光在类锥形梯度折射率纤维中的传播——波动光学研究

本文从近轴波动方程出发,寻求光在类锥梯度折射率纤维中传播的解析解。研究了在纤维中传播的高斯光束光斑半径、波面曲率半径、光束强度分市的变化规律,并讨论了准锥形近似及准几何光学传播条件。     

A fluctuating lattice-Boltzmann model for direct numerical simulation of particle Brownian motion

A single-relaxation-time fluctuating lattice-Boltzmann （LB） model for direct numerical simulation （DNS） of particle Brownian motion is established by adding a fluctuating component to the lattice-Boltzmann equations （LBEs）. The fluctuating term is proved to be the random stress tensor in fluctuating hydrodynamics by recovering Navier-Stokes equations from LBEs through a Chapman-Enskog expansion. A three-dimensional implementation of the model is also presented, along with simulations of a single spherical particle and 125 spherical particles at short times. Numerical results including the meansquare displacement, velocity autocorrelation function and self-diffusion coefficient of particles compare favorably with theoretical results and previous numerical results.     

Statistical and frequency analysis of the pressure fluctuation in a fluidized bed of non-spherical particles

In this paper, the pressure fluctuation in a fluidized bed was measured and processed via standard devia- tion and power spectrum analysis to investigate the dynamic behavior of the transition from the bubbling to turbulent regime. Two types （Geldart B and D） of non-spherical particles, screened from real bed materials, and their mixture were used as the bed materials. The experiments were conducted in a semi- industrial testing apparatus. The experimental results indicated that the fluidization characteristics of the non-spherical Geldart D particles differed from that of the spherical particles at gas velocities beyond the transition velocity Uo The standard deviation of the pressure fluctuation measured in the bed increased with the gas velocity, while that measured in the plenum remained constant. Compared to the coarse particles, the fine particles exerted a stronger influence on the dynamic behavior of the fluidized bed and promoted the fluidization regime transition from bubbling toward turbulent. The power spectrum of the pressure fluctuation was calculated using the auto-regressive （AR） model; the hydrodynamics of the flu- idized bed were characterized by the major frequency of the power spectrum of the pressure fluctuation. By combining the standard deviation analysis, a new method was proposed to determine the transition velocity Uk via the analysis of the change in the major frequency. The first major frequency was observed to vary within the range of 1.5 to 3 Hz.     

多次透射公式飘移问题的控制方法

多次透射公式(multi-transmitting formula, MTF)是在近场波动数值模拟中一种广泛应用的人工边界条件, 具有形式简单、精度可控和通用性好的优点, 但高阶MTF与有限元方法相结合有时会出现飘移问题. 现有的几种MTF消飘方法往往会显著地影响边界精度, 为此本文提出一种新的消飘因子修正MTF格式, 能够在较高精度水平下实现对飘移问题的有效控制. 该方法保持MTF的一次透射项不变, 仅对各高次透射误差项进行修正, 从而大幅降低了因消飘因子造成的精度损失. 消飘因子设置格式确保在零频和零波数情形下能够满足GKS准则, 从理论上保证了消飘目标的实现. 进一步给出该方法的高阶统一形式, 并将传统的消飘因子修正MTF的方法归结为该统一形式的一个特例. 通过反射系数分析, 证明本文方法不仅具有精度优势, 而且消飘因子选取的适应性更强、取值范围更广. 数值算例表明, 本文的消飘因子对波动能量比较集中的法向和小角度透射波动的模拟精度影响很小, 在控制高阶MTF飘移问题和保持模拟精度方面, 均能够取得明显效果.      

固体非傅立叶温度场的时域间断Galerkin有限元法

运用时域间断Galerkin有限元法[1],对高频非傅立叶热波动问题[2-3]进行分析。其主要特点是:取温度及温度的时间导数为基本未知量,对其分别进行3次Hermite插值和线性插值。在保证节点温度自动保持连续的基础上,温度的时间导数在离散时域存在间断。数值结果表明所提出的方法能够滤掉虚假的数值震荡,能够良好地模拟固体中的非傅立叶热波动行为。     

一类具有非线性阻尼项和源项的波动方程整体解的不存在性

研究了一类含有非线性阻尼项和源项的波动方程的初边值问题.证明了当初始能量E(0)满足0E(0)d(d为一正常数)时,问题的整体解的不存在性并给出了解的生命跨度估计.     

随机波动模型的马尔可夫链—蒙特卡洛模拟方法——在沪市收益率序列上的应用

针对具有Markov区制转移的、波动均值状态相依的随机波动模型,基于贝叶斯分析,我们推导并给出了对区制转移随机波动模型的MCMC估计方法,其中对参数估计采用Gibbs抽样方法,对潜在对数波动和区制的状态变量估计采用"向前滤波、向后抽样"的多步移动方法;利用该模型,对我国上证综指周收益率进行了实证分析,发现对沪市波动性有较好的描述,捕捉了波动的时变性、聚类性和非线性特征,同时刻画了沪市的高低波动状态转换过程。     

基于均匀化转换方法的FGM圆柱壳静水压力下临界压力预测研究

依据经典Flügge壳体理论,利用功能梯度材料(FGM)和均匀材料物理性质和力学行为相似性的均匀化转换计算方法,研究了静水压力下FGM圆柱壳临界压力的预测方法。针对水下FGM圆柱壳耦合系统的振动问题,考虑流体影响,采用波动法推导出相应的振动方程,使用了牛顿迭代法,以确定在静水压力下FGM圆柱壳的固有频率。根据临界载荷与固有频率为零的载荷水平线性相关性,运用拟合曲线法和均匀化转换后的公式法对静水压力下FGM圆柱壳临界压力进行了预测分析,并讨论了FGM圆柱壳各项参数对静水压力下FGM圆柱壳临界压力的影响。结果表明,FGM圆柱壳的材料弹性模量E合值、几何尺寸h/R和L/R,以及不同边界条件改变对临界压力影响较大。通过对多组算例的对比分析,证明了本研究方法的正确性和有效性。使用该方法进行预测的精度高,计算量小,能够为非均匀结构力学行为的分析提供新的研究途径。     

关于带梯度的波动方程解的blow—up性质

本文讨论了一个带有梯度的非线性波动方程解的爆破性质,证明了解在有限时间内爆破,推广了文[1]的结果.     

基于随机波动的企业的最优组合投资策略

Merton的投资模型拓展到随机波动模型.在典型的动态规划中,投资问题中的值函数一般用Bellman方程的粘滞解表示.本文通过指数变换把偏微分方程转变成一个半线性的抛物线方程,并证明了其值函数连续解的存在性,在此基础上给出了企业的最优组合投资策略及一个投资的例子.