存在滑移时两圆球间的幂律流体挤压流动

基于Reynolds润滑理论分析了壁面滑移对任意圆球颗粒间幂律流体的挤压流动的影响。研究表明有壁面滑移时挤压流动的粘性力可通过引进本文定义的滑移修正系数分离出无滑移解。推导出的挤压力滑移修正系数是一积分表达式，依赖于滑移参数、幂律指数、球间隙和积分上限。一般地壁面滑移导致粘性力减小，粘性力的减小量随幂律指数的增大而增大，表明壁面滑移对剪切增稠流变材料有更大的影响；粘性力的减小量还随着滑移参数的增大而增加，而这恰与假设相符合；粘性力的减小量又随球间隙减小或积分上限的增大（从液桥情况到完全浸渍）而减小直到趋于常数，这一特性在离散元模拟时可以有效地减少计算量。     

具有收缩表面的二阶流体驻点流动的级数解

研究具有收缩表面的边界层流动的解析解.通过相似变换,将偏微分方程简化为可用同伦分析法(HAM)求解的常微分方程.然后讨论了具有收缩表面的二维轴对称流动.     

二阶流体在旋转坐标系中的三维管道流动

就两个水平板构成的旋转系统,在磁场作用下分析二阶磁流体在其间的流动.下表面是一块可伸展的平面,上面是一块多孔的固体平板.选用合适的变换,将质量和动量的守恒方程,简化为耦合的非线性常微分方程组.应用最强大的分析技术,即同伦分析法(HAM),得到该非线性耦合方程组的级数解.结果用图形给出,并详细地讨论了无量纲参数Re,λ,Ha2,α和K2对速度场的影响.     

热交换多孔圆盘间三阶流体的MHD轴对称流动

在两个具有热交换可渗透的多孔圆盘之间,研究三阶流体的磁流体动力学(MHD)流动.通过适当变换,将偏微分的控制方程转换为常微分方程.采用同伦分析法(HAM)求解转换后的方程.定义了均方残余误差的表达式,并选择了最佳的、收敛的控制参数值.检测了无量纲参数变化时的无量纲速度和温度场.列表显示表面摩擦因数和Nusselt数,并分析了无量纲参数的影响.     

粘塑性流体在旋转圆盘上的流动

本文对两种情况导出了描述粘塑性流体在旋转圆盘上流动的基本方程.分别用摄动方法和数值方法得到了方程的解.这就有可能去计算薄膜的厚度分布.经计算发现有两种类型的厚度分布.对于粘度和屈服应力都与径向坐标r无关的粘塑性流体,厚度h随r的增加而减小.对于粘度和屈服应力都是时间和r的函数的Bingham流体,厚度h随r的增加而增加.     

二阶流体通过径向延伸平面时滑移、黏性耗散、焦耳热对MHD流动的影响

研究了二阶导电的非Newton流体,在一个可径向放射状延伸,并伴有部分滑动表面上的流动及其热交换.部分滑移用一个无量纲的滑移因子控制,其取值范围从0(全黏着)到无穷大(全滑移).使用适当的相似变换,把待求的非线性偏微分方程转化为常微分方程.讨论了边界条件的不足,在无需增加任何边界条件下,使用有效的数值格式,求解所得到的微分方程.部分滑移、磁场交互参数以及二阶流体的参数对速度场和温度场的综合分析发现,滑移量的增加,流体的动力边界层和热边界层增厚.因为当滑移量的增加,允许更多的流体通过该平面,表面摩擦因数的数值下降,并在更高的滑移参数下,摩擦因数趋于0,即流体无黏性地通过.还研究了磁场对速度场和温度场的重要影响.     

微极性流体在上下正交移动的渗透平行圆盘间的流动

分析了上下正交运动的两平行圆盘间的非稳态的不可压缩的二维微极性流体的流动．应用von Krmn类型的一个相似变换,偏微分方程组(PDEs)被转化成一组耦合的非线性常微分方程(ODEs)．应用同伦分析方法,得到方程的解析解,并且详细讨论了不同的物理参数,像膨胀率,渗透Reynolds数等,对流体的速度场的影响．     

有流存在下三层密度分层流体毛细重力波二阶Stokes波解

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了有背景流场存在时三层密度分层流体的毛细重力波,给出了三层成层状态下各层流体速度势的二阶渐近解及毛细重力波面位移的二阶Stokes波解.结果表明:一阶解及二阶解除了依赖于各层流体的厚度及密度,也依赖于表面张力和各层流体的背景流场.     

Casson流体作磁流体动力学流动时的Soret和Dufour效应

考虑Soret和Dufour效应,对Casson流体在可伸缩表面上,作磁流体动力学流动时的影响.首先导出相关的方程,然后用同伦法构造级数解.给出并讨论了速度、温度和浓度的场结果;在不同的物理参数下,得到并分析了表面摩擦因数、Nusselt数和Sherwood数的值;并验证了级数解的收敛性.     

