Chaplygin气体Euler方程组Riemann问题解的结构稳定性（英文）

研究了Chaplygin气体Euler方程组Riemann解的结构稳定性.当修正Chaplygin气体的压力趋于Chaplygin气体压力时,可压Euler方程组Riemann解的结构是稳定的.特别地,当修正Chaplygin气体的压力趋于Chaplygin气体压力时,Chaplygin气体Euler方程组Riemann问题的δ激波解是由后向激波和前向激波形成的Riemann解的极限.     

气体原子对多层膜X射线反射特性的影响

多层膜中气体原子能够增加入射 X射线散射, 减低多层膜衍射反射率. 当薄膜有气体原子存在时, 通常用平均散射因子代替本体材料散射因子计算薄膜的光学常数. 这样的处理方法是非常简单的, 鉴于此, 提出了一新方法研究气体原子对薄膜X射线反射特性的影响. 理论分析表明: 气体原子对薄膜反射特性的影响与掠入射角度、波长有关. 波长越短和掠入射角度越大, 气体原子的影响就越大, 反之就越小. 实验结果证明理论分析是正确的.     

Chaplygin气体Euler方程组的轴对称解

构造了两维Chaplygin气体Euler方程组的三参数、自相似的弱解.在自相似和轴对称的假设下,两维Chaplygin气体Euler方程组可以化为无穷远边值的常微分方程组,由此得到了解的存在性和解的结构.与多方气体不同的是Chaplygin气体的Euler方程组是完全线性退化的.即使在轴向速度大于零的时候解也会出现间断现象.这些解展示了宇宙演化过程中的一些现象,例如黑洞的形成与演化以及宇宙的暴涨和膨胀.     

泄爆诱导的湍流、旋涡和外部爆炸

基于k-ε湍流模型和Eddy-dissipation燃烧模型,采用同位网格SIMPLE算法,对充满甲烷-氧气预混气的带导管柱形泄爆容器向空气中泄爆的情形进行了数值模拟．根据计算结果,分析了泄爆后外流场中可燃云团、火焰和压力的变化过程．结果表明,外部爆炸是因射流火焰点燃高压区中的可燃云团,从而引起的剧烈湍流燃烧所致．同时还讨论了外流场湍流和涡量的分布特征．射流火焰进入外部可燃云团后,湍流主要分布在平均动能梯度较大的区域,而不在火焰阵面上．涡量分布主要受斜压效应的影响,在压力和密度梯度斜交区域,其值较大．     

双激励超音速气体雾化喷嘴共振特性的数值研究

超音速气体雾化(ultra-sonic gas atomization,USGA) 喷嘴是实现喷射雾化的重要装置,它能够产生脉动的超音速气流,获得较小的平均粒径和集中的粒径分布.在USGA喷嘴的共振管端部引入了主动的激励信号,组成双激励式超音速气体雾化器,并对超音速气体雾化器内部Hartmann腔体气体流场在无激励/有激励情况下所产生的气体振动特性进行了数值研究.结果表明在主动激励器的作用下,超音速气体雾化器内气流的振动效果如振幅和起振特性等都得到了有效的加强.研究发现超音速气体雾化器存在多个气体受激振动的共振频率,其对应于两类不同的共振模式,“Hartmann模式”和“全局模式”.双激励器信号的频率、激励幅度及相位差改变都能够有效地改变超音速气流的振动特性.研究同时阐明了Hartmann共振管和二次共振管在USGA喷嘴腔体内产生气体脉动时的联动特点.     

基于格子boltzmann方法固井环空介观微间隙气体窜槽研究

固井环空微间隙气体窜槽现象直接影响固井质量与油田生产,准确地描述固井环空微间隙气体窜槽的流动规律是有效控制气体窜槽的核心与"瓶颈"问题.从微观粒子运动角度出发,基于格子Boltzmann方法建立了固井环空微间隙气体粒子流动模型.选取大庆油田某区块计算模拟不同环空压差下微间隙内气体粒子流动速度分布规律,计算结果揭示了固井气窜气体粒子在微环间隙内流动的本质,为后续固井气窜问题的研究开辟新的思路.     

