对流热过程数值计算稳定性关系新探讨(Ⅰ)──耗散熵产非负定性分析

探讨性地定义了广义熵的概念;对于给定的模型方程,建立了相应的熵方程,揭示了模型方程潜在固有的耗散熵产非负定性质;提出了以该非负定性为准则,对模型方程的一般化数据格式稳定性限制条件的分析方法．针对一些典型的数值格式导出了具体的限制性条件,归纳性地显示该方法的结果为稳定性的充分条件,为耗散与数值稳定性的内在联系提供了新的理解     

对流热过程数值计算稳定性关系探讨（Ⅰ）：———耗散熵产非负定性分析

探计性地定义了广义熵的概念;对于给定的模型方程,建立了相应的熵方程,揭示了模型方程潜在固有的耗散熵产非负定性质;提出了以该非负定性为准则,对模型方程的一般化数据格式稳定性限制条件的条件方法,针对一些典型的数值格式导出了具体的限制性条件,归纳性地显示该方法的结果为稳定性的充分条件,为耗散与数值稳定性的内在联系提供了新的理解。     

一类求解浅水波方程的基本无振荡熵稳定格式

针对浅水波方程,提出了一类低耗散基本无振荡熵稳定格式.在Roe型熵稳定通量中添加熵守恒格式的熵数值黏性绝对值的量来抵消解在跨过激波时所产生的熵增,从而抑制伪振荡;并且,利用通量限制器函数构造出相应的高分辨率熵稳定格式.利用新格式模拟一维和二维经典问题,数值结果表明,该格式具有低耗散、高分辨率、基本无振荡性等特点,是求解浅水波方程较为理想的方法.     

利用熵格式计算地下水溶质运移方程

用分裂法将地下水溶质运移方程分成对流方程和弥散方程,对流方程采用熵格式求解,弥散方程采用中心格式求解.数值试验表明,该格式不会产生过量问题,没有出现非物理振荡,数值弥散较小.     

满足最大值原理的熵格式计算线性传输方程

茅德康等发展了熵格式计算一维双曲守恒型方程,熵格式具有超收敛性并且适合长时间计算.但是熵格式不满足最大值原理,在最值点处会出现过高或者过低现象.发展了满足最大值原理的熵格式并且对一维和二维线性传输方程进行了数值模拟,数值结果表明该格式在最值点不会出现过高过低现象而且不会发生非物理振荡.     

基于自由扩散下被捕食者-捕食者模型的图灵不稳定分析

研究了具有Beddington-DeAngelis功能反应的被捕食者-捕食者模型在自由扩散模式下的图灵不稳定性.分析了系统在无自由扩散情形下的耗散性和一致持久性的充分条件以及非负平衡点的局部稳定性，并通过刻画系统非负平衡点的图灵不稳定性条件，确定产生图灵斑图的分岔参数满足的条件以及相应的图灵区域.数值实验结果验证了系统的稳定性，揭示了波色数、分岔参数和交叉扩散系数对斑图产生的定量影响.     

熵、巨势与开放的近平衡系统热力学第二定律的两种表现形式

从分析局域平衡理论框架内封闭热力学系统之熵产生与特性函数变率的关系入手，阐明了非平衡态的热力学特征，即非负耗散强度及非平衡线性区向最小耗散态演化的趋势，实际上是分别体现在热力学势的一阶及二阶变率层次上的状态演化方向。同时，提出了以巨势为基础的开放非平衡系热力学第二定律的表述形式，论证了在近平衡区与最小熵产生原理的等价关系。     

热力学非线性区最小熵产生原理和热力学稳定性

经典的非平衡态热力学只能在热力学线性区证明最小熵产生原理,无法在非线性区证明该定理.将热力学熵平衡方程同动力学方程组结合,使最小熵产生原理能够在热力学非线性区得以证明,使之成为非平衡态热力学线性区和非线性区都成立的普遍原理.经典的非平衡态热力学超熵未包括宏观动力过程.必须引入广义动能修正超熵才能作为系统的Lyapounov稳定性函数.但是考虑了动力过程的理想流体负超熵可以直接作为系统的Lyapounov稳定性函数,而且证明导致系统不稳定的原因是流体宏观参数扰动同宏观过程相互作用的结果.对于环境流体这个Lyapounov稳定性判据是目前得到的普遍的稳定性判据.     

高Reynolds数流动的时均能量方程及熵增表达式

本文对湍流耗散过程作了详细的热力学分析,明确提出不仅在时均动量方程中,而且在时均能量方程及热力学第二定律的表达式中,湍流影响项与粘性影响项也具有相拟的张量表达式,而且与用何种湍流模型计算Reynolds 应力张量Ⅱ_r 无关.本文还引进名义滞止焓和平均流动熵的概念,推导出适合数值求解的封闭的克罗柯形式的时均流动方程组.     

反应扩散方程相应格点系统的吸引子和Kolmogorov ε熵

通过在无穷序列空间中引入新的加权范数,证明了在某些耗散条件下反应扩散方程相应的格点系统存在全局吸引子,并且得到了该全局吸引子的Kolmogorov ε熵的-个上界.     

熵产生与能耗散

从一般的局域平衡系统的熵平衡方程出发,分析讨论能耗散的物理本质及其与熵产生密度σ的定量关系,指出存在三种不同形式的能耗散:机械能转变为内能,内能中较高质的自由焓转变为低质的内能,内能从高温处转移到低温处时的眨值。结果表明,三种形式的能耗散率Φ_1虽都是Tσ的分量,但总能耗散率Φ与Tσ的普遍关系不是Tσ=Φ而是T(σ-w)=Φ,其中Tw=是单位体积内的体积力对扩散流的功率(而不是一般的功率)。这些结论与已有文献所提出的不同。本文还分析讨论了某些非局域平衡系统的熵产生与能耗散的关系,得出新的结论。     

封闭体系的熵产生原理

本文阐述封闭体系中的熵产生原理.据此原理说明封闭体系经历一个任意过程,体系的熵变等于熵流dSe和熵产生dSi之和.体系若经历一个不可逆过程必定产生熵,经历一可逆过程,熵产生等于零.把熵产生原理应用于封闭体系中的各种过程,可以判断过程的性质,它较Clau-sius不等式和孤立体系中的熵判据更为简便.     

用随机模糊熵权方法编制矿井生产计划

提出了自熵权，最大可能性的概念及其表达式；将矿井开采系统看成一个随机模糊的动态发展过程，提出多阶段，多目标，多层次随机模糊熵权的新方法，以工作面接续为例解决矿井生产计划的编制问题。     

关于极小熵产生和伺服原理的两点注记

本文将极小熵产生定理推广到非线性区,并指出活有机体可能遵循这个定理。本文还讨论了协同学中消去快变量的条件及将伺服原理推广到多层次子系情形等问题。     

熵产生率与特性函数变化率的等价性

本文从Gibbs公式出发，论证了封闭系统熵产生率与热力学特性函敷变化率的等价性。     

电路中的最小熵产生率原理

将不可逆过程热力学中的熵产生率概念推广应用到稳恒电路，给出了Ｐｒｉｇｏｇｉｎｅ最小熵产生率原理可适用于稳恒电路的电动力学证明。     

钢丝型回热器的不可逆熵产率分析

从导热不可逆性和粘滞不可逆性两方面对钢丝型回热器的熵产率进行理论分析和数值计算, 讨论熵产率的截面分布和几个参数对熵产率平均值的影响, 得出优化频率