一类Boussinesq方程组消失扩散极限的边界层

利用能量估计的方法考虑一类Boussinesq方程组的初边值问题,研究当扩散系数ε→0时的边界层效应和收敛率,给出了边界层厚度的阶数O(εβ)(0β2/3).结果表明,与现有方法相比所得到的边界层厚度更薄,并且提高了收敛率.     

考虑局部非热平衡的流体层流横掠多孔介质中等温平板的边界层分析

在考虑流体和多孔介质之间瞬时局部非热平衡的前提下,对流体强迫层流横掠多孔介质中等温平板的二维流动应用Brinkman-Forchheime-extended Darcy模型建立守恒方程组。对方程组进行数量级分析简化,应用积分法进行近似计算,得出了速度边界层厚度、热边界层厚度、壁面黏性摩擦系数和对流传热系数的计算公式。结果表明:在多孔介质中沿平板的速度边界层厚度与光板时明显不同,在平板前端迅速增长,随后逐渐变得平坦,趋于一个恒定值;而热边界层厚度则与光板时类似。     

小攻角时风力机翼型边界层特性的数值模拟

通过求解三维不可压雷诺时均N-S方程,当雷诺数为3×106,攻角为0°时,研究了NACA0012翼型绕流的边界层厚度分布和边界层内流体切向速度的变化规律.研究发现,沿着翼型弦线方向,从前缘到后缘,边界层的名义厚度、位移厚度、动量损失厚度以及能量损失厚度均呈增大趋势,且数值均很小,四种厚度的最大值分别占翼型弦长的1.25%、0.36%、0.17%和0.29%;在边界层内流体黏性的影响明显,流体切向速度与其势流解的比值沿着翼型吸力面外法线方向先迅速增大,之后增长率逐渐减小,当法向高度大于边界层名义厚度后基本保持不变,呈现出典型的边界层速度剪切特性.     

一类非Newton微极流体方程组强解的存在唯一性

在二维或三维光滑有界区域Ω中, 考虑一类稳态非Newton微极流体方程组的第一边值问题. 在涡旋黏性系数及外力项某一范数适当小的条件下, 用不动点定理证明当指数p>1时方程组强解的存在唯一性.     

一类广义不可压Boussinesq方程组解的局部存在性及爆破准则

研究一类带黏性项、零扩散广义Boussinesq方程组局部解的存在性问题,应用正则化方法、压缩映像原理以及经典的能量估计方法,证明了带黏性项、零扩散的广义Boussinesq方程组解的局部存在性,应用Sobolev不等式获得解的一个爆破准则。研究结果能揭示一类特殊流体运动的物理现象,能更精确地反应流体的运动情况。     

三维非均匀不可压磁微极流体的衰减估计

研究非均匀不可压磁微极流体方程组在全空间R³上的最优衰减率.首先,利用能量估计法给出方程组解的高阶导数的能量不等式.其次,在s∈(0,1/2]和s∈(1/2,3/2)的范围内,分别得到在负Sobolev空间中方程组解的估计.最后通过转化得到常微分方程进而求得不可压磁微极流体方程组解的高阶导数的最优衰减率.     

微通道中极性流体流动特性的研究

采用数值模拟方法确定极性流体电黏性对于微通道内流动摩擦系数的影响，并与文献中的实验结果进行了比较．所采用的极性流体是具有不同离子浓度和导电率的去离子水和自来水．采用有限容积法详细研究了通道壁面电势、流体离子浓度、导电率和通道几何特征对双电层、电黏性和摩擦系数的影响．数值模拟结果表明：极性流体电黏效应的影响是否可以忽略，要根据通道当量直径与双电层厚度的比值r来决定，比值越小电黏影响越大．根据实验条件得到当rmin≈15时，电黏效应是完全可以忽略的，但如果r继续减小到10时，电黏效应不能忽略．     

仿生射流表面流场控制减阻数值模拟

利用SST k-ω湍流模型对仿生矩形射流表面的减阻特性进行数值模拟,解释了射流表面减小摩擦阻力的原因及对近壁区边界层的控制行为.结果表明,射流孔面积相等时,射流孔与射流表面沿展向长度的比值越大,减阻效果越好.当其它因素不变时,随着射流速度的增大减阻率逐渐增大,随着射流流量的增大减阻率逐渐增大,最大减阻率为35.97%.射流表面对边界层的控制行为表现为主流场近壁区的剪切流动遇到射流的阻抗,在射流孔的背流面形成逆流区,逆流在边界层底层产生的剪应力与主流场方向相反;同时在射流孔下游产生反向旋转涡对并在近壁面诱导出二次涡,相当于在高速流体与壁面之间产生润滑带,使边界层黏性底层厚度增大,速度梯度减小,摩擦阻力减小.     

