固体粒子通过叶尾激波的运动特性

含尘叶轮机械如烟气轮机。高炉余气透平已得到广泛的使用。其内部是含有固体粒子的气固两相流动,又是有激波的跨音流动。叶片近尾缘区内的固粒运动受到激波的作用,使用常规的理论方法来预测气固两相流的流场会产生误差。本文通过粒子的受力分析建立了固体粒子通过激波时的运动模型。通过数值模拟可以明显的见到固体粒子受到激波的作用,粒子在激波后运动有明显的折转。获得了粒子通过激波的运动特性。     

水蒸气超声速非平衡流动中凝结激波的形态特征

引入水蒸气非平衡相变的动力学模型,并在水蒸气真实物性的基础上,建立了水蒸气超声速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用对激波捕捉具有高精度和高分辨率的Roe-FDS格式,数值捕捉了水蒸气超声速流动中的非平衡相变与凝结激波。以非平衡相变中液相质量增长率为基准,将非平衡凝结相变引发的凝结激波划分为凝结激波起始发生区、凝结激波交汇区和凝结激波消退区三个区域,分析了凝结激波的形成机理,得到了凝结激波发生及发展的"X"型分布特征,并归纳了凝结激波的分区物理特性和热力学特性。     

水蒸气跨声速流动中非平衡相变与激波的耦合作用

引入水蒸气非平衡相变的动力学模型和水蒸气真实物性模型,建立了水蒸气跨声速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用Roe-FDS计算格式数值捕捉了水蒸气超声速流动中的非平衡相变与激波效应,在此基础上开展了气动激波与凝结激波的耦合计算,分析了气动激波波锋面与凝结激波波锋面相遇时,气动激波与非平衡相变之间的相互作用规律。研究显示,随着背压的不断升高,气动压缩激波不断向喷管喉口位置推移。当气动激波发生在凝结激波的下游位置时,气动激波的耗散效应使得喷管内的液相质量分数逐渐减小而不会对上游的非平衡相变和凝结激波产生影响。当气动激波随背压继续上行与气动激波交汇时,气动激波强烈的耗散效应使得凝结激波特征迅速减弱,非平衡相变逐渐退化到喷管边界区域,而气动激波由于受到凝结激波的强烈干扰,激波强度迅速减弱,显现出明显的斜弱激波特征.当气动激波上行至喷管喉口附近时,X型凝结激波逐渐消退,非平衡相变在喷管主流区消失。     

氙气中辐射激波的发光特性

本文模拟研究了氙气中X射线加热产生辐射激波的发光特性.辐射激波采用Zinn模型计算,并在模型中输入氙气的辐射不透明度和状态方程参数.研究发现,辐射激波伴随着丰富的光学演化过程,激波对外辐射强度表现出两个明显的亮度峰值和一个亮度极小值,辐射光谱也经常偏离黑体辐射光谱.对氙气不同位置光学特性的分析可知,激波和内部高温区的辐...     

水中斜激波的传播

 利用水的简化物态方程讨论了水中斜激波波后流动马赫数、密度比、压强增量及冲击角与来流马赫数的关系,给出了一个无量纲化的激波极线方程;对附体激波转变为脱体激波及波后流动为等声速流的条件进行了讨论。     

弹头激波诱导燃烧特性的数值模拟

为了研究弹头激波诱导燃烧,基于有限体积的考虑化学反应的Navier-Stokes（N-S）方程,对预混氢气-空气化学恰当比时的燃烧流场进行了数值模拟.时间项基于2阶隐式LU-SGS格式,对流项基于Steger-Warming进行离散,化学反应源项采用对角化隐式处理.首先,研究了网格对燃烧爆轰流场结构的影响,并利用Lehr实验结果验证了计算方法的可靠性;其次,研究了弹头的飞行Mach数（Ma=4.18,5.11,6.46）、弹头直径（D=5,10,15 mm）对燃烧流场稳定性的影响.研究表明:计算网格对氢气-空气爆轰流场结构影响很大;弹头直径一定时,氢气-空气燃烧流场稳定性随着飞行Mach数的增大而增强;弹头飞行Mach数一定时,氢气-空气燃烧流场稳定性随着弹头直径减小而增强.      

