小Grashof数自然对流的近似理论

为了了解空间材料加工与制备过程中的微重力下流体运动的行为,我们提出了小Grashof数自然对流的近似理论。将物理量展开成Gr的级数,可以把Boussinesq近似的流体运动方程化成弱耦合的线性非齐次方程组。在分析过程中,还引进了同固体力学中板的弯曲相比拟的概念。文中还给出了两个例子,详细研究了无限长圆柱或方柱中的二维定常流动(这种流动是由在边界上给定沿水平方向岣线性温度分布引起的)。我们计算了流函数φ,速度场u和温度场T,分析了Grashof数和Prandtl数对流动的影响,得到一些有意义的结果。     

近壁湍流脉动的概率分布函数

采用大涡模拟方法,模拟槽道湍流,获得了不同雷诺数情形下的槽道流大涡模拟数据库．在此基础上,获得了流向和垂向脉动速度的概率分布函数,并运用假设检验,分析了其与正态分布的定量差别．进一步计算了流向和垂向脉动速度的偏斜度、平坦度,讨论了二者在粘性子层、过渡区和对数律区的变化．同时,讨论了粘性子层、过渡区和对数律区流向和垂向脉动速度概率分布函数的特点及其与湍流猝发的高速流下扫和低速流喷发事件的关系．最后,分析了雷诺数对流向、垂向脉动速度分布的影响．     

流体力学中的分形

1 引言统计分布在物理学中有许多十分重要的应用。统计力学就是一例;宏观量如温度和熵是微观层次上随机分布的统计平均。在量子力学中,原子的位置与动量具有统计分布。愈来愈多的事实证明,为了了解各种宏观现象,可能要直接应用统计方法。人们发现微分方程可以有浑沌解,这就说明使用统计方法的必要性。象奇怪吸引子这样的解往往呈现分形行为。重正化群的方法已应用于研究具有突变性质的连续介质问题;例如相变,磁性的突然发生。上述这些解往往具有分形性态的统计分布。      

Effects of bottom topography on the standing waves in circular basins

Standing waves in the cylinder basins with inhomogeneous bottom are considered in this paper. We assume that the inviscid, incompressible fluid is in irrotational undulatory motion. For convenience sake, cylindrical coordinates are chosen. The velocity potentials, the wave profiles and the modified frequencies are determined (to the third order) as power series in terms of the amplitude divided by the wavelength. Axisymmetrical analytical solutions are worked out. When ₁=0,the second order frequency are gained. As an example, we assume that cylinder bottom is an axisymmetrical paraboloid. We find out that the uneven bottom has influences on standing waves. In the end, we go into detail on geometric factors.     

孤立波(下)

6.准一维孤立波一维孤立波(1.2)可以看作是在均匀矩形槽中传播的。因此,研究水槽宽度,深度、截面形状等的变化的效应是很自然的。Peters(1966),Peregrine(1968,1969,1972),Fenton(1973)和Grimshaw(1978)已经考察了非矩形截面槽中的孤立波,这些问题在工程上很重要。还提出了一些尚未解决的课题,本文不作进一步介绍。      

非线性流动稳定性理论

流体的湍流运动普遍存在于大气、海洋、飞行器周围、推进装置和流体机械中,探讨湍流形成的条件和过程是流动稳定性理论的研究对象。早在1843年,Stokes就预见到流体状态转捩的原因是失稳。整整100年前(1883年),Reynolds让液体流入不同口径的圆管,并在对称轴上注入一股纤细的颜色水,以便明显、敏感地观察到湍流的发生。他发现: (1)流速较低时,可以看到层次分明的层流,流速增加到一定程度后,就转变成高度无序的湍流状态;      

振荡边界层研究及其应用

综述了振荡边界展的研究现状,包括:层流边界层,转捩和湍流边界层的理论、数值和实验研究的最新进展．在自然界,最典型的例子是波浪、潮汐作用下的水底边界层．同时讨论了水底边界层的特点及其中物质输送的动力学过程,还给出了实际应用的例子．      

波流非线性相互作用对流场和载荷的影响

提出Stokes波与指数剖面流相互作用的五阶分析理论,所得质点速度与现有实验结果进行了比较,分析了线性叠加方法和近似理论引起的误差。结果表明,波流共存时的流场由纯波、纯流和相互作用项组成,流不仅直接改变了流场,而且通过改变波参数间接影响流场。指数剖面流能合理描述实际情况中的剪切流,由分析理论得到的波流场与实验值符合得很好。线性叠加方法能引起超过40％的结构物极限载荷误差。当取表观周期波、同时对流进行Wheeler伸展,近似理论误差最小。     

植物固沙区土壤水热运移耦合模型研究

根据Ｐｈｉｌｉｐ与Ｖｒｉｅｓ提出的土壤中水热交换的耦合理论，建立了植物固沙区土壤水热运移的耦合模型，考虑了液态水和汽态水运移对温度的变化，分析了植物根系吸水对土壤水热交换的影响，给出了植物蒸腾量、土壤蒸发量、根系汲水率及土壤表面热通量等有关变量的计算公式．利用本模式并采用具有二阶精度的Ｃｒａｎｋ－Ｎｉｃｏｌｓｏｎ格式对非线性扩散方程进行离散，对沙坡头植物固沙区土壤水热交换过程进行了数值模拟，模拟结果和实测值进行了比较，总体上符合较好，证明本模型具有实用价值，可为改造沙漠提供科学依据     

FLOOD ROUTING MODELS IN CONFLUENT AND DIVIDING CHANNELS

By introducing a water depth connecting formula, the hydraulic equations in the dividing channel system were coupled and the relation of discharge distribution between the branches of the dividing channels can be yielded. In this manner, a numerical model for the confluent channels was established to study the variation of backwater effects with the parameters in the channel junction. The meeting of flood peaks in the mainstream and tributary can be analyzed with this model. The flood peak meeting is found to be a major factor for the extremely high water level in the mainstream during the 1998 Yangtze River flood. Subsequently the variations of discharge distribution and water level with channel parameters between each branch in this system were studied as well. As a result, flood evolution caused by Jingjiang River shortcut and sediment deposition in the entrance of dividing channels of the Yangtze River may be qualitatively elucidated. It is suggested to be an effective measure for flood mitigation to enhance regulation capability of reservoirs available upstream of the tributaries and harness branch entrance channels.