高速气体与椭圆柱云相互作用的数值研究

高速颗粒流在天文、自然灾害、工业安全、医疗工业和国防等领域有着重要应用。采用基于分层流模型的直接数值模拟方法,对平面激波与椭圆柱云的相互作用进行数值研究,重点关注椭圆柱横截面的不同长短轴之比和椭圆柱横截面长轴与来流方向所成角度对流场的影响,从气体来流方向上的速度、x轴和y轴方向上的均方根速度、动能、内能和湍动能的分布上进行分析,对能量在计算域的上游区域、椭圆柱云区域和下游区域进行定量分析。同时针对椭圆柱改进了一维体积平均模型,利用该模型拟合了由直接数值模拟得到的反射激波和透射激波位置,获得了最适配的一维体积平均模型中的人工有效阻力系数,并探讨此系数的分布规律。     

圆柱形光声池结构及环境因素对声学本征频率的影响

以典型的圆柱形光声池为研究对象,建立光声池声学仿真有限元模型,并在此基础上,研究了光声池中谐振腔、缓冲腔、进出气孔结构参数以及温度、湿度因素对其声学本征频率的影响规律.研究结果表明:圆柱形光声池的进、出口孔对其声学本征频率影响极不敏感,设计计算中可以忽略不计,谐振腔的长度影响最为敏感,其次为谐振腔的直径.此外缓冲腔的长度与直径对其亦有一定影响,因而在准确计算时需要加以考虑.温度与湿度对光声池声学本征频率的影响均呈现正线性增长规律,温度的影响随着谐振腔长度的增大而减小,湿度的影响随着温度的升高而增大,仅计算光声池的声学本征频率时,湿度的影响在室温环境下且湿度变动较小的条件下可以忽略.     

秋千参数自激振动的数学模型与数值模拟

将秋千视为变长度单摆,基于归一化高斯函数构造了摆球相对摆杆的速度表达式.在此基础上建立了秋千的非线性动力学微分方程,并据此数学模型对秋千运动进行了数值模拟,得到了秋千的运动规律和功能转化的机制.     

真空条件下LiCl溶液蒸发量随浓度变化规律研究

除湿溶液再生是除湿空调系统的核心过程,为了提高除湿溶液再生效率,以蒸发量作为评价标准,在不同的真空度下对不同浓度LiCl溶液进行再生。对不同再生条件下,溶液的再生情况进行数学模拟及实验研究,并将模拟结果与实验结果进行对比分析,结果表明,实验结果同模拟结果具有相同的变化趋势。在6 kPa和8 kPa的压强下,LiCl溶液的蒸发量随浓度的增大先上升后下降,而在1 kPa的压强下,LiCl溶液的蒸发量随浓度的增大呈现出先下降再升高接着又下降的趋势。     

基于数值模拟的飞行员高速气流吹袭损伤分析

研究飞行员高速气流吹袭的损伤机理,应用尺度适应模型对人椅系统外流场进行数值模拟.在马赫数为0.6,迎角为-90°~90°条件下的数值计算结果与风洞试验结果吻合较好.对不同马赫数、不同迎角的无防护状态下的人椅系统进行数值模拟,研究发现高速气流吹袭下飞行员面颈部、胸腹部、上臂内侧、小腿迎风侧压力较大;增大人椅系统的迎角可以改善飞行员身体各部分的受力情况.     

Aeroacoustic Simulations Using Compressible Lattice Boltzmann Method

This paper presents a lattice Boltzmann (LB) method based study aimed at numerical simulation of aeroacoustic phenomenon in flows around a symmetric obstacle. To simulate the compressible flow accurately, a potential energy double-distribution-function (DDF) lattice Boltzmann method is used over the entire computational domain from the near to far fields. The buffer zone and absorbing boundary condition is employed to eliminate the non-physical reflecting. Through the direct numerical simulation, the flow around a circular cylinder at $Re$=150, $M$=0.2 and the flow around a NACA0012 airfoil at $Re$=10000, $M$=0.8, $α$=$0^◦$ are investigated. The generation and propagation of the sound produced by the vortex shedding are reappeared clearly. The obtained results increase our understanding of the characteristic features of the aeroacoustic sound.     

肌红蛋白力致去折叠的全原子分析

位于脊椎动物骨骼肌中的肌红蛋白在生命过程中扮演着重要角色，其折叠过程依赖于血红素的绑定.本文着重于肌红蛋白在力的作用下去折叠过程的全原子统计分析.结果表明血红素不仅具有生物学上的功能，而且决定其去折叠的动力学过程.在血红素不存在的情况下，肌红蛋白的力致去折叠过程存在一个中间态，其构象不同于化学变性剂所导致的去折叠中间态，发现新的中间态.结论与相关实验结果相符，揭示了肌红蛋白力致去折叠的一般机制.     

Monte Carlo study of the critical and the compensation behaviors of the double perovskite Sr2CrIrO6

The phase diagrams and magnetic properties of double perovskite $S{r}_{2}CrIr{O}_6$ have been studied by using Monte Carlo simulation based on the heat bath algorithm. The ground-state diagrams of the compound $S{r}_{2}CrIr{O}_6$ have been calculated for different combinations of system parameters. The diagrams obtained are very rich and they give an idea of all the most stable configurations. The effects of the exchange interactions and the crystal field on the phase diagrams and magnetic properties of the system have been examined. A number of interesting phenomena have been observed such as the compensation temperature, the first and second order phase transitions, the critical triple point and the terminal critical point.     

纳米变截面结构的导热性质

采用分子动力学方法模拟了固态氩的纳米变截面结构的导热性质,研究发现纳米变截面材料的热阻和热流的大小与方向都相关:当纳米结构沿热流的方向为渐缩时,纳米结构的热阻随热流的增加而增大,而当纳米结构沿热流的方向为渐扩时,纳米结构的热阻随热流的增加呈减小的趋势;当热流较大时,热流沿渐缩方向时的热阻明显大于热流沿渐扩方向时的热阻,但当热流较小时纳米变截面结构的热阻和热流方向的关系不大.最后依据热质的运动和传递理论的动能效应对该现象进行了分析解释.     

A modified NaSch model with density-dependent randomization for traffic flow

Based on the Nagel-Schreckenberg (NaSch) model of traffic flow, a modified cellular automaton (CA) traffic model with the density-dependent randomization (abbreviated as the DDR model) is proposed to simulate traffic flow. The fundamental diagram obtained by simulation shows the ability of this modified NaSch model to capture the essential features of traffic flow, e.g., synchronized flow, metastable state, hysteresis and phase separation at higher densities. Comparisons are made between this DDR model and the NaSch model, also between this DDR model and the VDR model. And the underlying mechanism is analyzed. All these results indicate that the presented model is reasonable and more realistic.