基于研究型教学理念的数学建模和最优化课程建设

针对数学模型与最优化课程的特点和要求,设计培养大学生创新能力的研究型教学模式:教学内容的设计坚持四个原则、教学过程重在启发与互动、课内外学习重在研究、数学软件的应用重在与课程整合等.通过各个环节提高学习的主动性,激发学习兴趣,培养学生应用数学解决实际问题的能力,进一步推动创新人才的培养.经过两轮教学实践表明:本课程的教学设计合理、教学效果良好,值得尝试.     

微极性流体在上下正交移动的渗透平行圆盘间的流动

分析了上下正交运动的两平行圆盘间的非稳态的不可压缩的二维微极性流体的流动．应用von Krmn类型的一个相似变换,偏微分方程组(PDEs)被转化成一组耦合的非线性常微分方程(ODEs)．应用同伦分析方法,得到方程的解析解,并且详细讨论了不同的物理参数,像膨胀率,渗透Reynolds数等,对流体的速度场的影响．     

具有分数微分的广义Oldroyd-B流体螺旋流动

针对无限长两同心圆柱间的广义Oldroyd-B流体的螺旋流,圆柱管道绕对称轴方向振荡,在自身所在的平面上沿对称轴方向做加速运动拖动流体在环形管道内做螺旋流动.采用分数微分建立流动模型,应用分数微分的Laplace变换和Hankel变换方法研究非稳态Oldroyd-B流体螺旋流动在周向和轴向的速度场和剪切力.结果表明:在t=0.5时,分数阶导数α的值越小,流体的速度衰减的越慢,β有与α相反的结果;广义二阶流体,广义Maxwell流体,牛顿流体及单圆柱管道内广义Oldroyd-B流体的螺旋流的解是该模型解的特殊形式.     

与工科专业相结合的矩阵论课程教改探索

为培养研究生的创新能力和数学应用能力,在保证课程自身特色的同时,与工科专业相结合,改革矩阵论教学内容;提倡学生充分参与课堂教学,改进教学方法和考核方式。     

边界耦合的Marangoni对流边界层问题的近似解析解

研究了由温度梯度引起的Marangoni对流边界层问题.由于动量方程和能量方程的边界条件耦合,利用相似变换将偏微分方程组转化为常微分方程非线性边界值问题.通过巧妙引入摄动小参数对速度和温度边界层方程同时渐近展开求解,得到了问题的近似解析解,并对相应的动量、能量传递特性进行了讨论. 关键词： Marangoni对流 近似解析解 渐近展开     

幂律流体温度边界层定性分析和数值模拟

本文研究具有连续移动延伸表面的幂律流体边界层的流动和传热问题,建立了一种新的热扩散系数数学模型,定性地分析了温度边界层厚度的分布规律.数值求解得出温度场的分布,并进一步分析了物性参数和运行参数对无量纲温度分布的影响规律,结果表明:温度边界层的分布不仅和幂律指数及普朗特数有关,而且和平板速度比例参数有关.     

两相复合材料有效热导率的理论推导

复合材料有效热导率的解析表达式一直是传热问题中人们想要解决的问题.本文选用合适的单元体,采用热阻模型和积分平均方法,分别对分散相为球体和圆柱体的两相复合材料的有效热导率进行了推导.对于多孔复合材料,当孔隙率较大或温度较高时辐射换热的影响不能忽略,本文分析了气孔为球体或圆柱体时辐射换热对其有效热导率的影响.将计算所得有效热导率与相关实验数据进行了比较,结果表明两者吻合较好,证明了公式的准确性.     

有限厚度的Marangoni对流边界层问题的解析近似解

讨论了由不同温度介质的界面张力梯度而诱导的有限厚度Marangoni对流的边界层问题.假设界面张力是温度的平方函数,下表面保持恒温,上表面的温度是水平距离的线性函数.通过坐标变换和巧妙引入小参数对速度和温度边界层控制方程组摄动渐进展开,得到了问题的解析近似解.研究了Marangoni数和Prandtl数对速度、温度边界层的影响,对相应的流动特性进行了探讨.     

Diffusion dynamics in branched spherical structure

Diffusion on a spherical surface with trapping is a common phenomenon in cell biology and porous systems. In this paper, we study the diffusion dynamics in a branched spherical structure and explore the influence of the geometry of the structure on the diffusion process. The process is a spherical movement that occurs only for a fixed radius and is interspersed with a radial motion inward and outward the sphere. Two scenarios govern the transport process in the spherical cavity: free diffusion and diffusion under external velocity. The diffusion dynamics is described by using the concepts of probability density function (PDF) and mean square displacement (MSD) by Fokker-Planck equation in a spherical coordinate system. The effects of dead ends, sphere curvature, and velocity on PDF and MSD are analyzed numerically in detail. We find a transient non-Gaussian distribution and sub-diffusion regime governing the angular dynamics. The results show that the diffusion dynamics strengthens as the curvature of the spherical surface increases and an external force is exerted in the same direction of the motion.