导弹水下点火推力峰值问题的数值研究

通过对燃烧室内燃气采用常微分控制方程,对喷管-燃气泡流场采用准一维模型,数值研究了导弹水下点火初期推力峰值与燃气泡初始体积、喷管尾盖打开压强、发射深度等参数的关系。对水流场采用势流理论并通过边界元方法求解,水流场和燃气泡流场由交界面上的压力连续和速度连续条件相互耦合;利用准一维气流场模型计算得到的结果表明导弹在水下点火后瞬间所受推力将急剧增大,与利用球形气泡模型得到的结果一致。计算结果还表明推力峰值随着燃气泡初始体积的增加迅速降低,随着喷管尾盖打开压强的增加而增大,随尾盖质量的增加而增大;在一定范围内发射深度的变化对推力峰值影响较小,计算结果可为工程设计部门提供参考。     

非均匀介质中流动和传热问题的有限分析法

数值求解非均匀介质中的输运问题广泛应用于科学计算和工程领域．介质的强非均匀性给相关问题的准确求解带来极大的困难．近年来,本课题组将有限分析法拓展到该领域,建立了非均匀介质中输运问题的有限分析法．该算法基于网格奇点邻域内类拉普拉斯方程局部解析解构建,算法具有很高的精度,且不依赖于介质的非均匀性强度．不管相邻网格传导率差异如何,仅需对原始网格进行很少地细分就可以获得非常准确的计算结果,因此与其他传统数值算法相比,可以大幅提高计算精度和效率．该算法可广泛应用于求解非均匀多孔介质中的渗流、复合材料中的热传导及电场分布等问题．     

多连通区域的Dirichlet空间上的复合算子

对于定义在有界连通区域上的Dirichlet空间,我们着重讨论了其上复合算子的有界性、可逆性、Fredholm性及K-理论性质.     

Derivation of a Nonlinear Reynolds Stress Model Using Renormalization Group Analysis and Two-Scale Expansion Technique

Adopting Yoshizawa＇s two-scale expansion technique, the fluctuating field is expanded around the isotropic field. The renormalization group method is applied for calculating the covariance of the fluctuating field at the lower order expansion. A nonlinear Reynolds stress model is derived and the turbulent constants inside are evaluated analytically. Compared with the two-scale direct interaction approximation analysis for turbulent shear flows proposed by Yoshizawa, the calculation is much more simple. The analytical model presented here is close to the Speziale model, which is widely applied in the numerical simulations for the complex turbulent flows.     

考虑惯性效应的渗流方程及相关阻力标度律

本文基于体积平均法推导得到了多孔介质中考虑惯性效应时的局部线化宏观流动方程,由此可以递推得到较大雷诺数Re 时Navier-Stokes 方程的解,从而避免了直接求解Navier-Stokes 方程所带来的计算成本高和计算稳定性差的问题．针对正方形周期排列模型的算例表明,平均速度方向与宏观压力梯度方向并不总是一致,一般情况下,随着Re 增大,二者差异也会增大．当固定平均速度方向v ? 时,压差阻力在较大的Re 范围内存在标度律,标度指数约为3．该标度指数与弱惯性区域标度指数一致,但弱惯性区域Re 范围仅为0相似文献   

研究随机有热场中扩散行为标度律的一种自洽方法

本介绍了一种研究随机有势场中扩散问题标度律的自洽方法,并综述性介绍了该方法在计算聚合物的Flory指数、研究随机介质中无规行走的长时间下的渐近行为、研究均匀各向同性湍充场中粒子的相对扩散、研究Kuramoto-Sivashinsky方程的奇异扩散行为以及研究微乳浊液中热脉动对化学反应的影响等方面的应用。     

利用重正化群方法推导湍流二阶矩封闭模型

Rubinstein和Barton在他们的原始工作中,利用Yakhot-Orszag湍流重正化群方法对雷诺 应力输运方程中的速度-压力梯度项和各向同性回归过程进行了模拟. 文中分析了 其在理论推导过程中存在的数学物理上不自洽的问题及计算错误,并且利用重正化 群方法重新系统地对雷诺应力输运方程进行了模拟,计算得到的湍流常数理论值和 经验值相接近.     

磁电复合材料中拓扑磁结构的力学调控

磁性斯格明子是在一些铁磁材料中存在的一种重要拓扑磁结构,由于其具有独特的磁-电-力-热多场耦合特性,在未来新型自旋电子器件中有着广泛的应用前景。然而,磁性斯格明子一般需要在外加磁场下才能稳定存在,极大地限制了其在自旋电子器件中的实际应用。本文基于实空间下磁电材料的相场模拟,发现铁电和铁磁复合薄膜中铁电斯格明子可以通过界面变形来稳定铁磁斯格明子。由于力电耦合效应,铁电层中铁电斯格明子的非均匀分布极化在界面产生周期性的非均匀界面变形。界面变形通过力磁耦合效应,使铁磁层中的磁性斯格明子在没有外加磁场的条件下能够稳定存在。本文的研究结果表明,基于磁电复合材料中的力-电-磁耦合效应,通过优化设计复合材料中不同组元的结构,可以实现拓扑磁结构的力学调控,从而为设计基于拓扑磁结构的新型自旋电子器件提供了新思路。     

湍流的重正化群理论

简要回顾了湍流重正化群理论的发展,介绍了该理论的主要内容及得到的主要结果,并评述了该理论存在的问题。同时也简单介绍了笔者为解决这些问题而做的一些工作。      

Si/Ti原子比对TiO2-SiO2复合薄膜亲水性能与摩擦磨损性能的影响

采用直流(DC)反应磁控溅射法在玻璃上制备了不同Si/Ti原子比的TiO2-SiO2复合薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计、CA-XP150型接触角仪、UMT-2型多功能微摩擦仪,研究了不同Si/Ti原子比的TiO2-SiO2复合薄膜微观结构、表面形貌、亲水性能和摩擦磨损性能.结果表明,所制备的纯TiO2薄膜具有锐钛矿结构,其平均晶粒尺寸为11 nm,TiO2-SiO2复合薄膜呈现非晶结构,其粒子尺寸相对减小;随着Si/Ti原子比的增大,薄膜在可见光区的平均透过率从76.6; 增加到84.3;.当复合薄膜中Si/Ti原子比为1:2时,薄膜的摩擦系数为0.11,薄膜具有最佳的亲水性能;在紫外光照射2 h后水接触角降到3.0°;在黑暗中放置30 h后水接触角略增加到7.7°.