弱粘性流体中垂直激励表面波的阻尼效应

在竖直振动的圆柱形容器中,将Navier-Stokes方程线性化,利用两时间尺度奇异摄动展开法研究了弱粘性流体的单一自由面驻波运动．整个流场被分为外部势流区和内部边界层区两部分,对两部分区域分别求解,得到包含阻尼项和外驱动影响的线性振幅方程．利用稳定性分析,得到形成稳定表面波的条件,给出了临界曲线．此外,还获得了阻尼系数的解析表达式．最后,将线性阻尼加到理想流体条件下所得到的色散关系中对其进行修正,理论结果证明修正后的驱动频率更加接近实验的结果．通过计算发现,当驱动的频率较低时,流体的粘性对表面波模式选择有重要影响,而表面张力的影响不明显;但当驱动频率较高时,流体的表面张力起主要作用,而流体的粘性影响甚小．     

粘性流体两相多孔介质非线性动力问题的罚有限元法

采用基于混合物理论的多孔介质模型,给出粘性流体饱和两相多孔介质非线性动力问题的控制场方程以及相应边值和初值问题的提法,用Galerkin加权残值法导出罚有限元公式,并给出该非线性方程组的迭代求解方法。考虑了体积分数和渗透率与变形相关的情况。用编制的有限元程序计算分析了一维多孔柱体在脉冲载荷作用下的瞬态响应,数值结果表明文中方法正确有效。     

一类Fisher方程的行波解

本文讨论了一类广义Fisher方程,得到了它的多个显式行波解.     

高阶Camassa—Holm方程的一类行波解

研究高阶Camassa-Holm方程的行波解,采用一种新的方法求解行波方程,获得了高阶Camassa-Holm方程的一类行波解．     

KdVB方程行波解的定量分析

本文利用数学分析的方法、研究了v2≥4μ时KdVB方程的行波解.证明KdVB方程行波解与相应的Burgers方程行波解在定量方面的类似性.证明一般渐近展开式的截断误差是小参数ε的高阶量.     

由孤波到行波涌浪

动力论Alfven波在反常阻尼作用下解有两个分支,慢波V_p<V_Acosθ则成为波破碎状态。这种涌浪结构是典型自组织现象,其形态由表征阻尼大小的参数β控制,高β得到激波样的结构,低β则在峰面上呈若干孤波的结构.联系非线性动力学中自组织现象,对孤波、激波和涌浪形成机制考察,可以给出波动的普适定义.     

轴突输运中的行波解

本文对于起源于神经科学的一类轴突输运方程研究了行波解的性质,从数学上解析了神经信号是如何通过行波解传递的.     

Burgers-KdV方程的二类行波解

在熊树林关于“Burgers-KdV方程的一类解析解”工作的基础上,给出了Burgers-KdV方程的另外两类精确行波解,扩充了范恩贵等人工作的结果.     

Nagumo方程行波系统的定性分析及其有界行波解

本文对Nagumo方程的行波系统进行了定性分析,该系统存在一端连接鞍点的有界异宿轨,进而选择奇点为鞍点的平面线性自治系统,利用该平面自治系统轨线向径的斜率,根据齐次平衡原则,构造出了Nagumo方程行波系统的行波解.其次Nagumo方程的行波系统还存在着对应中心周围闭轨的周期解,因而提出新的CPP解法,求出了对应的周期解.     

Jaulent-Miodek方程的行波解分支

利用平面动力系统分支理论研究了耦合的Jaulent-Miodek方程的孤立波及周期波的存在性,求出了分支参数集．在给定的参数条件下,得到了该方程光滑孤立波解及周期行波解的所有可能的显式表达式．     

两层密度分层流体毛细重力波三阶Stokes波解

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了两层密度成层状态下的毛细重力波,求得了两层密度成层状态下各层流体速度势的三阶解及毛细重力波波面位移的三阶Stokes波解.结果表明:三阶方程的解均受到表面张力的影响.三阶Stokes波解描述了毛细重力波的三阶非线性修正,波速不仅取决于波数和各层流体的厚度,而且还与波幅及表面张力有关.     

Solvability of Control Problems for Stationary Equations of Magnetohydrodynamics of a Viscous Fluid

We consider the boundary-value problem for the stationary equations of magnetohydrodynamics of a viscous incompressible fluid with nonhomogeneous boundary conditions for the velocity and electromagnetic field. We study global solvability of this problem and establish some sufficient conditions for uniqueness of its solution. We state control problems for the model of magnetohydrodynamics under consideration, study their solvability, give and examine optimality systems for both arbitrary and particular quality functionals.     

