浅水横流中异重冲击射流的大尺度涡结构

采用RNG湍流模型对浅水横流中异重冲击射流的大尺度涡结构进行了详细的数值研究．分析了冲击区滞止点上游壁面涡结构和近区Scarf涡结构的尺度、形成机理和演化特征．计算得到了上游壁面涡的特征尺度,结果表明上游壁面涡具有高度的三维性,其特征尺度依赖于流速比和环境水深．近区Sarf涡结构对横流冲击射流的横向浓度分布具有重要的影响．当流速比相对较小时,在底层壁射流与环境横流的横向边界附近出现明显的高浓度聚集现象,计算结果表明Scarf涡结构对这一高浓度聚集区的形成起主导作用．     

盛夏青藏高原低涡发生发展的初步研究

本文应用斜压适应和高原加热作用的原理,研究了高原北侧低涡发展东移时高层辐散的形成和维持机制.认为高原西南部大的地气温差通过湍流和对流加热对流层大气后,经西南气流输向高原东北部,促使高原上200毫巴暖脊发展,脊顶西风急流增强,在强西风中心东南侧形成超地转风.当下层为准或次地转风时,则在该区产生超热成风,通过温度场向流场热成风调整适应后,出现暖平流.高空冷槽东移又不断破坏适应过程,使超热成风区及其派生的暖平流东移增强,凝结加热促使暖脊进一步发展,高层位势增高,变压风使高空辐散区东移加强.文中还定性地讨论了高原低涡发展的能源和能量转换方式.据此,我们认为高原低涡的预报方案既要考虑高原近地面生涡高频区的局地热力条件,又要根据长波位置预报外来影响系统的移动和发展.     

气-液横向流动下悬臂柱体结构涡激振动机理研究北大核心CSCD

针对潜艇侦查望远镜举升水面时产生的涡激振动现象,该文建立了悬臂柱体结构受气-液两种不同横向流作用下的涡激振动理论模型.研究了两种流体不同的分布比和密度比对柱体结构涡激振动行为的影响规律.基于Galerkin法和Runge-Kutta法,得到了柱体结构涡激振动响应的数值结果.研究表明,柱体结构的涡激振动锁频区随着流体分布比的增大而增大,自由端最大幅值随着流体分布比的增大先增大后减小.当分布比为0.5附近时,振幅出现极大值,该极大值随着流体密度比的减小呈现明显的增大趋势.此外,柱体的动力学行为随着流体分布比的变化呈现出周期和多周期等振动模式.该研究可为潜艇侦查望远镜结构的设计与分析提供理论指导意义.     

湍流边界层内准流向发卡涡生成的数值模拟

采用根据共振三波理论模型建立的初始准二维流场和直接数值模拟方法,对湍流边界层近壁区流向涡的生成进行了研究．计算得到了准流向发卡涡和次生准流向涡结构的生成过程及其主要特征,讨论了它们的产生机理．作为相干结构的主要特征,利用共振三波理论模型对流向涡结构生成与演化过程的研究为湍流边界层内相干结构的研究与流动控制提供了新的途径和思路．     

飞行器尾涡对的不稳定性建模

为了确定飞行器尾流的保持距离和诱导失稳运动性质,首先在一阶近似Biot-Savart定律的基础上,推导了任意多个涡对的诱导运动模型,进而利用线性组合方法得到涡系诱导运动的对称以及反对称模态,并结合模态矩阵特征值的性质描述对称分布涡系的稳定性.因为尾涡结构的不稳定性依赖于相应的模态矩阵特征值的取值,所以在利用对称分布的二涡对的模态验证所推导的模态矩阵理论的正确性的基础上,进一步给出了三涡对的模态矩阵对应的失稳模态.理论推导和特征值的计算显示随着涡丝数量的不断增加,三涡系的不稳定性增强,并且涡系对扰动的放大作用增强.     