幂律流体延伸表面逆来流边界层特性分析与数值模拟

首先利用量级分析理论对幂律流体延伸表面边界层流动进行分析,得到边界层厚度的量级和影响因素;引入量纲为1变量,将动量边界层的控制方程转化为量纲为1的控制方程组. 数值求解了具有不同幂律指数n的流体在平板逆来流且平板运动参数ζ不同的情况下的层流边界层流场,分析了幂律指数n和平板运动参数ζ对动量边界层厚度、量纲为1速度分布和量纲为1剪切力分布的影响规律. 结果表明,速度边界层的分布不仅和平板运动参数有关,而且和幂律指数有关.     

微圆管中流体的微观流动机制

 针对低渗透油藏储层孔隙喉道小的特点,采用管径为20、15、10、5 μm 的微圆管,以去离子水和煤油为流动介质,研究微圆管中流体的微观流动规律,分析去离子水和煤油的实验流速、有效边界层厚度与压力梯度的关系,考察壁面润湿性和流体黏度对微流动规律的影响。研究表明,微管中流体流速与压力梯度基本成线性关系,随着微管管径的减小,流体流动的非线性程度增强,且驱动压力越大,微管有效边界层厚度越小,参与流动的流体更多,有效流体边界层厚度占微管管径的比例也随之降低;微管壁面由亲水性变为疏水性后,流体流速均高于改性前,微管管径越大,作用效果越显著;改变流体黏度时,出现明显的启动压力梯度特征,实验流体黏度从2.40 mPa·s 增至10.20 mPa·s 时,对应的启动压力梯度由1.26 MPa/m 增加到6.83 MPa/m。     

射流表面射流角度与射流速度耦合减阻特性

针对射流的仿生非光滑表面的减阻问题,运用可拓学基本原理建立了射流角度与射流速度耦元、耦合的可拓模型.利用SSTk-w湍流模型在对射流表面射流角度与射流速度耦合情况下的减阻特性进行了数值模拟,并以此研究了射流表面压差阻力和黏性阻力减小的原因和射流表面边界层的控制行为.结果表明:在射流的角度、速度耦合的情况下,射流表面的减阻性能较好;当耦合的射流角度为30°、射流速度为1.2 m/s时,减阻率最大,为28.10％;角度、速度耦合下的射流表面有助于减小模型壁面的速度梯度,增加壁面黏性底层的厚度,继而降低了模型壁面的压差阻力和黏性阻力,并且表现出良好的减阻性能;耦合下的压差阻力在一定程度上可以作为一种附加的动力,对射流表面流体起到推动的作用.     

边界层流体对低渗透油藏渗流特性的影响

以去离子水在半径为2.5μm和1.0μm微圆管中流动的实验结果为基础,拟合得到去离子水在微圆管中的有效流动半径公式和基于边界层流体的不同半径毛管束视渗透率公式,并比较了视渗透率与理论渗透率之间的关系.研究结果表明:随着管径尺寸的减小,边界层流体对渗流特性的影响变大;边界层流体厚度是压力梯度的函数,并随压力梯度的增加而按指数规律递减;毛管束视渗透率随压力梯度增大而增大,并最终趋近于理论值.边界层流体是导致低渗透油藏非线性渗流特性的主要因素之一.     

任意迴转面叶旋转效应分析

阐明轴向速度密度比(AVDR)和旋转效应的物理意义及其数量级。提出旋转效应判别式。建立任意廻转面叶片表面边界层基本方程组,分析边界层分离的旋转效应。     

圆柱形容器中垂直激励的弱黏性流体界面波

利用两时间尺度的摄动展开法,研究了在圆柱形容器中由垂直强迫激励引起的两种互不相容液体的弱黏性流体界面驻波运动.假设在圆柱形容器中的流体是不可压的,运动是无旋的,考虑了外部激励和表面张力的影响.基于弱黏性流体的假设,流场分解为外势流部分和黏性边界层部分.由相容性条件推导出振幅方程,并给出阻尼系数的解析表达式.     