压力消失时具有广义Chaplygin气体的Aw-Rascle交通模型Riemann解的极限

该文研究带有广义Chaplygin气体的Aw-Rascle(AR)交通模型的黎曼问题.在广义Rankine-Hugoniot条件和熵条件下,证明了Delta激波存在唯一性.Delta激波有助于描述严重的交通拥堵.更重要的是,证实了广义Chaplygin气体的Aw-Rascle交通模型的黎曼解在交通压力消失时收敛于带相同的初值无压气体动力学系统的黎曼解.     

Chaplygin气体Euler方程组的轴对称解

构造了两维Chaplygin气体Euler方程组的三参数、自相似的弱解.在自相似和轴对称的假设下,两维Chaplygin气体Euler方程组可以化为尢穷远边值的常微分方程组,由此得到了解的存在性和解的结构.与多方气体不同的足Chaplygin气体的Euler方程组是完全线性退化的.即使在轴向速度大于零的时候解也会出现间断现象.这些解展示了字宙演化过程中的一些现象,例如黑洞的形成与演化以及宇宙的暴涨和膨胀.     

热量再循环对有机尘埃微粒燃烧的影响

研究了热量再循环和不同式Lewis数,对有机尘埃微粒燃烧的作用.在微型燃烧室中,由于热量再循环的影响更加显而易见,所以建立更好的模拟微型燃烧室性能的计算模型显得十分必要.为了模拟有机尘埃微粒的燃烧,假定尘埃微粒首先被气化,氧化成为一种化学结构已知的气相,接着假定该可燃气体的化学结构为甲烷.为了研究火焰的结构和求解控制方程,认为火焰结构由3个区域组成,即预热气化区、反应区和后火焰区.通过从后火焰区到预热区的排热来评价再循环现象.问题如下分步求解:首先对各区域的控制方程无量纲化;接着对各区域应用必要的边界条件和协调条件;然后按分析模型,对控制方程以及必要的边界条件和协调条件,同时进行求解.表明,再循环和不同式Lewis数,对有机尘埃微粒的燃烧特性有着显著的影响,得到不同微粒半径时的燃烧速度曲线和温度曲线等.结果与已发表的试验数据吻合.     

实际气体的幂律状态方程

为克服Onnes(昂内斯)气体状态方程参数多的缺点, 提出了描述实际气体的幂律状态方程.该模型仅包含两个参数,其中幂律函数的阶数可以为任意实数,刻画了实际气体偏离理想气体的程度.满足幂律状态方程的实际气体称为幂律气体.应用于描述氮气（N₂）和四氟甲烷（CF₄）两种实际气体的研究表明,与Onnes气体状态方程相比,幂律气体状态方程可以用较少的参数,准确地描述气体状态方程中压强和体积的幂律关系.此外,温度越低,幂律函数的阶数越小,反映了气体的实际状态越偏离理想气体.     

侵入气体沿井筒的上升规律研究

地层气体侵入井筒后形成气液两相流动体系,气体沿井筒向上滑脱运移,随着所受压力的降低其发展变化过程会很快,如果不及时处理就会演变为井涌、井喷,甚至井喷失控.因此,准确的预测侵入气体沿井筒的上升规律,有助于认识气侵发展过程,同时为现场采取井控措施提供理论依据,有效避免井下复杂事故.基于侵入气体沿井筒运动的力学特性,建立了气体的上升速度模型,模型模拟分析表明:地层渗透率越高、机械钻速越快、单位时间内侵入井筒的气体量越多、气体上升速度越快,井底压力波动越大;施加一定的井口回压可以有效抑制气体的膨胀运移.     

基于系统动力学的城市道路交通污染控制问题研究

城市交通污染是我国城市化发展进程中亟待解决的问题,问题涉及变量多且结构复杂,很难用数学模型进行全面描述.为了综合考虑城市交通污染气体排放的影响因素及其相关关系,从系统的角度出发应用系统动力学原理在充分考虑交通拥堵对污染气体排放影响的基础上建立了城市交通污染气体排放模型.并以上海市为例运用Vensim PLE软件对模型进行仿真,发现交通拥堵对城市交通污染的影响非常显著,当交通负荷大于1.62时,污染物的排放量呈指数增长.最后针对上海市的交通政策对污染气体排放的影响进行仿真分析,提出控制交通污染的合理化建议.     

Van der Waals气体Euler方程的活塞问题

研究了修正的Van der Waals气体Euler方程的活塞问题.利用Maxwell提出的等面积法则,将Van der Waals气体状态方程修正为与实际相符合,从而将方程从混合型转会化为双曲型.利用特征分析法,给出修正的Van der Waals气体Euler方程的Riemann问题前向波的所有解,从而进一步给出了推拉活塞时气体的所有运动.     

