耗散粒子动力学在流动数值模拟中的应用

对耗散粒子动力学方法在流动问题中的应用进行了理论及数值研究，给出了耗散流体粒子运动的控制方程组、边界条件、数值方法及随机数据统计方法等．提出用固壁粒子层结合流体粒子反弹运动的方法来处理固壁边界有滑移流动边界条件，有效地消除了目前耗散粒子动力学及分子动力学模型在固壁附近的粒子密度波动问题．利用该方法编程计算了2类流动问题：方腔驱动流动与泊肃叶流动，计算结果与现有的理论及数值结果比较吻合，验证了所采用的数学模型、计算方法在流动数值模拟中的可行性及潜在优势．     

90°弯管内稀疏气固两相流及固粒对壁面磨损量的数值研究

采用有限容积差分法及压力修正法,数值求解了气固两相三维稳态时均ＮＳ 方程组．应用双流体模型,在适体坐标系下对一９０°方形截面弯管内的稀疏气固两相流动进行了数值模拟．计算结果与试验结果吻合较好,证实了计算方法的适用性．指出了固粒对壁面的磨损主要取决于壁面处粒子的速度分布、碰撞角度及浓度分布．利用冲蚀模型对弯管外侧壁面上的磨损量进行了计算,该方法为气动防磨措施提供了有效的数值检验手段     

圆柱绕流的三维数值模拟

利用计算流体力学软件CFX－4,对粘性不可压缩流体的圆柱绕流进行了三维数值模拟,采用有限体积法和SIMPLE计算程式,利用不可压缩Navier-Stokes方程,模拟雷诺数在亚临界区内的绕流流动,并计算了流体的水动力特性。为克服数值模拟高雷诺数时的数值不稳定性,计算中采用了QUICK迎风格式,其对流项为三阶精度,其余项如扩散项等为二阶精度,圆柱两端边界采用周期性边界条件。计算结果表明,高雷诺数时圆柱周围的流动具有明显的三维特性,且沿柱长方向不同断面的升力和阻力系数并不相同。同时,对圆柱绕流进行了二维数值模拟,并与三维数值结果进行比较,发现三维模拟的升力和阻力系数均小于二维模拟。     

运动水线三维连续弹性拉索风雨激振理论模型

采用已有的水线气动力数据,假设拉索和水线之间相互作用力为库仑阻尼力和线性阻尼力,推导了三维连续弹性拉索和三维连续水线的运动偏微分方程,采用数值方法进行求解,得到三维连续拉索和三维连续水线的风雨激振响应规律.结果表明:当三维连续拉索大部分截面处于易于起振的风速区域时,水线在这些拉索截面形成并处于竖向平均气动力系数的突降区,三维连续弹性拉索发生大幅振动.拉索的振动含有多阶拉索固有频率成分,且水线除了在拉索固有频率处有能量峰值外,在5 Hz以下的其他频段均有少量的能量分布.另外,拉索和水线的库仑阻尼力增大,拉索振幅增大;当拉索模态阻尼比达到0.5%时,可有效地抑制拉索的风雨激振振动.     

单列圆柱流体诱导振动数值模拟研究

基于表面涡方法和流固耦合模型,研究了雷诺数为2.67×104时的单列圆柱流体诱导振动问题,并计算了涡云图、流体力、振动响应、涡脱落频率等.计算模拟结果很好地重现了刚性单列圆柱在小间隙比(1.5)下以宽、窄尾涡交替和多频为特征的非均匀流态,以及间隙比为2.0时的涡脱落现象.此外,还研究了单列自由振动的弹性圆柱在间隙比为2.0时的流体诱导振动问题,结果表明:在大振幅条件下,流体诱导力在x方向和y方向有较强烈的耦合;随着振幅的减小,x方向振动对y方向振动的影响可以忽略,可采用单自由度的动力学模型假设进行计算.     

弹性介质中有限长圆柱壳的非轴对称自由振动

对弹性介质中有限长圆柱壳的非轴对称自由振动特性进行了研究，导出了弹性介质一圆柱壳耦合的频散特征方程，利用数值方法得到了圆柱壳的固有频率结果，从数值计算结果可以看出弹性介质中圆柱壳存在截止轴向模态，而截止模态与弹性介质的刚度和圆柱壳的周向模态有关，圆柱壳周围弹性介质的存在增大了圆柱壳的固有频率，研究结果对实际埋地管道振动的研究具有指导意义。     

半导体少长针消雷器风荷载数值研究

使用FLUENT软件求解定常不可压缩流动的RANS方程和标准k-ε湍流模型，数值模拟风场中绕半导体少长针消雷器圆柱杆件的复杂流动，研究风向角对杆件风荷载的影响．计算结果给出了不同风向角下消雷器各杆件的气动力系数，风向角β=0°时各杆件纵截面和横截面上的压力系数分布，不同风向角下流场截面内的截面流线分布和等压线分布．     