幂律流体在旋转盘上的流动与传热数值分析

针对非牛顿幂律流体在无限大旋转圆盘上层流边界层内三维流动与传热问题,在普朗特数为常数的条件下,利用广义Karman相似变换,将连续方程、动量方程及能量方程形成的偏微分方程组化成常微分方程组,再采用多重打靶法数值求解非线性两点边值问题.分别针对剪薄型流体、牛顿流体和剪厚型流体,得到不同幂律指标下的速度和温度分布及不同普朗特数下温度场的结果.结果表明径向速度分量的峰值随幂律指标的增大而增大,轴向速度受边界层厚度的影响较突出,盘表面的传热随幂律指标和普朗特数都呈现递增趋势.最后将本文流场结果与Andersson等在不考虑传热情况下的结果进行比较表明吻合性较好.     

流体边界层对低渗透油藏渗流特征的影响

 低渗透油藏孔喉细小、孔隙结构复杂,固液界面相互作用力很大,在靠近孔喉壁面处存在一层流体边界层,阻碍流体在孔喉中的流动。为研究流体边界层对低渗透油藏流体渗流特征的影响,以去离子水在半径分别为10.0,7.5和5.0μm的微圆管中流动的实验数据为基础,通过数据拟合分析,确定了流体流动速度、边界层厚度与压力梯度之间的关系。结果表明,由于流体边界层的存在,低压条件下,去离子水在不同半径微圆管中的流动偏离经典的达西流动规律,表现出非线性特征,且存在启动压力梯度;随着管径的降低,流动偏离达西渗流规律的程度增大,非线性越发明显;随压力梯度增加,流体边界层厚度呈指数规律递减,压力增大到一定程度后,趋于定值。运用不等径毛管束模型,给出低渗透油藏单相流体渗流公式。     

可压缩磁流体方程组整体弱解的不存在性

在RN,N≥2中研究了可压缩磁流体方程组整体弱解的不存在性.在密度、速度和磁场满足一定的积分条件下,如果初值满足∫RNρ0 (x) v0(x)x/｜x｜[∫｜x｜0w(r) dr]dx≥0,那么整体弱解中的密度和磁场都是零解;如果初值满足∫RNρ0(x)v0(x)x/｜x｜[∫｜x｜0w(r)dr]dx＞0,其中w(r)是[0,∞)上某个正的非增函数,那么可压缩磁流体方程组不存在整体弱解.     

一类微分—积分方程组的级数解及其在人口问题中的应用

一、方程组及其意义[2]文在研究人口控制问题时提出了如下的方程组:(p)/(t)+(p)/(r))+μ(r,t)P=F 在 Q=Ω×(0,∞)内,(1.1)p(r,0)=p_0(r) 在Ω=(0,r)内,(1.2)p(0,t)=v(t) 在(0,∞)内,(1.3)β(t) integral from r_1 to r_2 h(r,t)k(r,t)p(r,t)dr=v(t)在(0,∞)内,(1.4)其中     

内嵌流体欧拉梁减振评价及残余振动衰减分析

为了评价内嵌式黏性流体单元自适应减振方法(IVFUM)消减运动柔性结构残余振动的效果,进行了内嵌黏性流体欧拉梁在旋转态下的自适应减振试验,并对试验所测试的残余振动衰减信号进行了处理.针对旋转态下内嵌黏性流体欧拉梁残余振动信号具有刚体衰减转动的慢变信号与柔性结构残余振动快变信号相耦合的特征,提出一种简明、实用和精度良好的减振效果评价体系--单自由度等效阻尼比法,结合非线性最小二乘法对信号进行处理,并编制了相应的程序.信号分析结果可有效地评价结构内嵌黏性流体方式对运动的工程柔性欧拉梁残余振动的减振效果.     

速度边界层剪切定律（英文）

自20C初,路德维希·普朗特提出相关理论以来,边界层理论被人们所熟知。然而,边界层方程的解并不能恰当地描述高雷诺数流体。通过普朗特边界层方程的平均值和脉动值推导出带有脉动函数F的广义的Blasius方程,并且通过理论推导和数值模拟建立内边界层的速度剪切定律。前缘处边界厚度δ0=c2/Reu,其中Reu=U∞/ν,当求位移厚度时,c=1.720 8,求动量损失厚度时,c=0.664。此外,速度边界层上的极值定理和数值实验表明速度边界层的牛顿线性剪切定律完全满足于F=0.1和F=0.01,对于非线性剪切定律满足于F=0.001和F→0。这样的机制在传统的边界层理论中从未被讨论过。