N-S方程的拟序扰动序列与改善的渐近展开匹配法

提出了以拟序扰动序列逼近N-S方程定解问题渐近解的一种方法。对N-S方程及其边界条件的渐近拟序扰动序列解进行了讨论,并应用此方法对球坐标系中的圆球绕流进行求解,改善了渐近展开匹配方法,使匹配函数更容易确定。改善后的阻力曲线与实测资料相比在雷诺数小于等于4×104以前完全吻合。     

圆球土样Biot固结的级数解

给出了圆球土样Biot固结的封闭级数解，该解由满足非齐次边界条件的弹力学角与满足齐次边界条件的渗注 动态解的叠加构成，通过算例，探讨了圆球土样的Biot固结规律和影响Manadel-Cryer效应的因素。     

横观各向同性圆球壳的自由扭转振动

本文用弹性动力学理论研究横观各向同性圆球壳的轴对称自由扭转振动问题,求出位移和应力的解析表达式,揭示了壳体在子午线方向和半径方向的耦合振动特性,文末算例给出不同几何尺寸和材料性质圆球壳固有频率和振型的数字计算结果.     

基于状态空间理论的功能梯度圆球瞬态热传导分析1)

基于状态空间理论研究功能梯度圆球的球对称瞬态热传导问题。根据热传导方程和热流密度的定义,取温度场和热流密度为系统的状态向量,通过将圆球分层和在时域内应用差分格式对控制方程进行离散,建立了系统的状态方程,给出了功能梯度圆球瞬态热传导问题的半解析解。算例分析表明：本文解不但结果正确、计算效率高,而且适用于材料参数沿径向任意梯度变化的圆球瞬态热传导分析。     

上海电视塔球形部件的压力分布和气动力

通过风洞试验研究了上海电视塔上下球体的风压和气动力．结果表明：两球体的压力分布均不同于光滑圆球，阻力比超临界光滑圆球大得多．     

旋转圆球入水空泡特性与流场结构的大涡模拟研究

圆球旋转入水过程对于基于先导物投放的新型入水降载方式具有重要研究价值. 采用大涡模拟方法结合均质多相流模型和VOF界面捕捉算法, 对低弗劳德数条件下疏水圆球高速旋转入水的自由运动过程进行了数值模拟, 研究了转速对入水空泡演化、流场结构和水动力特性的影响. 采用动网格与滑移网格技术实现圆球的自由运动, 并基于试验结果对比验证了数值模拟的可靠性与正确性. 旋转运动的升力效应导致圆球入水弹道发生偏转并从水面携带横向楔形射流侵入空泡内部. 采用入水砰击速度与转速进行归一化分析, 结果表明入水转速的增加显著改变了圆球的动力特性: 水平方向的速度和位移以及升力峰值都随入水转速的增加而变大, 但升力峰值受到入水速度的限制; 而垂直方向的速度和加速度以及空泡断裂深度几乎不受转速增加的影响, 并且空泡深闭合发生前圆球转速变化不大. 入水转速的增加也使液面飞溅环和空泡断裂的非对称性增强, 在较低转速时发生空泡表面闭合, 而在较高转速时则发生空泡深闭合. 对于空泡深闭合模式, 入水转速的增加带来更强的横向楔形射流, 并且抑制了空泡断裂产生的高压以及相应涡结构的生成, 致使圆球在入水砰击阶段承受更低的侧向压力.      

等径圆球组简单压缩下的宏观应力-应变关系

应用虚功原理推导出规则排列等径因球颗粒在赫兹接触规律下简单压缩时宏观应力应变关系，并与TRUBAL程序离散元法模拟结果做了比较．比较发现规则排列模拟结果和理论结果是一致的．进一步模拟研究了随机排列，给出了等径圆球随机排列宏观应力应变关系拟合公式．     

低超声速绕球流动的数值模拟

本文选择对不同Mach数M_∞都适用的曲线坐标和转换函数,将物理平面上的控制方程变换到计算平面上去,并使计算流场的范围都落在脱体激波、物面和声速线附近。这样在M_∞→1的低超声速下脱体激波远离物体时大大地缩小了计算流场的范围。本文用高精度的TVD差分格式求解了低超声速圆球绕流,所得结果如脱体激波、声速线位置等与实验结果吻合极好,解决了多年来在1.3≥M_∞>1范围内一些圆球绕流介的矛盾结果。本文得到的M_∞=1.05下的绕球流场结果是目前尚未见到的。     

温差与压力驱动下球在冰中的接触熔化运动

分析了圆球下的冰在压力与温差共同作用下产生的熔化过程。利用接触熔化理论和水在三相点附近熔点随压力增加而降低的热物性,求得熔化边界层厚度的表达式、作用力与熔化速度关系所应满足的基本方程,由此可推导得温差和压力单独作用下的接触熔化结果。通过分析讨论发现,1)在压力产生的相同温差条件下,球的压力熔化速度要小于温差驱动接触熔化的速度。温差与压力单独驱动下的各自熔化结果,不能通过温度替换来得到。2)混合驱动下的接触熔化结果不是温差与压力熔化各自结果的叠加。