延拓Chaplygin气体黎曼解的流逼近极限过程中的集中性研究(英文)

本文研究了延拓Chaplygin气体的黎曼解在流逼近极限过程中的集中现象和狄拉克激波的两种形成机制问题.利用相平面分析法和广义特征分析法,构造出了延拓Chaplygin气体的整体黎曼解,并获得了两个结果:当压力消失时,延拓Chaplygin气体的包含两个激波的解收敛到输运方程的狄拉克激波解;当压力项趋近于广义Chaplygin压力项时,延拓Chaplygin气体的包含两个激波的解收敛到广义Chaplygin气体的狄拉克激波解.结论推广到了延拓Chaplygin气体.     

带有源项的广义Chaplygin气体磁流体Euler方程组Riemann解的极限

研究了带有源项的广义Chaplygin气体磁流体Euler方程组Riemann解的极限.由于非齐次项的影响,带有源项的广义Chaplygin气体磁流体Euler方程组Riemann解不再是自相似的.当压力和磁感强度同时消失时,它的解会收敛到零压流输运方程组的Riemann解,解中会出现δ-激波和真空现象.同时研究还得到了仅当磁感强度消失时,它的解会收敛到非齐次广义Chaplygin气体Euler方程组的Riemann解,并且解中只出现δ-激波.     

气体在双重孔隙介质中的渗流问题

本文将研究气体在双重孔隙介质中的渗流问题.所谓双重孔隙介质是指由两种不同性质的多孔材料均匀组合而成的介质,这种介质可以人工合成而且一些天然材料(例如裂缝-孔隙性油、气田的储集层)也可视为双重孔隙介质。设匀质气体的状态方程为γ=γ_0p~β,其中γ_0为气体常数,p是压力,γ是气体的密度,β=1(等温过程)或0<β<1(绝热过程).由质量守恒和Darcy定律得到     

弱重力场中的平面活塞运动

本文分析了弱重力场中等速活塞运动驱动恒星大气的气体动力学过程.在活塞前面,气体被压缩.压缩气体利用其部分内能,以及有些情况下其动能,以克服外加重力.当逃逸速度与等离子体速度之比值为一小参数时,所有量可对小参数展开,基态解给出均匀流,如同没有重力场的气体动力学所讨论的那样.一阶关系给出外加引力场对流场的影响,即激波强度变化不大而气体内能不断耗散.对于强激波和活塞附近,近似得到的分析解有类似的特征.由于外加重力场在天体物理和大气物理过程中的重要性,这些结果对于恒星和行星大气中瞬变过程的机制会有启发.     

强电负性气体特征值与击穿电场强度的研究

本文讨论了强电负性气体及其混合气体的临界击穿电场强度,特别是混合气体临界击穿电场强度的变化规律.这些变化可归纳为线性关系、协同关系、正协同关系和负协同关系4种类型.同时,还讨论了多种强电负性气体及其混合气体的特征值,以及这些特征值与临界击穿电场强度之间的关系.     

考虑冗余的极小碰集问题研究

针对海上采油平台可燃气体探测器布设优化问题，首先建立了一个精确理论模型；通过对精确理论模型进行降维、简化和数字化处理，得到一个近似应用模型，该模型可视为极小碰集问题的一个变体，即考虑冗余的极小碰集问题。证明了冗余度大于或等于2的极小碰集问题都是NP-完备的。结合探测器布设的应用背景，针对冗余度为2的问题设计了一个启发式算法，旨在保证冗余度的前提下，极小化所需探测器的数目。仿真结果表明，该算法可以在不显著增加或减少探测器安装数目的情况下，使得任何一个拟泄漏点在任何风向下发生泄漏，都可以至少被两个探测器探测到，从而大大提高平台的安全性。     

粘性依赖密度的Navier-Stokes方程组的不连续解

该文研究了一类粘性系数依赖于密度的一维可压缩Navier-Stokes方程组的自由边界问题. 对初始密度是不连续的情形,证明了其解的局部存在性和唯一性. 其结果说明：不论初始密度的振荡幅度有多大,在某个时间段$[0,T]$上,气体内部不会产生真空状态,气体和真空的分界也是以有限速度传播的.