电磁力控制下圆柱绕流的涡度拟能

Okubo-Weiss函数与流元的容变、畸变以及涡量相关,可以用来评估流场的涡结构．经该文数学证明,对于边界无滑移的,低Reynolds数的二维不可压缩流动,Okubo-Weiss函数的全流场积分为0．还以电磁控制的圆柱绕流为例,通过数值计算,对该结论进行了验证．根据计算结果,依据Okubo-Weiss函数值,对流场进行了划分,讨论了总涡度拟能、总变形率和Okubo-Weiss函数在流场中的分布规律,以及电磁力对分布的影响．     

基于线性化Navier-Stokes方程二维水槽内单涡到双涡的数值模拟

建立了Navier-Stokes方程的预估-校正有限差分方法,在此基础上求得了二维水槽内部单涡到双涡的数值解,所得结果与前人的数值结果和解析解吻合很好.数值模拟结果表明,自由振动运动中自由面波高因粘性作用会发生衰减,且Reynolds数越大衰减越缓慢.在短时间内倾斜加速度激励下对于不同Reynolds数会出现一定周期的单涡.经过长时间的倾斜激励,水槽内涡场由单涡变化成双涡,而且只在较低的Reynolds数条件下出现双涡.     

热源强迫的边界层低涡解及其应用

考虑边界层低涡为受非绝热加热和摩擦强迫并满足热成风平衡的轴对称涡旋系统,采用Boussinesq近似,通过求解柱坐标系中涡旋模式的初值问题,分析了热源强迫对低涡流场结构的影响．结果表明:热源强迫对低涡的流场结构有重要影响,并且这种影响的具体表现形式与加热的径向分布有密切关系．对边界层涡旋解讨论的结果可以解释青藏高原低涡系统的某些重要结构特征．     

Beltrami流动的球涡解的张量表示及其对称性分析

讨论了一类Beltrami流动的n阶球涡（非轴对称及轴对称）的张量表示及由此引出的对其的分类和对称性的研究，还进一步地讨论了单个此类非轴对称n阶球涡解的混沌现象；从另一侧面说明了非轴对称Beltrami流动的球涡解的复杂性及多样性，以及用张量表示的更广泛的内涵。     

非线性球形薄膜的膨胀失稳

本文应用分支理论研究了非线性球形薄膜在轴对称大变形膨胀过程中的失稳问题.证明了所论非线性边值问题的奇点只能是单重极限点,并讨论了载荷和材料两个参数对球形薄膜平衡状态及其稳定性的影响.     

用大涡模拟检验湍流模型

用大涡模拟方法对直方管内充分发展湍流运动的数值模拟，所建立的数据库可以用来检验湍流模型，本文中数据库被用来检验Ｄｅｍｕｒｅｎ和Ｒｏｄｉ文中所讨论的代数模型，并进行了讨论。     

剪切流动中涡,声,热模式划分及相互作用的弱非线性分析

本文用摄动法详细研究了非均匀流动中涡、声、热运动模式的划分及其相互作用问题，特别讨论了剪切流情形，得到的各阶摄动方程和声、涡运动方程具有清晰的物理含义。在此基础上着重探讨了声、涡一阶作用以及二阶涡的生成，由此解释了声学控制流动中的部分实验现象。     

气泡间距对受污染球形气泡界面性质和尾流的影响

为了理解气泡间相互作用对受污染气泡水动力学特性的影响,基于改进的停滞帽模型,以表面活性剂作为污染介质,详细研究了不同气泡间距下气泡的界面参数、周围流场和尾涡特性.通过求解气泡界面与流域间的吸附和解析方程,考虑局部流动以及Marangoni效应的影响,形成稳定的污染界面.借助Langmuir方程将界面切应力与界面表面活性剂浓度相关联,实现气泡界面切应力的求解.研究发现,改变两气泡的间距,不会显著影响气泡1的界面参数,而对气泡2的界面参数影响巨大.气泡1尾涡向气泡2上游界面的逼近是气泡2界面参数改变的主要原因,该尾涡对气泡2界面上表面活性剂分布的影响与对流作用相反,其可以把流向气泡2尾部的表面活性剂拖回气泡上游界面,从而影响气泡2的界面参数分布,并出现了低影响与高影响阶段.而且气泡1的尾涡长度和涡中心垂直位置的值受气泡2上游界面浓度和气泡间距的共同影响,气泡2各尾涡参数值随上游界面浓度的增加而减小直至为零.     

