湍流边界层外区大尺度相干结构的理论模型及与实验的比较

本文基于流动稳定性理论,提出了一种解释湍流边界层外区大尺度相干结构产生机理的理论模型.将计算所得流线、等涡线分布及利用相干结构理论模型计算湍流边界层中平均温度分布的结果与实验比较,结果是比较满意的.     

论流动稳定性中的弱非线性理论

弱非线性理论提出已有30多年,被广泛用于流动稳定性及其他领域的问题.但能与实验比较并证实其有效性的理论计算结果很少.本文研究了其原因,发现主要是平均流修正的计算方法有问题,导致它的结果与数值模拟的结果吻合得不好.提出了正确的算法,结果相当满意.     

基于极性框架的粗糙模糊形式概念分析

借助于范畴论中的伴随概念,本文提出用极性模糊伴随三元组生成模糊形式概念分析的基本框架。继而借用L-粗糙算子,构建粗糙模糊形式概念分析理论。这一新框架与已有的多伴随框架不同：对象集与属性集的模糊子集被建立在同一个真值结构之上;从两个模糊子集之间伴随三元组诱导的模糊伽罗华连接,变为三个模糊子集之间极性诱导的模糊伴随三元组。从而将多伴随框架中真值结构与模糊子集之间过于复杂的设定与伴随关系简化。基于以上结果,本文构造了一个病毒传播-医疗资源储备策略实例,用以论证极性模糊伴随三元组框架的优势以及应用前景。     

自由流中涡扰动的边界层感受性的数值研究

用直接数值模拟的方法研究平板二维边界层对自由流中涡扰动的感受性．在自由流涡扰动与壁面凸起物的相互作用下，在边界层内找到了激发出来的Tollmein-Schlichting(T-S)波，证实了感受性现象及其中波长转变机制的存在．数值模拟得到的T-S波幅值与自由流扰动幅值、凸起高度及矩形凸起物长度的关系，与实验测量所得一致．则由此确定的感受性线性关系式的适用范围亦与实验所得相符．     

二维超音速混合层增强混合的研究

数值模拟了二维超音速混合层在入口处引入T-S波和在低速部分加入沿流向的振荡这两种不同的激励方式后流动的演化.结果表明，对于对流Mach数小于１的超音速混合层，两种方法均可增强混合，而加入振荡比引入T-S波更为有效.对加入振荡方式，还系统计算分析了各种参数对混合的影响.     

平板湍流边界层底层的不稳定波

湍流边界层底层的相干结构及猝发现象对决定边界层的特性有很重要的意义,但直至现在对相干结构的性质及起因仍不清楚。在本文中,对湍流边界层的底层进行了非线性稳定性分析,发现该处确可产生不稳定波,可能用以说明相干结构的起因。     

混合层强化混合的数值研究

受 Ｗａｎｇ ＆ Ｆｉｅｄｌｅｒ（１９９７）的实验的启发，采用高阶精度的差分格式，通过数值模拟的方法，研究了二维混合层及限于两平板间的二维混合层（二维受限混合层）入口处加振动对提高混合层混合效率的作用．计算结果表明：对二维混合层，振动的频率越低，在混合层中产生的大尺度涡结构的尺度越大，在频率很低时，涡具有相似性；对限于两平板间的二维混合层，在一定的振动频率下，混合层中产生的涡较大而且破碎得也较好，这将有利于混合．这一结论与 Ｗａｎｇ ＆ Ｆｉｅｄｌｅｒ（１９９７）的实验观测到的结果是一致的．     

流动稳定性弱非线性理论中的问题及其改进

流动稳定性弱非线性理论存在三个主要问题:(1)其摄动参数收敛半径太小且无具体估值;(2)其解有特定结构,一般不能满足很多实际问题的初始条件;(3)当其线性部分不是中性时,Landau系数的确定法不唯一,不知何者应是最好的方法。本文以平面Poiseuille流为例,从理论上解决了问题(1)和(2),并提出了改进办法。又通过将理论和数值模拟结果相比较的方法,澄清了问题(3)。改进了的理论,将可解决许多实际问题。     

流动稳定性弱非线性理论的进一步改进

分析了流动稳定性原弱非线性理论中存在的问题,主要是:(1)解的收敛半径太小;(2)不能处理扰动演化问题,其原因最主要的是处理平均流修正的方法不正确;(3)不能处理一般的初值问题.针对存在的问题,提出了有效的改进办法.其正确性得到数值模拟结果的证实.