可压缩喷流的温度混合层及近场压力POD分析

本文采用大涡模拟计算马赫数Ma=0.75、温度比Tj/T∞=0.7、1和2的圆口喷流,着重研究了温度混合层与速度混合层发展规律的差异.同时采用近场压力的本征正交分解,研究温度对相干结构产生的影响,突出当喷流温度高于和低于环境温度时的声源的变化趋势.流场结果表明,温度混合层的增长速率高于速度混合层,且两种剪切层半值宽随温度比改变而呈现不同的变化趋势.声场结果显示非等温喷流的远声场均高于等温喷流,是由于压力脉动中声传播分量增强.随着温度比升高,相干结构不稳定性开始发生位置向上游移动,导致速度脉动水平的提前增长.湍流结构相干性的增强,使得速度脉动峰值水平升高.     

粘弹性二阶流体混合层流场拟序结构的数值研究

本文用拟谱方法对随时间发展的二维粘弹性二阶流体混合层流场进行了直接数据值模拟,给出在高雷诺数和低Deborah数下大涡的卷起、配对和合并等过程,通过与相同雷诺数下牛顿流体的比较,揭示了弱粘弹性对混合层中大涡拟序结构演变的影响.     

κ-ε湍流模型可压缩性修正在超音速混合层中的应用研究

对标准κ-ε两方程湍流模型进行Durbin可实现性、Heinz湍流产生项以及Sarkar可压缩性修正三部分修正.尝试考虑结构可压缩性修正的影响,发展了一个同时考虑结构可压缩性修正和膨胀可压缩性修正的湍流模型.以超音速混合层为基础,分析了各个可压缩性修正的相对重要性,并将混合层厚度增长率、湍流动能的计算结果与实验结果进行比较,验证、分析修正模型的效果.结果表明,修正模型能够准确地预测到超音速混合层的发展,使模拟结果和实验结果更加接近.     

可压混合层流动转捩到湍流的直接数值模拟

采用五阶精度迎风紧致格式和六阶对称紧致格式 ,结合三阶R-K方法求解可压缩三维Navier Stokes方程 ,直接数值模拟了时间发展平面混合层流 .给出了对流Mach数Mc =0 .8,Reynolds数Re=2 0 0时流动从初始扰动为一对相等且相反的斜波开始 ,经过失稳发展形成∧涡、马蹄涡和蘑菇云等拟序结构 ,然后破碎为小尺度、再破碎为更小尺度的涡结构 ,形成以小尺度运动为主导的流动 ,最终达到湍流     

地球物理流体动力学的发展和室内实验研究的影响

系统介绍了大气、海洋与新兴的地质系统中的流体力学,尤其是通过室内实验的研究进展．详细描述了诸如羽流、湍流、卷挟、异重流、海洋环流、混合层、双扩散、盐指、锋面、岩浆库、地幔对流、板块运动、热斑等有趣的地球物理现象,它们对于了解因浮力引起的对流的机理是十分重要的．同时在气候、环境、灾害、成矿等领域有广泛的应用．论文反映了在 Ｇ．Ｉ． Ｔａｙｌｏｒ, Ｇ．Ｋ． Ｂａｔｃｈｅｌｏｒ领导下剑桥研究组的风格──通过小型室内实验了解机理,再用应用数学方法求解问题,他们对流体力学的发展作出了重大贡献．     

一种改进后的亚格子特征尺度表达式

针对大涡模拟涡粘性亚格子模式中使用网格尺度为特征尺度存在的不足,提出一种改进的亚格子特征尺度表达式,利用结合Sagaut混合尺度模式获得的改进模式与Smagorinsky模式、Germano模式和Sagaut模式等进行对比研究.时间发展混合层和中性大气边界层的大涡模拟结果表明,改进的有效亚格子特征尺度能合理反映亚格子脉动的时空分布特性,同时扩展了适用范围.在对耗散程度、流动演化过程、可解湍流强度和可解雷诺应力等方面的模拟,改进模式优于基准模式,表明亚格子脉动有效特征尺度在大涡模拟中具有一定的理论基础和广泛的应用价值.     

3维Mortar谱元法模拟Kelvin-Helmhtz不稳定性混合层

采用Mortar谱元法和多处理器并行计算技术模拟了Kelvin-Helmhtz界面不稳定性湍流的混合发展过程,通过对混合层动量厚度、能谱和总动能的计算,评估了Kelvin-Helmhtz混合层的演化机理。计算结果表明:3维Mortar谱元法具有高计算精度和光滑区域的指数收敛特性,可以有效模拟混合层流动的湍流混合和演化,能够捕捉到涡的合并现象和大涡到小涡的级联过程;初期的混合层层流运动发展成具有连续谱结构的湍流运动过程,实现了Kelvin-Helmhtz界面不稳定性混合层流动从2维发展到3维的转捩特征,总湍流统计动能的变化反映了粘性耗散过程的作用。通过对Kelvin-Helmhtz 3维界面不稳定性混合层流动和3维层流向湍流转捩过程的数值模拟,程序的有效性得到了验算,表明谱元法应用于湍流混合模拟是可行的。     

Ultraviolet photodetector with bandpass characteristic based on a blend of PVK and PBD

We fabricate an ultraviolet photodetector based on a blend of poly (N-vinylcarbazole) (PVK) and 2- tert-butylphenyl-5-biphenyl-1, 3, 4-oxadiazole (PBD) using spin coating. The device exhibites a low dark current density of 2.2×10 3 μA/cm 2 at zero bias. The spectral response of the device shows a narrow bandpass characteristic from 300 to 355 nm, and the peak response is 18.6 mA/W located at 334 nm with a bias of –1 V. We also study the performances of photodetectors with different blend layer thicknesses. The largest photocurrent density is obtained with a blend of 90 nm at the same voltage.     

热-压电效应对轴压混合层合圆柱曲板后屈曲的影响

基于Karman-Donnell型非线性壳体方程，给出带压电作动器混合层合圆柱曲板在机械荷载、电荷载和热荷载作用下的后屈曲分析．假定温度场为均匀分布，电场仅有沿板厚方向的分量Ez，且假定材料性能常数与温度和电场的变化无关。将壳体屈曲的边界层理论推广到混合层合圆柱曲板受复合荷载作用的情况.相应的奇异摄动法用于确定圆柱曲板的屈曲荷载和后屈曲平衡路径.分析中同时考虑非线性前屈曲变形和初始几何缺陷的影响．数值算例给出完善和非完善，含整体覆盖或内埋压电作动器正交铺设层合圆柱曲板的后屈曲平衡路径。讨论了温度变化、控制电压、铺层方式、面内边界条件和初始几何缺陷等各种参数变化的影响。     

热环境下贴压电层的功能梯度材料板的自由振动和动力响应

基于Reddy高阶剪切变形理论和广义Kármán型方程,用双重Fourier级数展开法求得了热环境下带压电层的功能梯度复合材料混合层合板的自由振动及动力响应的解析解,分析中考虑了材料热物参数对温度变化的依赖性,讨论了环境温度和控制电压对固有频率及动力响应的影响。