基于Boltzmann模型方程各流域三维复杂绕流问题统一算法研究

通过探索可描述各流域气体输运现象的Boltzmann简化速度分布函数方程理论及其数值计算方法,发展可用于不同流区复杂多尺度绕流问题的气体运动论离散速度坐标法,应用拓展计算流体力学有限差分方法与DSMC解耦技术,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;研究可用于高、低不同马赫数绕流问题新型的Gauss型离散速度数值积分方法,确定物理空间各点的宏观流动参数,建立起稀薄流到连续流各流域三维复杂绕流问题气体运动论数值计算方法．通过研究气体运动论数值算法并行方案,开展HPF（高性能FORTRAN）并行化程序设计及算法考验,以各流域三维球体及复杂外形体多尺度绕流问题为研究对象进行HPF并行计算,将计算结果与有关实验数据、理论预测分析比较．研究表明,我们的气体运动论数值算法能可靠揭示来自不同流区飞行器复杂绕流现象、规律,可望建立基于Boltzmann模型方程数值求解,能有效模拟各流域三维复杂气动力、热问题统一算法研究方向．     

一种基于表面涡方法的流体诱导管束振动计算模型

为了研究热交换器中管束的流体诱导振动问题,提出了一种基于表面涡方法的圆柱绕流计算模型,包括分离点计算模型和流固耦合模型.利用这一模型,分别模拟了Re为2.67×104时单个刚性圆柱和弹性圆柱的流体诱导振动问题,并计算了圆柱的振动响应、流体力、振动频率和涡云图等.计算结果反映了流体绕刚性圆柱流动的主要特征,以及弹性圆柱流体诱导振动的限幅和非线性(共振区)特性,所得到的平均阻力系数、升力系数、斯德鲁哈尔频率和最大振动幅值与相关文献中的实验结果具有很好的一致性.该模型具有简便、快捷以及能够对亚临界雷诺数下的流体诱导振动问题进行计算等优点,为多圆柱流体诱导振动问题提供了一种新的计算模型.     

浸在可压缩流体中多层圆柱壳的自由振动

研究了无旋、无粘、可压缩流体中多层圆柱壳的自由振动问题．壳体的运动方程考虑了流体动压力的作用，流场用波动方程描述，通过采用合适的位移函数和速度势函数，使耦合问题的基本方程得到简化并进行数值求解，求得了几种不同参数的多层圆柱壳在流体中的频率特性     

封闭曲线的奇异积分相联方程的正则化

文章在奇异积分相联方程和Fredholm方程研究的基础上,旨在通过运用正则化的方法,主要从两方面即κ’≥0,κ’<0对奇异积分相联方程的解进行研究分析,在指标的范围下获得封闭曲线的奇异积分方程可解.     

夸克的量子输运理论

在本文,我们推导出了夸克的一般性量子输运方程和限制方程,并讨论了理论的半经典和经典极限情况。     

曲面的Gauss方程与Codazzi方程的等价定理

利用外微分和外积的知识,给出并证明了曲面的Gauss方程在正交标架{r（u,v）;e1（u,v）,e2（u,v）,e3（u,v）}及自然标架{r（u,v）;ru,rv,n}下的二次微分形式的等式与函数的等式的等价定理,以及曲面的Codazzi方程在正交标架及自然标架下的二次微分形式的等式与函数的等式的等价定理.     

二阶非齐次线性差分方程为极限圆型的判定

提出了二阶非齐次线性差分方程为极限圆型的定义，并给出了几个充分性的判定方法。     

长短波方程组的近似惯性流形

研究了动力学中具有耗散性的非线性长短波方程组的长时间行态，运用算子投射和算子特征值等方法，构建了其线性的相线性的多种近似惯性流形，并证明了长短波方程组的任意解轨道在长时间后进入该近似惯性流形的一个狭窄领域。     

非自治扩散系统的强单调性

单调系统理论在微分方程中具有重要的理论意义和应用价值。针对由反应扩散微分方程所描述的非自治非线性系统，该文主要研究了该非自治非线性系统的强单调性质。在系统的单调性和解存在惟一的条件下，该文利用反应扩散方程组的比较原理和矩阵的不可约性质，得到了该系统的解所具有的强单调性的充分条件，推广了以前相应的结果。     

可积Riccati微分方程的通解公式

利用特征方程和初等变换,得到了可积R iccati微分方程的通解公式,并给出了它的应用.     

非线性方程组在几类计算问题中的应用

非线性方程组讨论的问题为F(x)=0,其中,F∶Rn→Rm.该问题广泛应用于工程、管理和经济学领域.非线性方程数值求解的典型方法之一是牛顿法.由于实际问题中存在大量的非光滑方程问题,近年来非光滑方程、特别是半光滑方程吸引了广大研究者的关注,半光滑牛顿法及其各类应用研究取得了丰硕的成果.本研究基于笔者近段的部分研究工作,介绍了非线性方程在无约束非光滑凸优化、约束最优化、非线性互补、变分不等式、最优控制、二阶段随机规划、随机线性互补和球面上的设计等八个方面的应用.     

关于利用Excel函数求解线性方程组方法

Excel是目前非常流行的实用办公软件之一,不但能够很方便的处理表格问题,而且可以利 用其包含的大量丰富的各种函数解决许多数学上的问题。本文通过实例介绍了用Excel解线性方程组 的具体方法。