微极液体在两个多孔圆盘间的MHD流动及其热传导

两个平行的无限大多孔圆盘,圆盘表面有均匀注入时,数值地研究圆盘间不可压缩导电微极流体,在横向外加磁场作用下的轴对称稳定层流.运用von Krmn的相似变换,将非线性运动的控制方程转化为无量纲形式.使用基于有限差分格式的算法,在相应的边界条件下,求解简化后耦合的常微分方程组.讨论Reynolds数、磁场参数、微极参数和Prandtl数,对流动速度和温度分布的影响.在特殊情况下,所得结果与已有文献的工作有着很好的一致性.研究表明,圆盘表面的传热率随着Rynolds数、磁场参数和Prandtl数的增加而增加;剪切应力随着注入的增加而减少,但它随着外部磁场的加强而增加.和Newton流体相比较,微极流体的剪切应力因素较弱,有利于聚合体加工过程中流动和温度的控制.     

剪切平行板间密集颗粒流的接触力分布及各向异性分析

研究了剪切平行板间密集颗粒流的接触力分布规律、接触力网络的各向异性、颗粒摩擦因数对宏观流变特性及细观力链分布的影响等．为了研究以上内容,应用计算机建立了离散元数值分析模型．数值分析结果表明,颗粒之间的接触力分布按幂函数规律变化;接触角分布服从指数函数规律,平均法向接触力随平均接触角任意上下振荡变化;波动速度大小为宏观流变顺畅与否的关键性评价指标,而在细观力链方面,当剪切平行板间颗粒流变不畅时会伴随着超强力链数目显著增加．     

宾汉流体稠密两相湍流流动中的二阶矩模型

建立的Bingham流体稠密两相流动的二阶矩-颗粒动力论湍流模型（USM-theta模型）既体现了两相的作用,又体现了屈服应力所引起的附加项,并提出了USM-theta模型下考虑浓度修正值影响的两相湍流流动的算法．利用该模型对圆管内Bingham流体的单相湍流流动、稠密液固两相的湍流流动进行了计算,并和五方程湍流模型进行了比较,结果表明该模型的预测效果更好．利用USM-theta模型对含颗粒的Bingham流体的两相湍流流动进行了模拟,随着屈服应力的增加,Bingham流体相与颗粒相在管道中心附近的主流速度减小．液固两相湍流和Bingham流体两相湍流的计算结果表明屈服应力引起的附加项对流动有很重要的影响．     

可压缩流动的Fourier谱-有限元解法

本文考虑n维(n=2,3)可压缩流动的带有单向周期边值条件问题的数值解.我们在周期方向采用Fourier谱方法,在非周期方向采用有限元方法,从而构造了一类谱-有限元格式.文中严格分析了计算误差,得到了收敛阶的估计.     

Optimal Boundary Control of Steady-State Flow of a Viscous Inhomogeneous Incompressible Fluid

We study the problem of optimal boundary control of two-dimensional steady-state flow of a viscous inhomogeneous incompressible fluid. The role of control is played by the values of the velocity on a part of the boundary of the domain considered. On the remaining part of the boundary, the vector of flow velocity and the fluid density are given. We seek the fluid density as a scalar function (determined by the initial data) of the stream function, study the solvability of the problem, and obtain necessary optimality conditions.     

放/吸热流体在两个充满多孔材料的竖直平行板之间作不稳定的自然对流

在一个由两块无限竖直平行板组成的管道中,充满着多孔的介质材料,使用Darcy模型(Brinkman模型的推广)的动量方程,连同能量方程,计算不可压缩、粘性、放/吸热流体在该管道中的不稳定自然对流,即Couette流动.流动是由于边界平板有不对称的加热,以及作加速运动所引起.选用合理的无量纲参数,对控制方程进行简化,通过Laplace变换进行解析求解,得到闭式的速度和温度分布曲线解,随后导出表面摩擦力和传热率.发现在竖直管道中的不同剖面,流体的流动及温度分布曲线随着时间而增加,且在运动平板附近更高.特别是,流体的速度和温度随着平板间距的增加而增加,但是,表面摩擦力和热传导率随着平板间距的增加而减小.     

两同心旋转球间流动的弱解的存在唯一性

研究了两个同心旋转球间的轴对称不可压缩的粘性流动。该流动广泛应用于大气物理和地球物理等学科中,为了得到流动的流函数－速度形式的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的弱解的存在性和唯一性,首先发现了该方程中非线性项之间关系,并引入一个有限维的辅助问题,通过紧性而得到了结论。