具有时滞状态反馈的随机Van der Pol系统的动力学研究

研究了时滞及时滞反馈控制参数对Van der Pol系统极限环幅值的影响. 运用自适应的平均场近似方法给出了系统的线性化近似及系统参数Lyapunov稳定性的边界条件, 同时给出了Van der Pol系统的关联时间和功率谱密度的数值模拟结果. 通过与平均场近似下的解析结果比较后发现, 数值模拟结果和理论结果符合.进一步讨论了时滞反馈控制参数、噪声强度以及时滞对关联时间和功率谱密度的影响. 关键词： 平均场近似 关联时间 Lyapunov稳定性     

垂直并联管内高压汽水两相流压力降型脉动的研究

本文在宽广的参数范围内,对垂直并联管内高压汽水两相流压力降型脉动特性进行了试验研究,得出了系统参数对脉动起始点、周期和振幅的影响。根据两相流的均相模型,对压力降型脉动的周期和振幅进行了数值计算。此方法考虑了系统非线性的影响,与试验结果符合较好。     

交通拥堵相变问题的同伦分析法

利用同伦分析法研究了一类基于洛伦兹系统的交通拥堵相变问题的非线性方程. 通过选取不同的初始解和不同的线性算子,分别得到了问题的近似解和相应的残留误差. 通过与前人结果的比较得出,在研究该类问题时同伦分析法优于微分变换法; 在应用同伦分析法时,要选取尽可能接近原算子线性部分作为线性算子. 本文还给出了一种新的初始解选取方法(双同伦分析法). 数值模拟的结果证实了理论分析的正确性. 关键词： 同伦分析法 交通拥堵 近似解 残留误差     

正向阴燃波的结构和稳定性

本文通过数值计算方法系统研究了正向阴燃波的两种典型结构,即反应滞后结构和反应前导结构,比较了当来流空气流量发生变化时两种结构的主要特征参数的变化规律。在此基础上,通过数值方法分析了这两种结构的线性稳定性。结果表明,在绝热条件下,对于文中所选参数取值,两种结构的正向阴燃波都是线性稳定的。     

基于非接触电导的气液两相流参数检测系统

研究了电容耦合式非接触电导检测技术(C~4D)应用于气液两相流测量的可行性,建立了一套基于非接触电导的毫米级气液两相流参数检测系统。利用所建立的系统,在内径为5 mm,9 mm的水平管上进行了气液两相流实验,获得了不同流型下的电导测量信号,并对段塞流、波状流、泡状流和环状流四种典型流型下的电导信号进行了分析与比较。研究结果表明,所建立的基于非接触电导的气液两相流参数检测系统是有效的,C~4D技术应用于气液两相流参数测量是可行的。不同流型下所获的电导信号特征均表现出明显差异,有望用于流型辨识。     

负性向列相液晶中1+1维空间光孤子:微扰法

利用微扰法对负性向列相液晶中的1+1维空间光孤子进行了系统性的研究, 得到了近似解析孤子解.通过数值迭代, 发现只有当非局域程度大于某一临界值时孤子才能存在.近似解析解即使在一般非局域程度下和数值解也符合得较好. 为讨论孤子的稳定性, 进行了线性稳定性分析, 发现孤子均是稳定的, 数值模拟进一步证实了线性稳定性分析的结果.     

两相自然循环流量漂移的分岔研究

本文基于分岔理论及DERPAR数值算法,运用均相模型计算得出典型沸腾两相自然循环系统的静态分岔解图。讨论了系统压力、欠热度、阻力等参数对运行稳定性及输热能力限的影响。通过采用不同冷凝器模型,研究了冷凝模型与参数对流量漂移特性的影响。并将结果与漂移模型计算结果进行比较,结果可为两相自然循环回路设计、运行提供参考。     

