张量封闭模型与三维取向分布对纤维悬浮槽流稳定性的影响

应用3种不同的纤维方向张量封闭模型,数值模拟了纤维悬浮槽流的流动稳定性问题,从而研究封闭模型和纤维的三维取向分布对稳定性分析的影响．结果发现,采用3种不同封闭模型所得到的流动稳定特性与纤维参数之间的关系是相同的,但采用三维混合封闭模型时,由于纤维的取向与流向的偏差程度较大,所以纤维对流动的不稳定性具有最强的抑制作用．而采用二维混合封闭模型时,由于纤维在平面取向条件下,其轴线整体上趋于呈流向排列,使得对流体的作用削弱,导致纤维对流动不稳定性抑制的作用最弱．     

纤维悬浮剪切湍流中纤维旋转扩散系数的理论研究

对纤维悬浮剪切湍流中纤维旋转扩散系数进行了理论研究．首先建立了流场不同脉动速度梯度间的相关矩函数,然后推导出了纤维旋转扩散系数的表达式,该表达式依赖于特征长度、时间、速度和一个与壁面作用相关的无量纲参数．得到的纤维旋转扩散系数可以应用于非均匀和非各向同性的湍流场,此外还可以推广到三维湍流场,因而为纤维悬浮湍流场的研究提供了理论基础．     

圆管纤维悬浮湍流场中粒子运动的研究

利用从细长体理论出发得到的三维分段积分法和湍流简化方法模拟了大量纤维粒子在圆管湍流内的运动．统计了不同Re数下计算区域内的纤维的取向分布,计算结果与实验结果基本吻合,结果表明湍流的脉动速度导致纤维取向趋于无序,且随着Re数的增加,纤维取向的分布越来越趋于均匀．其后又考虑了纤维速度和角速度的脉动,二者都充分体现了流体速度脉动的影响,且纤维速度的脉动在流向上的强度大于横向,而其角速度的脉动在流向上的强度小于横向．最后统计了纤维在管道截面上的位置分布,说明Re数的增加加速了纤维在管道截面上的位置扩散．     

一种非定常振荡流的稳定性分析

本文分析了一种非定常振荡的不稳定性问题。其特点是，应用偏微分方程特征理论以及Ｏ－Ｓ方程特征值的展开，求解扰动波的相函数而不是预先给定扰动波的波动形式。本文研究平面Ｐｏｉｓｅｔｔｉｌｌｅ流与其垂向振荡流的组合流动系统，对于连续振荡源导致的波包演化，该系统存在不稳定性。     

圆管内含周期脉动分层流的Floquet稳定性分析

运用线性稳定性理论,结合Floquet理论和Chebyshev配点法对管流内有周期脉动分量的粘性分层流的参数共振现象进行了研究,得到不同流动参数对流场的失稳和参数共振特性的影响．     

慢扩张旋转流的稳定性分析（I）—理论研究

本研究了无粘不可压慢扩张旋转流的稳定性问题。采用多重尺度展开法对有慢扩张的旋转流的非对称扰动进行线化稳定性研究，导出了零阶及一阶扰动模所应满足的微分方程及由于慢扩张引起振幅变化的控制方程。将Ｐｌａｓｃｈｋｏ关于慢扩张喷流的结果推广到具有慢扩张的旋转流情况。     

输流粘弹性曲管的稳定性分析

根据变质量弹性系统Hamilton原理,用变分法建立了输流粘弹性曲管的运动微分方程,并用归一化幂级数法导出了输流粘弹性曲管的复特征方程组．以两端固支Kelvin-Voigt模型粘弹性输流圆管为例,分析了无量纲延滞时间和质量比对输流管道无量纲复频率和无量纲流速之间的变化关系的影响．在无量纲延滞时间较大时,粘弹性输流圆管的特点是它的第1、2、3阶模态不再耦合,而是在第1、第2阶上先发散失稳,然后在1阶模态上再发生单一模态颤振．     

悬浮流中柱状粒子取向分布函数的数值模拟

推导并数值模拟了悬浮流中柱状粒子取向的分布函数,并将其用于楔形流场计算,得到了取向分布函数与粒子方向角的关系。说明与短时间内形成的最可几角分布相比,稳定状态的分布变化幅度不大,主要变化在于右上区域的逆时针转动,速度梯度值大的地方,转动角度也越大;粒子最可几方向接近于流线方向:在流线方向上,随着极径减小,最可几角增大,同时它与流线夹角减小。     

补偿L'evy流的实践稳定性

本文的目的是讨论补偿L'evy流的实践稳定性问题.我们推广了一些微分不等式,并通过Lyapunov函数与比较原理,得到补偿L'evy流的实践稳定性的若干判据.     

