关于二相流、多相流、多流体模型和非牛顿流等概念的探讨

本文分析了单相流、二相流和多相流等概念上的差异,也分析了单流体模型、双流体模型和多流体模型等概念上的差异,指出前面三种概念是按流动介质的客观物理构成划分的,而后者是按主观采用的研究方法划分的．目前这些概念在使用中存在一些混乱,如二相流与多相流,多相流与多流体模型等．本文还研究了扩散模型、非牛顿流模型和颗粒流模型等,指出前两种模型在分类上属于单流体模型,分析了非牛顿流模型、扩散模型和双（多）流体模型的特点和应用范围,最后,以泥石流为例讨论了以上概念的应用．      

湍流扩散多相流

湍流扩散多相流在许多工程和环境科学实际应用中十分常见.流体相中的湍流和扩散相的随机本质使得湍流扩散多相流中遇到的问题远比单一流体中遇到的湍流现象复杂得多.首先评述了湍流扩散多相流研究中实验技术和数值计算方面的现状、各自的优点与局限性,以及该领域研究中未来面临的挑战.主要关注湍流扩散多相流研究中以下3方面重点内容:颗粒、液滴和气泡的选择性聚积;湍流对流体相和扩散相耦合作用的影响以及颗粒物和气泡的存在对流体相中湍流的调节机制.     

胀流型流体狭缝流流动增强现象研究

用激光多普勒测速法(LDV)测量了一种胀流型流体——107 胶溶液的狭缝流的速度剖面和近壁速度。在对 Poiseuille’s 流的公式作有关侧壁影响的修正后,将 LDV 的测量结果和总体参量测量结果结合,分析了该流动的增强的迹象和数量。表明用 LDV 详细研究流动增强现象是可行的。     

圆形月池流激振荡实验研究

采用基于经验模态分解(EMD)的本征模态函数(IMF)分析方法和对比研究的实验方 法,实验研究了圆形月池在均匀流条件下的流激振荡特性. 通过实验研究发现,尽管腔内的 流体在不同来流的条件下运动趋势有所不同,但归纳起来对于月池结构,其内部存在两类振 荡源,一类是腔内流体的固有振荡,该频率与腔体结构形式、尺寸、腔内流体深度有关,与 来流无关;另一类则是流体流经腔口时产生的流体动力振荡,该频率与来流特性、速度有关. 当二者频率相近时将会激起腔内流体的共振,即会有``活塞(piston)'现象产生. 实验中,还在腔体侧壁上布置了压力传感器,用来分析腔体侧壁受到的流体压力特性及 其变化趋势.     

两相临界流

由于两相临界流在压水反应堆安全分析中的重要性，在过去的４０年内，两相临界流一直是一个活跃的分支学科。本文对压水堆失水事故常用的两相临界流均匀平衡模型、滑移模型、考虑相间热力学非平衡效应的简化模型及两流体模型做了综述。结论是到目前为止，没有一个数学模型能准确预测各种参数范围、各种通道形状的临界流量。特定的模型只能适用于特定的情况。本文对非平衡两相流中汽泡成核、汽泡生长、相界面间质量、动量、能量交换的机理给予了更多的关注。     

基于Circular模型的大剪应变率点接触弹流界面滑移数值分析

采用Circular流变模型,将假定的流体的极限剪应力特性模型拟合入Reynolds方程,编写Fortran语言程序,数值模拟界面滑移效应.计算从弹流润滑(EHL)延展到动压润滑(HL)区域.随着速度增加,摩擦系数曲线出现反常波动,表现为两个异常拐点.在中、高速度下,模拟获得的接触轮廓等值线图中观测到入口凹陷及中心区下凸.进一步讨论了载荷、速度、综合弹性模量、滑滚比等因素对滑移的影响.界面滑移效应被认为是产生反常接触轮廓和摩擦力波动的主因,与试验结果互为验证.     

超高压撞击流技术下制备破壁灵芝孢子的机理研究

在本研究的前期工作中,超高压超临界撞击流方法制备破壁灵芝孢子取得成功.为了进一步提高破壁率,本文研究了灵芝孢子在超高压撞击流下的破壁机理.从灵芝孢子粉破壁的过程出发,结合灵芝孢子粉的结构,分析了孢子在原料罐中及刚出喷嘴时孢壁的受力分析,超高压超临界流体气爆时孢壁的受力分析,以及孢子撞击靶板时的受力分析.分析结果表明:孢子在原料罐中承受超高压,产生开裂的起裂源.经过卸压气爆和超高速撞击,使得灵芝孢子破壁.研究结论可为工艺参数的优化提供重要依据.     

