圆管O—S方程的Chebyshev多项式方法

采用一般形式的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式展开方法，对圆管Ｐｏｉｓｅｕｉｌｅ流的Ｏ－Ｓ方程进行数值模拟．发现所有特征值的虚部都小于零，因此，验证圆管Ｐｏｉｓｅｕｉｌｅ流对于轴对称的小扰动来说是线性稳定的，结果还表明应用Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式在计算结果精度方面有较大的优越性．     

刚性管内脉动流的温度和速度的径向分布

运用布西内斯库近似,以刚性轴对称直圆管作为血管模型,导出了脉动流所满足的基本扰动方程,并解出脉动流轴向速度和温度的径向分布。结果表明,随脉动频率ω的增加,速度和温度的梯度剧烈变化部分将局限在接近管壁的薄层中,轴心部分则逐渐平坦。     

涡旋流动中轴对称和非轴对称扰动的相互作用

本文研究涡旋流动中轴对称和非轴对称扰动的相互作用。在无粘、不可压涡旋流动中引进轴对称和非轴对称扰动,将扰动速度展开成傅立叶级数,代入到无粘、不可压流基本方程组中,使用多重尺度摄动方法,获得轴对称和非轴对称弱非线性扰动波振幅的调幅过程所满足的联立方程组。数值计算表明,在满足轴对称扰动和非轴对称扰动耦合的条件下,可以得到具有孤立子性质的轴对称扰动和非轴对称扰动。最后简要地从能量观点讨论了轴对称和非轴对称扰动的干扰机理。     

低碳钢和不锈钢圆管轴向冲击碰撞吸能特性研究

针对金属圆管的吸能设计，通过落锤试验和动力显式有限元法对低碳钢和不锈钢圆管的碰撞吸能特性进行了研究。研究发现：轴向冲击下圆管的失效模式分为轴对称模式、过渡模式和非轴对称模式，初始几何缺陷的随机性是产生不同失效模式的原因之一。给出了平均碰撞力的设计公式，最后探讨了采用铝基蜂窝状填充材料对圆管耐撞强度的影响。     

MonteCarlo法研究通过旋转圆管的自由分子流

利用试验粒子Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法研究通过有限长旋转圆管的自由分子流。给出变量的归一化分布函数及由此进行随机抽样的方法。对研究通过静止圆管的自由分子流的方法进行改进，提出一种求通过旋转口管的自由分子流流量的方法．计算几种情况．并与无限长旋转圆管的解析结果作比较。主要结论如下：在管两端压差一定时，通过旋转国管的自由分子流流量随转速增加而减小；通过旋转口管的流量与通过静止圆管的流量的比值，随国管长度的增加而减小。     

螺旋型涡破碎振动特性分析

本文从涡破碎机理的波动理论出发,分析了螺旋型涡破碎的振动特性,指出振动的本源是由于非轴对称扰动引起涡破碎后局部回旋流对螺旋型小扰动的不稳定性。利用无粘、不可压涡旋流的稳定性分析的理论结果,计算了破碎涡内部流动的振动频率,与实验值相符合。     

关于第二心音的轴对称血流的数值计算

从临床经验可知第二心音的研究有助于心脏病的诊断。本文提出了血液在弹性直圆管中流动的数学模型;用有限差分法求解轴对称基本微分方程组;计算了第二心音的频率和振幅;还求出了血流的速度分布和压力分布。这些结果将对心脏病的临床诊断有一定的参考价值。     

同轴圆柱间旋转流动Taylor-Couette流的数值模拟

本利用有限方法对同轴圆柱间Taylor-Couette流进行数值模拟，轴对称的旋转流动分歧现象被发现，展示了数值模拟结果。     

圆管螺旋流的三维数值模拟

用数值计算方法研究圆管内带有局部起旋器的螺旋流运动,在流场计算中,利用有限差分法对柱坐系下的三维N－S方程组进行差分离散,建立了边界条件和初始条件下的三维计算模型,获得了计算区域内的流场信息,并将数值模拟的结果与实验数据进行了对比和分析,两者基本相符,为圆管螺旋流的研究提供了一条有效途径。     

环肋肋基温度沉降对肋片散热的影响

对圆管外带环肋的肋壁传热进行了分析，采用有限差分法对环肋的二维轴对称导热问题进行了数值模拟，以考察环肋肋基温度和对肋片散热的影响，得到了不同几何结构及运行工况下肋基温度沉降对肋片散热的影响曲线。结果表明，在实用的工程应用范围内，肋基温度沉降对肋片散热的影响可达５％￣１８％。     

用扰动方程研究可压缩边界层中扰动的演化

本文对传统的可压缩流动中的通量分裂方法进行了修正，使其可以用于扰动方程的计算。利用这一方法，对来流马赫数Ma为4．5、雷诺数Re为10^5的可压缩平板边界层中扰动的演化进行了数值模拟。对于给定的基本流，在计算域入口加入T-S波扰动，研究扰动的空间发展演化。对于小幅值的扰动，计算得到的扰动幅值演化和扰动法向分布与线性稳定性理论的结果符合的很好。对于有限幅值的扰动，结果表明，各次谐波无论幅值还是扰动分布都与完整的Navier-Stocks方程计算的结果符合的很好，但由扰动方程得到的平均流修正比N-S方程得到的大一些，这也许是由于在N-S方程计算时，基本流与零阶谐波一起计算而产生的误差所至。     

