关于带电导体球间的相互作用力

本文在电象法的基础上，将空间两带电导体球间的相互作用力表示为级数的形式，并就一些重要的特殊情况进行了讨论。     

线电流与无限长磁介质圆柱系统的磁矢势的计算及讨论

用镜象电流法和分离变量法计算了线电流与无限长磁介质圆柱系统的磁矢势,指出线电流与无限大磁介质分界平面、线电流与超导体圆柱、均匀外磁场中有磁介质圆柱系统时的磁矢势都可以由线电流与磁介质圆柱系统的磁矢势的极限情形给出.     

均匀磁场中匀速运动的长直圆柱壳场分布的研究

在柱坐标系中用分离变量法计算了位于均匀磁场中匀速运动的长直圆柱壳内外的电场和磁场的分布情况,讨论了运动的长直圆柱壳对外场的屏蔽作用的影响因素.     

均匀外电场中无限长介质圆柱壳的场分布的计算和讨论

用圆柱坐标系中的分离变量法计算了位于均匀外电场中的无限长介质圆柱壳各区域的电势和电场,由计算结果分析了无限长介质圆柱壳对外电场的屏蔽效果,并指出均匀外电场中的无限长导体圆柱壳、无限长介质圆柱体、无限长导体圆柱及无限大均匀电介质中开有一无限长的圆柱形空腔的电势和电场都可以由均匀电场中的无限长介质圆柱壳电势及电场给出.     

三种柱面形静电场问题的探讨

运用复变函数、保角变换等理论，把分离圆柱面形、偏心圆柱面形和偏轴椭圆柱面形变换成横截面为平行板，并计算出它们的电容、电势和电场强度等静电场问题．     

基于转捩模型及声比拟方法的高精度圆柱分离涡/涡致噪声模拟

基于七阶加权紧致非线性格式(WCNS-E8T7),结合延迟分离涡模拟(DDES)和Ffowcs WilliamsHawkings声比拟方法,对亚临界雷诺数下单圆柱、圆柱-翼型的分离涡/涡致噪声问题进行了数值模拟.针对亚临界雷诺数下圆柱尾迹中的转捩问题,发展了基于γ-Reθ模型高精度转捩-延迟分离涡模拟(Tran-DDES)方法,并与传统基于全湍流剪切应力输运(SST)模型的高精度DDES方法进行了对比.单圆柱模拟结果表明:传统SST-DDES方法会造成平均流场的回流区增大,压差阻力偏小等问题;而添加转捩模型的Tran-DDES方法与实验符合得很好.圆柱尾迹中添加翼型后,翼型对圆柱附近流场产生影响,使SST-DDES方法造成的圆柱后回流区偏大的问题减弱,并与Tran-DDES模拟结果差异变小.但在脉动量预测以及脉动产生的噪声预测方面, Tran-DDES方法仍与实验符合得更好.     

圆柱绕流问题的初期流动数值模拟

本文继Zheng-huan Teng[1]中介绍的解Navier-stokes方程的椭圆涡团法,研究了一种新的变形涡团法,用以模拟不可压粘性流体绕圆柱的不定常流动。圆柱在静止流体中突然起动并做匀速直线运动。对整个流动区域构造完全Navier-Stokes方程的解并不容易,近十年出现很多数值研究,本文对算法有所推进。把本文的方法称作变形涡团法是因为圆柱边界附近的流体中用椭圆涡团,远离边界时用圆形涡团。计算圆柱绕流比平板绕流在满足附着条件上更为困难,本文分析了怎样在圆柱边界上给出适当的附着条件的数值方法。在算例中雷诺数分别取200、550、3000,得到了不定常边界层分离,二次涡等复杂的物理现象,这些数值结果与近年实验结果[2]是一致的。     

基于转捩SST模型凸起圆柱绕流数值研究

为了研究局部凸起对边界层转捩的影响,采用转捩SST模型分别对亚临界、临界和超临界状态下带突起的圆柱绕流问题进行了数值模拟,分析了不同Reynolds数下带突起的圆柱绕流问题的近壁面流动特征以及表面时均压力与摩擦力系数的分布和凸起对圆柱表面流动分离以及转捩的影响,对比了有无凸起两侧圆柱表面时均压力、摩擦力系数的不同. 结果表明:当来流Reynolds数处于临界区时,气流在圆柱上表面凸起处形成了3个反向旋转的漩涡,之后随着θ的增大,发生了流动分离和流动转捩现象;对于不同Reynolds数下的来流,圆柱上表面的凸起可以使气流发生转捩的位置提前;圆柱上表面的凸起使流速增大、压强降低,从而导致圆柱产生升力,随着来流Reynolds数的增大,其升力逐渐变大.      