激光引致激波演化数值研究

在高重复频率激光推进的研究中,激波的合并是发生在激波演化后期的,同时由于脉冲间隔短,脉冲宽度对流场演化的影响也需要详细研究。考虑了激光辐照过程对流场演化的影响,通过数值计算对激波演化特性进行了研究。结果表明,初期波阵面的椭球形状逐渐转化为一个球形,球心与击穿点的距离随时间逐渐减小并最终趋于稳定。基于激波合并的应用,当激波马赫数在1~2之间时,给出了激波波阵面半径随时间的变化规律,以及激波高压区长度和波峰压强随激波波阵面半径变化规律的经验公式。     

液相放电等离子体特性与激波特性的数值分析

以能量平衡方程为基础,采用不同的电导率唯象模型描述了液相放电等离子体圆柱形通道特性,得到了通道内半径、温度、电阻、电流和耗散能量随时间的变化关系,还给出了距离放电间隙中心一定距离处的冲击波压力变化,并与前人利用等离子体通道球状模型计算得到的结果进行了比较。结果表明：把等离子体通道看成球状和看成圆柱状在描述通道压力和通道半径时差异显著,而在描述其他物理特性时差别不大;三种电导率模型在描述等离子体通道物理特性时,变化趋势大体相同,而在描述激波特性时,电导率模型σ₂更符合实际;通过对比电学参数与压力参数的变化,就可以在实验中根据实验数据以及具体的研究问题进行模型的适用性选择。     

液电脉冲激波特性分析

基于相应的数学模型来表征液电脉冲激波的产生和传播过程,搭建了液电式碎岩综合试验平台,分析了典型的激波特性的仿真和实测结果。给出了不同充电电压下液电脉冲激波特性的仿真结果,并分析了充电电压对激波特性的影响。结果表明：充电电压为11 kV时,激波的压力峰值为2.67 MPa,激波能量为27.30 J,波前时间为2.16 μs,激波加载速率为1.24 MPa/μs,电能转化为激波能量的效率为13.35%;提高电容充电电压,激波压力峰值和激波能量增大,波前时间减少,激波加载速率增加,但电能转化为激波能量的效率降低。利用建模分析的方法,可以根据放电回路参数预测液电脉冲激波特性,从而为进一步研究激波破碎岩石的形态和效果提供理论依据。

     

交通灯控制下主干道的交通流研究

用元胞自动机模型模拟二维交通流.通过交叉口设置的红绿灯，研究交通激波的形成和传播 ；对于一定的红绿灯周期，交通流量出现多个极值现象；在交叉口间隔相同的情况下，对于 一定的红绿灯周期，在一定的车辆密度范围内，交通流量是一个与密度无关的常量；在车辆 密度较高的情况下，交叉口间距大于某一值后，交通流量保持恒定值. 关键词： 元胞自动机模型 交通流 交通激波     

Atomistic investigation of phase transition in solid argon induced by shock wave transmission

A molecular dynamics (MD) simulation is employed to study the phase transition process in argon induced by shock wave transmission. Deriving the relation between the shock and piston velocities, the theoretical equation of state for argon is presented. Also, argon equation of state is obtained by measuring the quantities directly from simulations to be able to detect the phase transitions. The phase transition is also detected by using argon phase diagram and free energy calculations. A comparison shows good agreement between the theoretical and MD results for the phase transitions. Based on these simulations, it is concluded that under a shock wave transmission with suitable energy, the solid argon experiences a phase transition from solid to liquid and another from liquid to supercritical fluid. By reflecting the shock wave back at the end of its passage, the whole argon may reach the supercritical state.     

道路弯道对交通流影响的研究

在经典NaSch模型的基础上,考虑行驶弯道的曲率半径、弧长以及路面的摩擦系数等对车辆运行的影响,提出一种改进的适应特殊路况的单车道元胞自动机模型.按此模型,通过计算机数值模拟,研究了具有不同曲率半径、不同弧长和不同摩擦系数的弯道对交通流的影响.模拟结果显示,改进后的模型能准确反映特殊路况对行驶车辆的影响,同时再现了与实际交通相一致的时停时走交通波等复杂的非线性现象,根据所反映出的实际交通现象,分析得出了增大弯道曲率半径和弯道处的摩擦系数,并尽量地减小弯道弧长,可以减少弯道处交通事故的发生,避免交通拥堵的发生,提高道路通行能力.     