含高浓度悬浮固粒运动射流稳定性研究

首先用连续介质耦合模型推导出含高浓度悬浮固粒运动射流的空间稳定性方程,然后借助渐进分析法和欧拉守恒差分格式,用有限差分数值解法得到不同流向位置、流场雷诺数、固粒属性和喷射装置运动速度时流场的稳定性特征曲线,说明喷射装置的反向运动使不稳定扰动频率范围扩大,正向运动则相反。固粒抑制流场的不稳定性,随着固粒等效斯托克斯数的减小,这种效应增强。这些结论,对于两相运动射流发展的认识有重要意义。     

有限振幅T-S波在非平行边界层中的非线性演化研究

研究对非平行边界层稳定性有重要影响的非线性演化问题,导出与其相应的抛物化稳定性方程组,发展了求解有限振幅T-S波的非线性演化的高效数值方法。这一数值方法包括预估-校正迭代求解各模态非线性方程并避免模态间的耦合,采用高阶紧致差分格式,满足正规化条件,确定不同模态非线性项表和数值稳定地作空间推进。通过给出T-S波不同的初始幅值,研究其非线性演化。算例与全Navier-Stokes方程的直接数值模拟(DNS)的结果作了比较。     

慢扩张旋转流的稳定性分析（Ⅰ）—理论研究

本文研究了无粘不可压慢扩张旋转流的稳定性问题，采用多重尺度展开法对有慢扩张的旋转流的非对称扰动进行浅化稳定性研究，导出了零阶及一阶扰动模所应满足的微分方程及由于慢扩张引起振幅变化的控制方程，将Ｐｌａｓｃｈｋｏ关于慢扩张喷流的结果推广到具有慢扩张的旋转流情况。     

两相流中柱状固粒对流体湍动特性影响的研究

对含柱状固粒的两相流场,建立了包含柱状固粒对流场影响的流体脉动速度方程,在求解脉动速度方程的基础上,经平均得到流体的湍流强度和雷诺应力.将该方法用于槽流湍流场的求解,并与单相流实验结果进行了比较.计算中变化柱状固粒的参数,给出了固粒的体积分数、长径比、松驰时间对流场湍动特性的影响,说明粒子对流场的湍动特性起着抑制作用,其抑制的程度与粒子的体积分数、长径比成正比,与粒子的松弛时间成反比.     

纬向对称准地转流的非线性稳定性定理

建立了周期域上准地转流在一般的边界条件下对应于Arnold第二定理的非线性稳定性定理。将扰动能量与扰动拟能的上界用初始扰动场的显示表示出来，从而建立了Liapunov意义下的非线性稳定性定理。     

Spectral approximation in the numerical stability study of nondivergent viscous flows on a sphere

The accuracy of calculating the normal modes in the numerical linear stability study of two-dimensional nondivergent viscous flows on a rotating sphere is analyzed. Discrete spectral problems are obtained by truncating Fourier's series of the spherical harmonics for both the basic flow and the disturbances to spherical polynomials of degrees K and N, respectively. The spectral theory for the closed operators [1], and embedding theorems for the Hilbert and Banach spaces of smooth functions on a sphere are used to estimate the rate of convergence of the eigenvalues and eigenvectors. It is shown that the convergence takes place if the basic state is sufficiently smooth, and the truncation numbers K and N of Fourier's series for the basic flow and disturbances tend to infinity keeping the ratio N/K fixed. The convergence rate increases with the smoothness of the basic flow and with the power s of the Laplace operator in the vorticity equation diffusion term. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq 14:143–157, 1998     

Rheology of Organodispersions of Alumina Nanopowders Used in Producing Articles from Engineering Ceramics

The rheological properties of molding suspensions of alumina nanopowder in paraffin have been studied. Powders with specific surface areas of 32 and 55 m²/g and the surface-active substances oleic acid and Hypermer LP1 were used. The Hamaker constant for alumina particles in paraffin wax was estimated. A rough calculation showed that a gel should arise in the suspensions studied. The linearly viscoelastic characteristics determined by the method of small-amplitude periodic shear (on the frequency range from 0.063 to 157 s⁻¹) confirmed this conclusion. The flow curves of the molding feedstock, determined over a broad range of shear rates (from 0.018 to 1070 s⁻¹), point to a pseudoplastic character of the flow. From the rheological studies it follows that, in manufacturing engineering ceramics by injection molding from the suspensions investigated and in designing or selecting the forming equipment, the realization of maximum high shear strains must be ensured, which will promote a qualitative filling of intricately shaped and small-size molds.__________Translated from Mekhanika Kompozitnykh Materialov, Vol. 41, No. 3, pp. 373–390, May–June, 2005.