一种叶片前缘前带微小圆柱的垂直轴风力机

本文提出了一种通过在叶片前缘前设置微小圆柱来抑制叶片上流动分离的控制方法,并对采用此流动控制方法后的升力型垂直轴风力机的气动性能进行了数值研究。结果表明,在大攻角情况下,翼型前缘前设置微小圆柱可以有效地抑制风力机叶片上的流动分离,得到增升减阻的效果;同时,与传统的升力型垂直轴风力机相比,前缘前设置微小圆柱后的垂直轴风力机在低尖速比下的风能利用率可得到大幅度的提高。     

电磁控制两自由度涡生振荡的机理研究

电介质溶液中,电磁场产生的电磁力可以控制流体的运动.本文对两自由度圆柱涡生振荡及其电磁控制机理进行了数值研究.将坐标原点建立在振动圆柱上,推导了非惯性参考系指数极坐标下的涡量流函数方程、初始边界条件及水动力表达式.对圆柱沿法向和流向的流场、受力和位移的相互影响和瞬时对应规律进行了讨论,结果表明,圆柱的涡生振荡同时受到尾涡脱落和圆柱位移的影响.其作用方式沿法向通过影响圆柱上下两侧剪切层的强度,沿流向通过改变圆柱尾部二次涡的强度,从而改变圆柱的受力和运动.其中圆柱位移的作用效果与尾涡脱落的作用效果相反且占主导.另外,在电磁力的作用下,分离点被消除,使得圆柱的尾涡和推吸壁面的效果被抑制,从而使振动的诱因被消除,圆柱迅速达到稳定状态,并在电磁推力的作用下,圆柱的位置向上游移动.     

线电荷与接地半无限大导体板所形成的电场

将镜像法和保角变换法相结合,计算由线电荷与接地半无限大导体板所形成的电场,给出其电势分布和场强分布,进一步得出等势线方程和电场线方程,并利用数学软件MATLAB绘制出等势线图和电场线图.     

用电介质镜像法计算线电荷与介质圆柱所形成的电场

利用电介质镜像法计算线电荷与介质圆柱体所形成的电场,给出电势与场强的解析表达式,进一步得出等势线与电场线方程,并利用软件MATLAB绘制出电场线和等势线(面)图予以验证.     

由接地导体限定的无限深槽内线电荷的电场

利用复数坐标系z上的施瓦茨-克利斯多菲变换和镜像法,计算由接地导体限定的无限深槽内线电荷电场中的电势分布和场强分布,给出电场线与等势线方程,并利用数学软件Matlab绘制出其电势分布三维图、电场线和等势线(面)图.     

均匀带电线与接地导体薄圆筒内的等势线与电场线方程

利用电象法和解析函数的规律,得出均匀带电线与接地薄导体圆筒内的电势和电场强度表达式,并给出了等势线与电场线方程.     

保角变换法计算均匀带电圆柱与接地导体平面间的电场

根据保角变换法,通过对均匀带电圆柱与接地导体平面间的静电场进行的研究,得到了电势与电场强度的表达式,并导出了等势线和电场线函数.     

静电场模拟实验的教学研究

用稳恒电流场模拟静电场是理工科大学生的必修物理实验.在传统的物理实验教学中,一般使用等臂记录法获取实验数据,然后根据等势电压与等势圆半径的对数的线性关系,进而求出内圆柱电极半径和外环电极内半径.本文根据实验数据的特点,分别使用指数拟合法、二元线性回归法和A类不确定度法同时处理用稳恒电流场模拟静电场中得出的实验数据,给出稳恒电流场模拟静电场实验的误差分析.通过对比,对数据处理方法在实验教学中的应用进行了相关分析和研究.     

线电荷与介质圆柱所形成的电场

在线电荷电场的电势调和展开式的基础上,得出线电荷电场内存在介质圆柱时电势的级数解.并以此来分析长直线电荷与介质圆柱所形成的电场的电像,从而给出电势与电像有关的解析表达式,进一步得出等势线(面)与电场线方程,并利用软件MATLAB绘制出电场线和等势线图予以验证.     

无限长均匀带电直线组电场分布的复势解法

给出无限长均匀带电直线的复势,接着讨论平行直线排列与平行环形排列两种情况下,无限长均匀带电直线组的复势与电场,并由此得出相应的电场线与等势线方程.     

Two identical conducting spheres with same potential in a uniform electric field

Interaction, polarization, and charges or electric field distribution of conducting spheres in applied electric field are in many fields including electrorheological fluids, electrophoresis, and electrical engineering. A system with two equipotential conducting spheres in an applied uniform electric field is analyzed by image method. A new method is put forward to calculate the image charges distribution when using image method, which ensures the validity of image method to analyze equipotential cases. An apparatus is constructed to measure the force experimentally as well. Results show that the distribution of electric field and electric interaction are different with the case not equipotential.     

Electron optical parameters of the field 1/r and its application in nuclear spectroscopy

Electron optical parameters are calculated for an axially symmetrical magnetic field which in the central plane decreases inversely proportionally to the distance from the axis. The equipotential surfaces of this field are coaxial cones with a common vertex. The influence of the dispersion on the vertical focusing is estimated. The results obtained are used in proposing sector and prismatic beta spectrometers.