大涡模拟的代数模型及其应用

大涡模拟是近十多年来发展起来的湍流研究的重要手段。本文介绍了大涡模拟的基本思想,提出了大涡模拟的代数模型,并详细地讨论了模型的建立。并将它应用于平直槽道和弯曲槽道中湍流的数值模拟,计算的初步结果表明本模型是可行的,并有望在进一步改善后可用于较复杂湍流的数值模拟。     

浑沌与怪引子的某些泛系研究

文[1]讨论了泛浑沌及泛怪引子与泛系算子ε₇(g)之间的联系。文[2]讨论了不动泛系定理在这些典型的非线性问题研究中的应用。本文首先给出了增关系、极大泛浑沌等几个概念,讨论了它们之间的关系;本文还讨论了g的泛浑沌与它的传递包的泛浑沌的关系以及在一定条件下两个增关系的泛浑沌相同的条件。     

动载荷下不可压缩超弹性球形薄膜的若干定性性质

对于由横观各向同性不可压缩的Rivlin-Saunders材料组成的球形薄膜,研究了薄膜的内、外表面在周期阶梯载荷作用下的轴对称变形的非线性动力学特性．通过令球形结构的厚度趋近于1,得到了近似描述薄膜径向对称运动的二阶非线性常微分方程．详细讨论了解的定性性质．特别地,给出了球形薄膜随时间的运动产生非线性周期振动的可控性条件,证明了在某些情形下周期振动的振幅会出现“∞”型同宿轨道以及周期振动的振幅会出现不连续增长现象,并给出了相应的数值模拟．     

带有涡动的裂纹转子故障特征研究

分析了裂纹轴转子系统在考虑涡动时的非线性动力学行为,并与忽略涡动时的裂纹轴进行了对比,发现二者在周期分岔特性、振幅特性、轴心轨迹和庞卡莱图等方面均存在明显差异。从而可以看出在考虑非线性涡动时,裂纹轴会出现复杂的动力学行为。所得结论对于早期发现和诊断裂纹故障有一定参考价值。     

转捩边界层中次生流向涡演化的数值研究

采用高精度直接数值模拟方法和高效的特征无反射边界条件,进行可压缩流转捩边界层中出现的次生流向涡演化的数值研究.精细的数值模拟结果清楚地揭示了转捩边界层的复杂流场中次生流向涡的形成和演化过程,探讨它对转捩至关重要的环状涡生成的影响,发现次生流向涡和主流向涡的共同作用形成环状涡的一种新机理.     

模拟台风异常路径（Ⅰ）—Rankine涡模型

本文提出一个用Ｒａｎｋｉｎｅ涡模型模拟对称和非对称台风的方法·考虑到台风和Ｒａｎｋｉｎｅ涡之间物理性质的相似性，从定性上分析了这一方法的可行性·参照Ｙａｎｃｙ台风的观测数据，给出模拟某一时刻台风内部结构的Ｒａｎｋｉｎｅ涡模型的涡参数·这一结果是进一步用等值线动力学方法研究台风运动的基础     

气固两相固射流场涡结构影响固粒扩散的研究

用三维离散涡丝方法模拟轴对称圆射流场涡结构的发展,所得结果在某个周向位置上与用二维点涡方法计算的结果符合较好。然后采用单向淹合模型模拟固粒在圆射流中的运动,说明当固粒Ｓｔ数远小于１时,固粒受流场的作用较明显,当Ｓｔ数为１时,固粒主要分布在涡结构的周围,分布较均匀;当Ｓｔ数远大于１时,固粒受流场的影响较弱,当对涡环沿周向施以五个波长的扰动时,固粒扩散的范围较宽,固粒的扩散与扰动的振幅成正比,中所得