分数阶van der Pol振子的超谐共振

以含分数阶微分项的van der Pol振子为对象,研究其超谐共振时的动力学特性.首先,通过平均法得到了系统的一阶近似解,提出了超谐共振时等效线性阻尼和等效线性刚度的概念,研究了分数阶微分项的系数和阶次以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式对系统动力学特性的影响.随后,建立了超谐共振时定常解的幅频曲线的解析表达式,得到了超谐共振周期响应的稳定性判断准则并提出等效非线性阻尼和非线性稳定性条件参数的概念.最后,通过数值仿真比较了分数阶与整数阶系统的幅频曲线,分析了分数阶微分项的系数和阶次对响应幅值、幅频曲线以及系统稳定性的影响.     

Duffing系统的主-超谐联合共振

非线性动力系统极易发生共振,在多频激励下可能发生联合共振或组合共振,目前关于非线性系统的主-超谐联合共振的研究少见报道.本文以Duffing系统为对象,研究系统在主-超谐联合共振时的周期运动和通往混沌的道路.应用多尺度法得到系统的近似解析解,并利用数值方法对解析解进行验证,结果吻合良好.基于Lyapunov第一方法得到稳态周期解的稳定性条件,并分析了非线性刚度对稳态周期解的幅值和稳定性的影响.此外,由于近似解只能描述周期运动,不足以描述系统的全局特性,因而应用Melnikov方法对系统进行全局分析,得到系统进入Smale马蹄意义下混沌的条件,依据该条件以及主-超谐联合共振的条件选取一组参数进行数值仿真.分岔图和最大Lyapunov指数显示出两个临界值:当激励幅值通过第一个临界值时,异宿轨道破裂,混沌吸引子突然出现,系统以激变方式进入混沌;激励幅值通过第二个临界值时,系统在混沌态下再次发生激变,进入另一种混沌态.利用Melnikov方法考察了第一个临界值在多种频率组合下的变化趋势,并用数值仿真验证了解析结果的正确性.     

一类相对转动时滞非线性动力系统的稳定性分析

建立了具有时变刚度、非线性阻尼和谐波激励的一类相对转动时滞非线性动力系统的动力学方程.采用多尺度法推导出时滞动力系统的分岔响应方程,运用奇异性理论研究系统结构稳定性,得到主共振稳态响应方程的转迁集以及不同参数下分岔曲线的拓扑结构.应用Hopf分岔理论讨论了时滞动力系统动态稳定性,给出了系统产生极限环的条件,最后用数值模拟的方法研究了时滞参数对系统极限环幅值的影响。     

自然循环过冷沸腾流动不稳定性的研究

本文以氟里昂12作工质,对自然循环过冷沸腾流动不稳定性进行了实验研究,实验过程中发现自然循环系统内可能发生高频脉动和低频脉动两类流动不稳定性,并证实高频脉动属于声波型脉动,低频脉动属于密度波型脉动。本文以两相流漂移模型为基础,对自然循环过冷沸腾流动不稳定性进行了数值模拟,数学模型考虑了热力学非平衡即过冷沸腾和过冷凝结对流动不稳定性的影响。数值模拟结果与实验结果符合良好。     

Convective instability of solidification with a phase transition zone

The morphological instability of solidification is analytically studied in the presence of an anisotropic and heterogeneous phase transition zone with allowance for a liquid flow and convective heat-andmass transfer in this two-phase zone. The mechanism of breaking the stability of solidification is considered; it consists in a convective heat and impurity transfer during a liquid flow along channels in the phase transition zone. The morphological instability is subjected to linear analysis with allowance for a liquid flow in the liquid phase of the system, impurity diffusion in the two-phase zone, and the dependence of the transfer coefficients on the phase composition. The perturbation evolution parameter is determined for an anisotropic and heterogeneous two-phase zone, and neutral stability curves of the process are obtained. It is shown that taking into account impurity diffusion and an increase in the heterogeneity of the phase transition zone broaden the instability region and that a decrease in the anisotropy narrows this region. A new criterion of convective morphological instability of solidification with a two-phase zone is found, and it substantially broadens the instability region when the liquid flow velocity increases.     

