稳定分层湍流中逆梯度输运的关联分析研究

本文采用关联分析方法研究了稳定温度分层湍流中的结构特性、输运特性，以及热量、动量逆梯度输运现象的尺度效应及其参数演化．首先采用大涡模拟方法对稳定分层湍流中的结构特性和输运特性进行了分析，将逆梯度输运发生的时间尺度作为已知条件，结合关联量分析方法在波数空间中的解析解，对逆梯度输运现象的尺度效应进行了分析研究．结果发现，稳定分层强度较大的流动中发生垂向热量及动量逆梯度输运现象，发生的结构尺度与关联分析所发现垂向热量、动量逆梯度输运的波数形成了呼应．随着分层强度增加，热量、动量的输运强度均受抑制，与逆梯度输运关联的流场结构尺度减小，同样的效应也发生在流场结构向下游演化的过程中．     

A CALCULATION METHOD FOR FULLY DEVELOPED FLOWS IN CURVED RECTANGULAR TUBES

I.IntroductionacestudyofviscousnowincurvedtubesisoffundamentalinterestinfluidmechanicssincetheDean'spioneerwork(1928)l']oncurvedpipes.Therearenumerousapplications,whichincludetheflowsthroughturbomachinery,aircraftintakes,diffusersandheatexchangersetc.Itwa…     

Longitudinal and transverse structure functions in decaying nearly homogeneous and isotropic turbulence

Streamwise evolution of longitudinal and transverse velocity structure functions in a decaying homogeneous and nearly isotropic turbulence is reported for Reynolds numbers Reλ up to 720. First, two theoretical relations between longitudinal and transverse structure functions are examined in the light of recently derived relations and the results show that the low-order transverse structure functions can be well approximated by longitudinal ones within the sub-inertial range. Reconstruction of fourth-order transverse structure functions with a recently proposed relation by Grauer et al. is comparatively less valid than the relation already proposed by Antonia et al. Secondly, extended self-similarity methods are used to measure the scaling exponents up to order eight and the streamwise evolution of scaling exponents is explored. The scaling exponents of longitudinal structure functions are, at first location, close to Zybin’s model, and at the fourth location, close to She–Leveque model. No obvious trend is found for the streamwise evolution of longitudinal scaling exponents, whereas, on the contrary, transverse scaling exponents become slightly smaller with the development of a steamwise direction. Finally, the stremwise variation of the order-dependent isotropy ratio indicates the turbulence at the last location is closer to isotropic than the other three locations.     

Krylov subspace projection method and its application on oil reservoir simulation

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ,ｌｅａｄｔｏｔｈｅｔａｓｋｏｆｓｏｌｖｉｎｇａｓｙｓｔｅｍｏｆｌｉｎｅａｒｅｑｕａｔｉｏｎｓＡｘ=ｆ,(1)ｗｈｅｒｅＡｉｓａｎｎ×ｎ,ｒｅａｌ,ｌａｒｇｅｓｐａｒｓｅ,ｎｏｎ＿ＳＰＤｍａｔｒｉｘ.Ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｍｏｓｔｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｌｖｅｒｗｈｅｎｎｉｓｓｍａｌｌ.Ｈｏｗｅｖｅｒ…     

湍流逆梯度输运的理论与实验研究

湍流中存在的动量、标量的逆梯度输运是当前湍流研究中一个十分重要的方向,它具有深刻的理论意义和重要的实用背景．本文从实验、理论两方面综述了湍流逆梯度输运的研究成果,并指出了一些值得今后进一步研究的方向．     

充分发展槽道湍流的小波数值分析

数值计算了高斯子波变换Navier Stokes(N S)方程后得到的积分方程.在利用高斯子波得到的以弯曲度为基本量的无穷域中N S方程的基础上,得到了有界区域内的以弯曲度为基本量的N S方程.将此N S方程看作一个特殊的扩散方程,将压力项与对流项看作是源项,得到一个积分方程.利用特征线法对该方程求解,得到通解.并将所得结果运用于对称槽道湍流和非对称槽道湍流的研究中.将计算与实验所得的平均量与实验结果进行了对比.     

湍流相干结构机理研究(Ⅲ)——湍流拟序结构的统计及动力模型及其对传热影响研究

在文献［１］、［２］的启发下，本文建立一个零压梯度下，考虑局部产生以及外来扰动涡旋的壁湍流边界层大涡拟序结构的统计及动力学模型·在此基础上对充分发展的宽明渠流动中壁面附近的热扩散进行了数值模拟，建立了边界层拟序脉动速度和温度的数据库，发现了与速度快慢条相对应的高低温流条及其随时间在展向的摆动·数值模拟结果与前人的计算和实验结果吻合很好·     

充分发展管流计算中的一种方法

本文结合摄动法、伽辽金法和有限差分法求解小曲率及小Dean数情形下充分发展的弯曲矩形管中的二次流流函数ψ、轴向速度w，该方法避免了直接求解N－S方程的巨大工作量，也克服了通常流函数法中构造高阶差分的困难．小曲率、小Dean数情形针对不同宽高比的计算结果与前人的计算与实验结果对比表明，该方法是成功的．     

基于数据驱动的流场控制方程的稀疏识别

利用有限数据建立系统的非线性动力学模型是具有挑战性的重要课题. 数据驱动的稀疏识别方法是近年来发展的从数据识别动力系统控制方程的有效方法. 本文基于数据驱动稀疏识别方法对不同流场的控制方程进行了识别. 采用非线性动力学偏微分方程函数识别(partial differential equations functional identification of nonlinear dynamics, PDE-FIND)方法和最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator, LASSO)方法对二维圆柱绕流、顶盖驱动方腔流、Rayleigh-Bénard (RB)对流和三维槽道湍流的控制方程进行了识别. 在稀疏识别过程中, 采用直接数值模拟得到的流场数据来计算过完备候选库中的每一项, 候选库中变量最高保留到二次, 变量导数最高保留到二阶, 非线性项最高保留到四阶. 结果发现PDE-FIND方法和LASSO方法对于不含有非线性项的控制方程, 如涡量输运方程、热输运方程和连续性方程, 都能准确识别. 对于含有强非线性项的控制方程, 如Navier-Stokes方程的识别, PDE-FIND方法正确地识别出了控制方程及流场的Rayleigh数和Reynolds数, 而LASSO方法识别结果不正确, 这是因为候选库中的项之间存在分组效应, LASSO方法通常只取分组中的一项. 本文还发现选择流动结构丰富的区域的数据进行控制方程的稀疏识别可以提高识别的准确性.      

从大学的理念谈力学本科人才培养

21世纪信息技术、微纳米技术和生物技术等新兴领域的高速发展给力学专业的人才培养带来了机遇与挑战。本文简单介绍了高等教育的基本理念与发展及其在中国的演变。通过分析现阶段社会发展的需求和力学发展的趋势,阐述了力学本科的培养目标应该是具有宽广的人文素养和深厚的专业知识的创新型人才。本文结合上海大学二十余年来理论与应用力学本科人才培养的实际情况,对实现这一目标提出了几点参考建议。