流体力学中的强迫孤立波

简要讨论了８０年代发现的以先驱孤立波和非传播孤立波为代表的流体力学中的强迫孤立波．介绍了这些孤立波产生的方法、力学模型、控制方程、研究现状及有待解决的问题．      

位移浅水内孤立波

研究两层浅水系统中的内孤立波，该系统由两层常密度不可压缩无黏性水组成。利用Lagrange坐标和Hamilton原理，推导了两层浅水系统的位移浅水内波方程，并进一步导出了两层浅水系统的位移内孤立波解。数值实验表明，位移内孤立波与经典的KdV内孤立波吻合很好，说明Lagrange坐标和Hamilton方法适用于内波分析，可以为构造内波分析的保辛方法提供一种途径。     

数值模拟孤立波通过水下孤立方柱的粘性流动

本文用完整二维Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和ＶＯＦ方法，研究孤立波通过淹没水下孤立直立方柱水域时的波形变化和粘性流场运动。本文对孤立波通过水下 孤立直方柱的情形进行了实例计算。给出了波形随时间的演化图，可以看到反射波、前传波和跟随的振荡型小波列的生成及涡流场的运动演化，并与势流计算结果进行了比较。     

微结构固体中钟型与扭结孤立波的演化

根据Mindlin理论和Murnaghan模型,首先建立了描述耗散、频散及非线性微结构固体中一维纵波传播的一种简单模型.然后利用有限差分方法,数值模拟了微结构效应对钟型与扭结孤立波演化的影响. 结果表明,随着微结构效应的减弱,钟型孤立波的幅度衰减以及非对称特征变得越来越明显;随着微结构效应的增强,扭结孤立波顶部出现的“帽子”状变化以及由此产生的非对称特征变得越来越明显.      

孤立波与孤子

简要介绍了孤立波和孤子研究中的一些关键过程,以及基本方程和研究方法.     

静水槽孤立波的实验研究

本文在静水槽中复现出单孤立波,将实验得到的孤立波的波形和波速与理论值比较,极为接近。同时,考察了孤立波的碰撞行为,它表明了孤立波的粒子性。还验证了孤立波的非线性性质。     

竖直椭圆管内降膜孤立波的实验研究

作者在用摄影法进行坚直椭圆管内降膜波动实验研究时证实,当Re<400时,降膜内确实存在孤立波;R_(?)>400时,存在随机波.降膜中的孤立波是由小扰动发展而成的.实验结果与理论预测的孤立波特性吻合较好.     

二流体系统中界面孤立波的分裂

本文讨论了二流体系统界面上内孤立波的分裂,发现上下层流体密度比对分裂成两个内孤立波的条件没有影响,此时只要孤立波从较深的流体运动到较浅的流体就会发生分裂,但分裂成二个以上孤立波的条件受密度比和上游上下层流体厚度比的影响。     

考虑表面张力的非传播孤立波

本文考虑了表面张力,用多重尺度法导出了与立方 Schrodinger 方程相类似的非传播孤立波的基本方程,得到了非传播孤立波解。用毛细重力波理论解释了非传播孤立波横向谐振中波峰尖、波谷平的原因。在σ～kh 平面上首次给出了可产生非传播孤立波的二个参数区,但现有的实验点都在区域(1)中。     

非传播孤立波和表面张力

讨论关于表面张力的实验与理论分析之间的矛盾．把表面张力的能量当作高阶小量、导出了非传播孤立波的基本方程，得到的解与实验结果相符．