数值模拟界面流方法进展

用数值模拟方法研究界面流,对于工程设计和理论分析复杂流动都是非常重要的.单纯用现有的高分辨格式无法清晰定出流体界面,故此对界面必须进行特殊的处理,例如界面跟踪(front tracking)方法．本文对界面流的各种数值模拟方法进行了综述．这些方法包括锋面跟踪法、移动网格法、基於粒子法、边界积方法、连续对流格式、体积跟踪方法和水平集的方法．我们着重介绍了现阶段处理流体界面问题使用较多的方法:体积跟踪方法和水平集方法．同时我们也对各种方法的优缺点作了评述.      

干扰剪切流动(ISF)和边界层流动及ISF理论在计算流体力学(CFD)中的应用

简述作者提出的干扰剪切流动(ISF)理论、近壁复杂ISF理论、推论和它们在CFD中的应用.ISF是小黏性流体运动中普遍存在的一种基本流动,如驻点流、近壁黏性-无黏干扰流动,干扰可忽略时ISF的黏性部分为熟知的边界层流动.ISF理论揭示了高$Re$数流动计算的最佳坐标系和最佳网格生成.由近壁复杂ISF理论与流体运动方程组及流速在壁面无滑移条件相结合导出一组壁面相容(SC)判据,该判据提供了利用CFD仿真结果判断CFD仿真可信度的理论途径、并为近壁网格、算法和边界处理的改进和三者的更好协调、为湍流模型的评估、改进和发展提供了一种理论途径.      

来流脉动对自激振荡脉冲流的影响

基于瞬变流和流体网络理论建立了由往复柱塞泵,管路和自激振荡呀嘴组成的装置系统的数学模型,分析了泵源脉动对自激振荡脉冲射流振荡特性的影响,表明当来流脉动频率小于或等于嘴嘴装置的固有频率时,能提高射流的振荡,冲蚀效果,理论分析与实验结果吻合,其结论对合理设计自激振荡射流喷嘴有一定的指导意义。     

层流射流流动的简化Navier-Stokes方程(SNSE)解

本文利用十一种简化 Navier-Stokes 方程(SNSE) 求解已知Navier-Stokes(NS)方程准确解的层射流流动,表明:多数SNSE~([1-6])的解与NS方程的准确解不一致;少数SNSE~([7,8])的解与NS方程的准确解一致,文中在射流的喉部和拐点位置,给出几种SNSE解与准确解的相对偏差,并把粘性及惯性诸项加以定量比较,强调指出:按照边界层理论量级分析为Re~(1/2)和Re~1量级的惯性项以及Re~(-1/2)量级的粘性项具有重要影响;据此从力学角度论证了简化 NS 方程时,保留全部惯性项和合理取舍粘性项的必要性。     

纵观国际核聚变进展探讨中国核聚变发展的道路

纵观了国际核聚变发展的历史过程,认为托卡马克要成为工程可靠、经济上有竞争能力的一代商用能源,尚有待时日．但作为聚变中子源驱动次临界装置（聚变－裂变混合堆）可解决上述在聚变商用化以前大规模发展核裂变能的四个重要问题（生产核燃料、处理核废料、生产氛及处理军用钚）;保持技术发展的连续性．这种系统由于是次临界的,因而是被动的固有安全的,而且可做到深燃耗或高效率,可以成为我国大规模、可持续发展核能的重要方式,也是推动永久清洁能源─—聚变能发展的重要台阶．本文对国民经济发展过程中的能源需求作了预测,分析了国内外核聚变研究成果现状和发展趋势,对中国的聚变能源战略和历史机遇（经济、技术体系、地位）作了讨论,介绍了聚变－裂变混合堆并提出了发展聚变－裂变混合堆的总体设想、研究内容和预期目标．      

万有引力场中陀螺体的混沌运动

研究万有引力场中沿圆轨道运行的非对称陀螺体的姿态运动,引入Ｄｅｐｒｉｔ正则变量建立系统的Ｈａｍｉｌｔｏｎ结构,利用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法证明在万有引力短作用的昆体产生混沌运动的可能性。对Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面的数值计算表明提高陀螺体的转子转速可对混沌起抑制作用。     