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.     

有限深度两层流体系统中运动点源生成的内波及其与自由面的相互作用

基于水波动力学势流理论,以二流体系统中点源运动为基本模型,采用Green函数法,研究了分层流体中内部扰动诱生的内波对自由面的影响,探讨对合成孔径雷达成像起重要作用的自由面辐散场的变化规律。研究表明:当上下层流体密度跃变较大、源接近密跃层且Froude数Fr接近内波模式的临界值Fr₂时,内波模式导致的自由面辐散场强度与表面波模式的贡献相当,两者具有强烈的耦合作用,理论分析与实验结果定性一致。     

Remarks on Maximal Attractors for the Compressible Navier-Stokes Equations of Viscous and Heat Conductive Fluid

This paper is concerned with the existence of maximal attractors in Hi (i = 1, 2,4) for the compressible Navier-Stokes equations for a polytropic viscous heat conductive ideal gas in bounded annular domains Ωn in Rn(n = 2,3).     

滚装船在波浪中横摇时船上滑动重载荷的同步效应

由于波浪和内部滑动车辆共同作用,使滚装船的横摇加剧,这是许多滚装船发生倾覆的重要原因之一．对由滚装船和多辆滑动车辆组成的浮基多体系统,取滚装船的横摇角和多辆自由滑动车辆在甲板上的横向位移为此系统的自由度,通过对船舶在波浪中所受表观重力和表观浮力的分析,导出波浪作用力矩,运用多体系统动力学方法,建立了系统的动力学方程．以某型海峡滚装渡轮为例,对在多辆车自由滑动和波浪共同作用下的滚装船浮基多体系统的横摇响应和车辆位移响应进行了数值计算,得出了多个自由滑动的重载荷因相互碰撞在舷侧舱壁的约束下随着时间的延长其运动将趋于同步的结论．     

在磁场作用下竖直管中有限长液柱的粘性流体运动

血栓的形成与血液动力学有密切关系．Ｃｈａｎｄｌｅｒ环的实验及进一步的研究表明，Ｃｈａｎｄｌｅｒ环中下弯月面处血栓的形成或许是因为流冲击下弯月面，使血小板和红细胞发生聚集所致。本文研究了竖直管中有限长液柱的粘性流体在磁场作用下的流动状况，应用有限差分方法进行了数值求解。计算结果表明，在适当的磁场强度下，管的下半部分管轴附近的轴向流速度较未加磁时有所减弱，从而减轻了流对下弯月面的撞击作用，可以有效地防止下弯月面处血栓的形成，而且磁场越强，这种减弱作用越明显，这一结果为进一步探求血栓的防治及其形成机制的实验研究有一定指导意义。     

有限变形弹性杆中的几何非线性波

利用有限变形理论的Lagrange描述,借助非保守系统的Hamilton型变分原理,导出了描述弹性杆中几何非线性波的波动方程．为了使非线性波动方程有稳定的行波解,计及了粘性效应引入的耗散和横向惯性效应导致的几何弥散．运用多重尺度法将非线性波动方程简化为KdV-Bergers方程,这个方程在相平面上对应着异宿鞍-焦轨道,其解为振荡孤波解．如果略去粘性效应或横向惯性,方程将分别退化为KdV方程或Bergers方程,由此得到孤波解或冲击波解,它们在相平面上对应着同宿轨道或异宿轨道．     

Waves in an Inhomogeneous Tube with a Flowing Two-Phase Fluid

Results of theoretical and mathematical justification of the problem on a pulsating flow of a two-phase barotropic bubbly fluid enclosed in an elastic semi-infinite cylindrical tube inhomogeneous along its length are presented. Linear one-dimensional equations are used. It is assumed that the tube is rigidly attached to the surrounding medium and therefore its displacement in the axial direction is absent. At infinity, the tube material is assumed to be homogeneous. To describe the pressure, flow rate, and displacement of the fluid, a pulsating pressure is given at the tube end. The problem stated is reduced to a singular Sturm-Liouville boundary-value problem, which in turn is reduced to a Volterra-type integral equation. This equation is solved by the method of successive approximations. By assuming that the corresponding potential is integrable, it is proved that these approximations converge to the exact solution of the problem. It is shown that this assumption also covers the very important practical case of piecewise inhomogeneity. For numerical realization, we consider a homogeneous tube with flowing water containing a small amount of bubbles. The effect of the volume content of bubbles on wave characteristics is revealed. In particular, it is stated that, for the oscillation regime selected, an increased bubble volume content decreases the wave velocity and considerably increases the flow speed (rate).