具有幂率速度移动表面边界层问题解析近似解

利用微分方程相似变换,摄动渐进展开和Padé逼近方法对幂率速度移动表面边界层问题进行了研究,得到了问题的解析近似解,对相应的流动特性进行了探讨.     

竖直平板间自然对流的湍流频谱特性

根据直接数值模拟的计算结果，对竖直平板间湍流自然对流的脉动动能、速度及温度等物理量的时间序列进行频谱分析．结果表明，流动达到充分发展状态后，小尺度到大尺度的能谱很宽，计算的分辨率足够．从能谱分布可以观察到含能区、惯性子区和耗散区的存在，文中对各区的特性进行分析．由于该流动的强各向异性，惯性子区很窄．并讨论了法向位置对脉动动能的影响以及大尺度结构的特性．     

HRR理论的近似解析解

本文根据文献[3]给出的HRR 解的角函数数值表,利用数值拟合方法,给出了HRR理论的近似解析解.本文结果不仅形式简单,而且和精确解符合得很好.对幂硬化指数n在0和1之间的任何弹塑性材料均适用.给进一步研究裂纹尖端附近的弹塑性应力应变场以及工程安全评定提供了一个方便的解析工具.为了计算方便,我们把应力、应变、位移无量纲化,它们与实际应力、应变、位移的关系为     

竖直平板间自然对流大尺度相干结构的POD分析

POD方法是研究湍流相干结构的有效手段．将该方法应用于竖直平板间自然对流的问题,考虑到流场的热耦合性,采取了速度场与温度场相关联的POD分析．研究表明,该流场具有显著的结构性,流场中的主要含能流动形态为大尺度螺旋涡与纵向涡结构．用POD分析方法,得到广义“能量”在各模态问的分布,发现其分布有比较明显的收敛性．通过POD方法重构流场,可以用较少的模态捕捉到该流场的主要信息．     

自然对流边界层中湍流的发生

自然对流边界层中从层流到湍流的转捩经历了浮力振型、无摩擦振型和黏性振型的三重流动不稳定性相继产生的前转捩过程,以及近壁迅速出现强湍流源,随之平缓地向自模拟的湍流边界层过渡的热转捩过程.浮力振型在修正Grashof数G>40时开始失稳并成为主要振型,在振幅分布中3种振型的临界层位置处出现3个峰值;在G>100时浮力振型消失,无摩擦振型失稳并成为主要振型,振幅分布中在近壁区还出现黏性振型的峰值;在G>170时无摩擦振型经非线性演化在外层形成较弱的湍流,但内层黏性应力仍远高于湍流应力,振幅分布中仅有与黏性振型相应的峰值,在频谱中黏性振型的基频、第一、第二、第三阶亚谐频随G的增加相继出现,此时黏性不稳定波的高频成分已转化为湍流,但低频成分仍按线性规律增长,直至湍流惯性子区开始形成;至G>800时黏性振型消失,并在G=850附近时近壁区出现强湍流源,湍流应力、湍能产生项和近壁湍流热流率剧增.在热转捩后期,湍流应力和湍能产生项明显下降,流动在内外层趋于平衡.     

低Pr数流体非稳态自然对流流动的标度分析

施加了恒定热通量的竖直平板置于静止的均匀或线性分层流体中会在板壁上形成自然对流流 动. 它在达到稳态前将先历经起始和过渡两个阶段. 而表征其瞬时流动特征的主要参数是壁温、热边界层厚度、内层和外层速度边界层厚度、边界层内竖直方向的最大速度、以及层流边界层发展达到稳态所需的时间. 利用标度分析得到了均匀和线性分层低普郎特数(Pr<1)流体沿恒定热通量竖直平板的非稳态自然对流流动在各个发展阶段的标度关系.     

粘性液体混合的自型问题的近似分析解

不可压缩粘性液体混合的自型问题,只是少数几种情况得到了分析解,其它情形只能用数值法求解。本文用最小二乘法求出了这个问题的近似分析解。对于壁面具有式(3.2)的形状的渠道中的流动,本文得到了λ_1很小时流速的计算公式。     

Oldroyd粘弹性流体缝隙流问题的解析解

本文得到了满足Oldroyd 四参数模型的粘弹性流体的平板Poiseuille 流问题的解析解.利用所得结果计算了共挤出问题--一种新的聚合物加工过程,并得到了解析解.     

功能梯度矩形板的近似理论与解析解

提出了压电功能梯度矩形板在竖向载荷作用下的近似理论与解析解. 引入了板理论的Kirchhoff假设、Reissner-Mindlin假设和提出的补充假设, 并假设材料常数在板厚方向按指数规律变化. 推导了板在周边简支同时又接地情况下中性层法线转角的解和用Fourier级数表示的电势解. 该解在形式上比精确解简单得多, 进行数值计算时也相当方便与快捷. 计算结果与ANSYS软件用三维实体单元的有限元计算结果进行了比较, 证实了该方法即使在厚板情况下仍然具有很高的精度.      

双筒黏度计中牛顿流体振荡的近似解析解

双筒黏度计中牛顿流体的流动问题,已经得到了数值解￣［１］．本文利用变量变换及加权残值法,得到了该问题的近似解析解。算例表明,当隙宽很小时,近似解与已有准确解（数值数）十分符合。     

运动激波扫过运动平板的非定常传热问题

本文研究运动激波扫过平板边界层后边界层随时间的演化。首先将霍华斯变换推广到非定常情形并引入相似参数将非定常问题化为有两个前缘的边界层问题。这时抛物型方程是奇异的。在激波附近用奇异摄动法求出级数解,然后用逆风格式数值积分将解延拓到平板前缘。     

非牛顿幂律流体绕可渗透平板非定常流动的相似解

文（１）研究了平板表面吸吮速度按照某一规律变化时，非牛顿幂律流体绕可渗透平板非定常流动的运动方程的相似解。本文补充研究吸吮速度按照其它一些规律变化时该问题的准确的或近似的相似解。