设计工况下非轴对称端壁造型方法对涡轮动叶性能的影响

为揭示非轴对称端壁控制涡轮动叶二次流的物理机制,采用三角函数造型方法,对设计工况下某一燃气涡轮的第一级动叶进行数值研究.结果表明,只有在合适的非轴对称端壁半径扰动量下,才能获得较好的气动收益;扰动半径在5%～10%叶高内,性能会有所提升.相对于造型幅值,气动性能对造型几何位置更为敏感.本文采用的三角函数造型法主要通过合理降低横向压力梯度,推迟通道涡发展,从而减弱通道涡强度和维度,进而降低流动损失.     

绕细长体空化器的垂直超空化流分析

对于绕轴对称细长体空化器的超空泡流问题,提出了一种积分方程方法.用奇异性离散化方法对积分方程进行了求解.在垂直来流时,考虑了Froude数对定常和非定常超空泡长度和形状的影响;比较了不同形状细长空化器的超空泡长度和横截面尺寸.应用时间有限差分离散化方法,计算了空化数变化时超空泡形状和长度的非定常变化.计算表明,空泡的形状变化具有时间滞后性和波动性.用Logvinovich空泡横截面独立膨胀原理对扰动波形沿空泡表面的传播过程作了定性分析.     

飞行体与等离子体在压缩区内相互作用数值解

在压缩区内,飞行体天线辐射出的高频调制场影响等离子体中的电荷分布,而电荷分布的扰动又反过来影响场量.采用FTCS有限差分格式方法,利用二维三分量轴对称, 对空间飞行体与压缩区等离子体非稳态相互作用过程进行数值模拟,得到了电荷密度扰动与电磁场的变化情况. 计算结果表明, 这种非线性相互作用可以引起场的塌缩并出现密度空洞.通过对密度空洞变化的探测, 可对隐身飞行体进行跟踪.     

圆球壳Stokes渗透流动的一个准确解

本文采用轴对称情形下内外Stokes流动的Sampson级数解求出了有渗入渗出情形下轴对称拉伸流动绕圆球壳流动时壳内壳外流动的准确解。该准确解表达式简单且为有限形式。对该解进行分析表明,渗透对外流几乎不发生作用,但对内流影响显著。文中详细分析了流线谱,流入球壳的总流量以及内流的速度分布及压力分布,揭示了球壳内部的一些流动现象。     

轴对称平面应变问题的广义热弹性解

超常传热条件下,热扰动在介质内以有限速度传播,导致材料的热力学行为较在常规传热下具有很大的不同.本文围绕轴对称平面应变问题展开研究,借助于Laplace正逆变换及其极限特性以及贝塞尔函数的渐近公式,推导了基于不同广义热弹性理论模型下轴对称平面应变问题的热弹性解,并对包含圆孔的无限大轴对称结构在内表面受热冲击作用的广义热弹性行为进行了分析.研究发现,当热扰动以有限速度传播时,各物理场的分布呈现阶段性分布,且在波前位置处,温度场和应力场存在阶跃现象;对于各物理场的描述,L-S和G-N理论给出相近的结果,而G-L理论则在描述位移场和应力场的分布时给出了反常的结果.利用本文推导得到的热弹性解可以清楚地获取各物理场与特征参量之间的函数关系,并可以准确地捕捉到波前的阶跃行为,便于超常传热行为的理论分析.     

螺旋型涡破裂的孤立波模型

本文使用弱非线性、非轴对称扰功波的孤立波模型模拟螺旋型涡破裂。与实验比较,该理论模型可以较好地确定涡破裂时的回旋因子q及涡核的螺旋形状,但不能给出内驻点的位置。据此,本文指出:在研究非轴对称扰动的同时,必须考虑轴对称扰动的存在和相互作用。     

圆管螺旋流局部起旋器与出口段流速分布

探讨了圆管螺旋流的局部起旋器，并在试验的基础上，对圆管螺旋流局部起旋器出口段周向流速和轴向流速分布特性进行了研究，同时分析了其形成的机理，研究表明，受水流惯性与黏性的作用，周向流速分布由部分断面渐变为全断面线性分布；轴向流速分布则受周向旋转水流运运作用，流速分布坦化为类对数分布，这对进一步研究圆管螺旋流输固具有重要的价值。     

轴对称体在水下狭窄管内运动时的粘性阻塞效应

本文以轴对称体势流压力分布为基础,用解析法考虑轴对称体在水下狭窄管内运动时流体粘性阻塞效应对流动的影响,导出了对势流计算结果中压力系数的修正公式,从而可计算轴对称体在水下狭窄管内运动时的压力系数。本文提出的方法可用于轴对称水下航行体管内发射研究。     

不同导叶包角圆管螺旋流起旋器出口流速场的试验研究

探讨了产生圆管螺旋流的局部起旋器,并在模型试验的基础上,通过对两套起旋装置在不同流量下的轴向流速及周向流速以及起旋器结构参数的比较和分析,得到了更有利于圆管螺旋流输送的结构参数。