Numerical Study on Depinning Dynamics of Fluids Interacting with Disorder

We investigate the depinning of two-dlmensional fluids interacting with quenched disorder, based on Langevin simulations. For weak disorder the fluids depin elastically and flow in an ordered state. A power-law scaling fit between velocity and driving force can be obtained for the onset of motion in the elastic regime. This is in good agreement with that of colloid, charge density wave, and superconducting vortex systems. With an increasing strength of the disorder, we find a sharp crossover to plastic depinning, accompanied by a substantial increase in the depinning force. The scaling fit obtained in the elastic regime becomes invalid when plastic flow occurs. In the plastic regime, the fluids flow in channels and the hexatic order decays exponentially with drives.     

Johnson-Segalman流体剪切流动的相平面分析与数值模拟

研究Johnson-Segalman流体的剪切流动行为. 首先分析该模型的定常解, 从稳定的总剪切 应力曲线上可见, 当稳定总剪切应力T取值足够大或足够小时, 方程有惟一定常解; 当T取中间值时, 方程定常解不惟一. 最后, 采用向后差分格式对该模型进行数值模拟.     

有限深度两层流体系统中运动点源生成的内波及其与自由面的相互作用

基于水波动力学势流理论,以二流体系统中点源运动为基本模型,采用Green函数法,研究了分层流体中内部扰动诱生的内波对自由面的影响,探讨对合成孔径雷达成像起重要作用的自由面辐散场的变化规律。研究表明:当上下层流体密度跃变较大、源接近密跃层且Froude数Fr接近内波模式的临界值Fr₂时,内波模式导致的自由面辐散场强度与表面波模式的贡献相当,两者具有强烈的耦合作用,理论分析与实验结果定性一致。     

磁流变液组分选择原则及其机理探讨

从磁流变液的流变机理及其性能指标出发,探讨了磁流变液组分母液、磁性颗粒、表面活性剂的选择原则及其对磁流变液性能的影响;及磁流变液的分散工艺;并在此基础上,研制成功了一种性能优良的磁流变液,其沉降稳定性较好,长时间(一个月左右)存放基本不沉降.     

高温氧化物晶体生长过程中流体效应的实验研究及理论分析

流体效应是影响晶体生长传热、传质过程和晶体完整性的主要因素,了解其机理将有利于生长优质晶体.我们在空间晶体生长实时观察装置上,利用20μm的碳酸钠作示踪粒子,首次在高温氧化物熔液内同时观察到了表面张力和重力对流效应,并利用测量的结果计算了熔液内表面张力对流和重力对流的速度场.实验结果表明:近坩埚壁处,主要以表面张力对流起主导作用,而在熔液区域内,重力对流效应显著.     

具有切应力梯度的平行平板流动腔的构造

在近年来关于流体切应力与细胞力学行为之间关系的研究中,流体切应力梯度被认为是诱发动脉粥样硬化和内膜增生的重要因素之一.本文探讨如何利用常用的离体细胞力学实验工具--平行平板流动腔模拟具有梯度的定常流切应力环境.结果表明,根据Hele-Shaw流的原理和常用复势W(Z)=AZn(n＞1)的特性,可构造出具有各种切应力梯度分布的流动腔.与其它模拟切应力梯度的方法比较,本文的方法更加简洁、可行.     

结构振动对湍流近尾迹的影响

研究了圆柱绕流中流体与结构的相互作用,侧重结构振动对湍流尾迹的影响,用激光测振仪测量圆柱在升力方向的位移;用热线和LDA（二维）测量湍流的近尾迹,通过变化自由流的速度和圆柱体直径（特征尺寸）来变化雷诺数,用两个振动特性不同的（一个相对刚性,一个相对弹）圆柱来产生尾迹,研究固体结构振动对湍流近尾迹的平均速度场和湍流场的影响,结果表明,结构自由振动对湍流近尾迹场影响明显,该影响随雷诺数的变化不明显。     

计算波状表面半透明流体层光谱反射特性的光线分裂跟踪法

提出一种计算具有波状表面的半透明流体层光谱反射特性的光线分裂跟踪法.对平行入射和漫入射光谱分别采用正向和反向跟踪计算,实现了对光线的分裂跟踪.该方法计算思路简捷、速度快、需用内存小,对此类问题的求解有良好的适应性.算例结果表明,表面的波状弯曲降低了流体层对漫入射光谱的反射能力;但对平行入射光谱,呈现出两种相反的影响.     

一类可压缩非牛顿流体弱解的吸收集问题

【目的】研究一类可压缩非牛顿流体在三维有界Lipschitz区域内的吸收集存在性问题。【方法】利用H9lder不等式、Sobolev嵌入定理,结合Gronwall引理等方法,得到精确的能量估计。【结果】首先根据有限能量弱解定义,给出能量E表达式,其次借助重整化解与有界算子B的辅助引理,得到衰减估计,进而得到能量的局部有界性,最后找出常数E_∞,当t>T时,E[ρ,u](t)≤E_∞ a.e.。【结论】在外力函数是有界可测的假设条件下,非牛顿流体方程组有限能量弱解的吸收集存在。     

喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响

针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用DPM模型分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。