稳定性研究,本文首次得到轴对称扰动造成失稳的结果,提出了Hagen-Poiseuille流动一种新的产生失稳的可能途径.