Effect of acceleration threshold on the phase transition in a cellular automaton traffic flow model

In this paper, we incorporate new parameters into a cellular automaton traffic flow model proposed in our previous paper [Jin et al. 2010 J. Stat. Mech. 2010 P03018]. Through these parameters, we adjust the anticipated velocity and the acceleration threshold separately. It turns out that the flow rate of synchronized flow mainly changes with the anticipated velocity, and the F → S phase transition feature mainly changes with the acceleration threshold. Therefore, we conclude that the acceleration threshold is the major factor affecting the F → S phase transition.     

几种铁基非晶合金激波诱导晶化中的若干奇异物理效应研究

应用x射线衍射、透射电子显微镜和差示扫描量热实验技术，研究了FeCuNbBSi，FeBSi，FeMoBSi几种铁基非晶合金的激波诱导晶化.研究结果表明：非晶态合金激波诱导晶化中存在若干应用传统长程扩散相变理论难以解释的奇异物理效应.用非晶态合金激波流化晶化可以很好地解释激波诱导非晶晶化中的各种奇异物理效应. 关键词： 激波晶化 非晶态合金 激波流化 流体扩散     

Phase transition in evolution of traffic flow with scale-free property

This paper investigates the behaviour of traffic flow in traffic systems with a new model based on the NaSch model and cluster approximation of mean-field theory. The proposed model aims at constructing a mapping relationship between the microcosmic behaviour and the macroscopic property of traffic flow. Results demonstrate that scale-free phenomenon of the evolution network becomes obvious when the density value of traffic flow reaches at the critical point of phase transition from free flow to traffic congestion, and jamming is limited in this scale-free structure.     

城市道路U形转向交通流特性模拟分析

以NaSch模型为基础建立设置U形转向的路段交通流模型,对其特性进行模拟分析. 结果表明,U形转向路口对交通流影响显著,会导致在较小进车概率时发生自由流状态到拥挤状态的相变,相应的临界流量也随之降低. 设置双U形转向系统的相变、临界流量等交通流特性与单转向系统具有明显差异,其系统效率较高. 在实际交通规划与管理时应避免设置单转向系统,以减小U形转向的负面影响. 关键词： 交通流 元胞自动机 U形转向 相变     

冲击加载条件下融石英对水的凝固相变的诱导效应

利用轻气炮冲击加载手段和透光性在线测试技术研究了融石英对水的再冲击结冰相变过程的影响.实验结果表明,当再冲击压力为1.28 GPa时,与融石英直接接触的水会发生凝固相变,而与融石英不接触的水在约2 μs观测期间仍然保持液相,证实融石英对水的冲击凝固相变过程产生了明显的诱导作用.同时还给出了相变动力学的解释. 关键词： 冲击 水 相变     

强激光与稠密等离子体作用引起的冲击波加速离子的研究

用二维PIC（Particle-in-Cell）程序模拟研究了强激光与稠密等离子体靶作用产生的无碰撞静电冲击波的结构和这种冲击波对离子的加速过程,研究发现由于冲击波前沿附近的双极电场的作用,具有一定初速度的离子能被该双极场俘获并获得加速,最终能够被加速到两倍冲击波速度.冲击波加速可以得到准单能的离子能谱,叠加在通过鞘层加速机理产生的宽度离子能谱上.还对不同激光强度和不同等离子体密度情况下形成的冲击波进行了比较.研究表明,强度相对较低的激光在高密度等离子体中可以产生以一定速度传播的静电孤波结构,后者只能加速 关键词： 强激光 稠密等离子体 无碰撞静电冲击波 离子加速     

开放边界条件下二维可转向主干道交通流模型的研究

在开放性边界条件下，利用改进的Nagel-Schreckenberg交通流模型，引入过路口车辆的可 转向机理，建立二维n速主干道元胞自动机交通流模型，研究了转向概率和边界条件对 干道交通状况的影响而导致的不同相变特性以及这两个因素对实现改善干道交通的组织作用 . 关键词： 元胞自动机 交通流 转向概率 相变