PLASTIC FLOW IN THE EXTRUSION OF RIBS ON FLAT PLATES

本文考虑从一块平板上压制出平行筋条的塑性流动问题,这里是把它当作一个理想刚塑性的平面应变问题来处理的.文中假设下压平板和平板之间是足够粗糙的,因而没有相对滑动.而在上压板和平板之间,则考虑了两个情形:即摩擦系数μ=0及μ≥0.175的情形;前者相当于完全光滑的压板,而后者相当于完全粗糙的压板,也就是没有相对滑动的情形.在不同的h/d比值下(h为平板厚度,2d为筋条宽度),都找出了滑移线状的圆形和它们所对应的速度圆及应力圆.文中指出这些解都是满足应力和应变条件的完全解.根据这些解可以求出在上压板上的压力分布和不同收缩比时的平均压力.文中把这些结果和众所周知的反挤情形加以比较,后者相当于本文的一个极端情形.事实上,可以说本文考虑了在反挤时底面的影响.苏联学者依留幸(Ильюшин)最近提出了一个近似方法,他的结果也和本文的正确解作了比较,证明当收缩比很大的时候,他的近似解是相当精确的.最后还将变形分布的情形,用方格的变形表示出来,这使我们能一目了然.     

大气非线性与湍流过程中动力学复杂性的研究与进展

通过实验数学方法、元胞自动机模型（并行算法与实际过程的模拟）、大型转盘模拟实验以及计算机数值模拟（用串行算法模拟时间演化的长期行为）来研究大气系统非线性过程与湍流过程中出现的混沌随时间演化的宏观特性、气溶胶粒子凝聚增长机制,湍流的拟序结构,系统状态在临界点的突变和多重平衡态以及台风的孤立子拓扑性质,促进学科新概念新方法的相互交叉与渗透,从分析、综合上升到整体研究（ＩｎｔｅｇｒａｔｉｖｅＳｔｕｄｙ）,在非线性动力学层次上认识大气系统复杂性的本质,这些都是大气科学领域中当前迅速发展的前沿课题,具有重要的科学意义和实际应用价值。      

大气运动非线性稳定性研究中的能量-Casimir方法

介绍使用能量－Ｃａｓｉｍｉｒ方法（Ａｒｎｏｌ＇ｄ方法）研究大气与海洋运动非线性稳定性所取得的若干新进展，建立了适用于有限振幅、任意空间结构扰动的非线性稳定性判据．用初始状态给出了扰动场在任意时刻的上界与下界估计，提供了关于扰动变化性态的有关信息．对该领域理论研究与应用的深化与发展问题也作了讨论．     

西德预报和防护瓦斯-煤突出技术进展

综述了西德预报和防护瓦斯-煤突出的技术进展,包括:对瓦斯-煤突出的认测量技术和预报方法的改进;有关防护的措施。      

加权残数法中试函数选择问题的探讨

本文应用泛函分析和复变函数逼近论的方法初步探讨了加权残数法中试函数选择的原则,并对完备性进行了较深入的讨论.在此基础上,针对组合结构问题,提出了“基因子”概念,并推演出了一些“基因子”及其试函数的一般组构形式.最后,以四边固支矩形加筋板为例,进行了比较计算,取得了积极的效果.     

大气运动非线性稳定性研究中的能量-Casimir方法

介绍使用能量－Ｃａｓｉｍｉｒ方法（Ａｒｎｏｌ＇ｄ方法）研究大气与海洋运动非线性稳定性所取得的若干新进展,建立了适用于有限振幅、任意空间结构扰动的非线性稳定性判据．用初始状态给出了扰动场在任意时刻的上界与下界估计,提供了关于扰动变化性态的有关信息．对该领域理论研究与应用的深化与发展问题也作了讨论．      

宝鸡市狄家坡滑坡稳定性研究

宝鸡市狄家坡斜坡是一个古滑坡。在调查滑坡区水文地质和工程地质条件的前提下, 本文描述了滑坡的形态与物质结构、滑坡表层的变形破坏特征及其影响因素, 探讨了古滑坡的发生机制。引用可以任意条分块体的Sarma方法, 研究了该滑坡在自然、地震、饱水和三者同时存在共四种状态下的稳定性, 并进行了斜坡表层黄土坡体的稳定性对于地下水位上升的敏感性分析。基本结论是, 狄家坡滑坡在整体上是稳定的, 其表层的黄土坡体在地下水位上升时会发生失稳破坏。最后, 提出了进行滑坡防治的工程对策。