使用扩散模型数值模拟二维湍流气固两相流

本文从描述多维湍流气固两相流的两流体模型出发,导出了计算湍流气固两相流中固体颗粒扩散速度的计算模型,进而基于在一维流场中颗粒的终端速度是重力加速度gi的函数,提出在多维流场中颗粒相处于一个修正的加速度场g'i的作用下,该修正的加速度g'i包含了包括重力在内的各种力的作用,这些力对颗粒的加速作用与重力对颗粒的加速作用没有区别。根据这种观点,提出了用于模拟多维湍流气固两相流的改进的扩散模型。本文使用改进的扩散模型对台阶后方的气固两相流进行了数值模拟,并将数值计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,改进的扩散模型的预报结果与实验结果符合得相当好。     

基于滑速比的气水两相流气相流量计算方法研究

目前对气水两相流的分相流量的研究中,多是针对两相流总流量和液相分相流量进行,对气相分相流量的研究很少.本文利用文丘里管和含气率传感器对空气水两相流气相流量计算方法进行了研究,在均相流模型基础上考虑了滑速比因素造成的影响,探讨了两相流气相流量计算方法.结果表明,该方法相对于传统的均相流模型在计算精度上得到了显著提高.     

并联管两相流不稳定性的研究

在高压汽水回路上对垂直并联管中汽液两相流不稳定性进行了试验研究．确定了压力、质量流速、入口过冷度、热负荷及热负荷不对称分布、进口及出口节流、可压缩容积等对不稳定性的影响．得出了压力降型和密度波型不稳定性的界限，给出了并联管中计算不稳定性起始条件的无因次方程，为大型直流锅炉和蒸汽发生器的设计提供依据．     

一种新的气液两相流体流量计-三通管型分流分相式两相流体流量计

利用三通管的相分离特性,从被测气液两相流体中分流分离出一部分单相气体,通过测量这部分单相气体的流量计算被测气液两相流体的流量或干度.文中给出了这种分流分相式气液两相流体流量计的组成原理,分流系数特性及实验结果.     

电阻层析成像技术在两相流测量中的应用

过程层析成像技术能实时提供封闭管道、容器等过程设备内物场运动状态的二／三维测量信息,它为解决两相流参数的检测问题提供一种新的途径。本文以基于电学敏感原理的电阻层析成像技术为测量手段,实现在多相流实验装置上对气／水、油／水两相流二维／三维时空分布信息的实际测量;介绍了基于测量数据特性分析的在线流型识别技术和相含率的估计方法,应用现代数据处理和模式识别技术进行数据融合与提取,实现两相管流流型识别和分相含率的估计;通过开展相关测量的研究,初步实现两相流中离散相流量的测量。     

气固两相流动的数值计算

1前言两相流系统的研究主要有三种方法：宏观的连续介质理论（欧拉法）[1]、微观的运动理论、粒子运动的拉格朗日方法．和单相流动的主要差别在于，两相流动模拟要考虑两相间的相互作用，即耦合作用．如果载荷比较低，粒子的存在并不影响气流的速度场，但气流决定着粒子的轨道和参数的变化，这种情况叫单向耦合（one－waycoupling）．在早期的数值分析模型中，单相耦合假定常被人们采用。但当载荷比较高时，不但要考虑气相对粒子的影响，还要考虑粒子的存在对气流的影响，即双向耦合作用（two－waycoupling）[2]．这种两相间复杂的相互作用…     

卧式螺旋管内汽液两相流不稳定性试验研究

本文在中、低压汽水试验台上对卧式螺旋管内汽液两相流动不稳定性进行了详细的试验研究，获得了各类脉动发生的界限及各主要参数对脉动的影响规律，并在无固次分析的基础上，给出了密度波脉动起始边界的预报关系式。