旋涡的两重特征：场与物质性

旋涡是流体运动的一个基本属性,但对旋涡的研究,已远远超出了流体力学范畴.非线性科学的发展,为我们提供了新的思想与研究方法. 对旋涡的度量,定义了涡量Ω(旋度),式中ν为流体速度矢.又定义了环量Γ,     

超导体磁旋涡运动

超导体磁旋涡运动应用一种新的摄像术，日本研究人员首次观察到了超导体内磁场小旋涡的运动。这一发现有助于解决长期以来的猜疑：当氧化物超导体温度（放在磁场中）改变时，这些旋涡是什么样子。日本日立股份有限公司高技术实验室的ＡｋｉｒａＴｏｍｏｍｕｒａ和他的同事...     

旋涡——流体运动的肌腱

涡运动是自然界中可以普遍观察到的流体运动形态。著名空气动力学家屈西曼曾用“旋涡是流体运动的肌腱”这句话深刻地概括了涡在流体运动中的作用。《旋涡——流体运动的肌腱》一文的作者根据自己的研究心得对旋涡何以成为流体运动的肌腱作了详细的论述,并对涡动力学这门年轻的分支学科的主要内容和发展前景提出了自己的见解。     

当星系转动时

旋涡星系就像是宇宙屹立不倒的图腾，是宇宙战争史中顽强的幸存者。     

自然信息

1963年,P. Brosche分析了对各类天体的观测数据后提出:从行星、恒星、星团到星系(特别是旋涡星系),甚至是星系团,它们各自的角动量J与质量M之间存在着一个简单的关系,即J与M的α次方成比例,α在5/3与2之间。七     

分形理论对世界认识的意义

分形理论对世界认识的意义张国祺四川大学教授李后强在非线性科学中，混沌是一个很引人注目的问题。混沌这个现象是非常有意思的，它使决定性的系统看起来似乎是非决定性的、杂乱无章的，找到了从决定性到非决定性的一个渡越。发现混沌的根源是系统的非线性，而不是外在的...     

旋涡星系——从形态到动力学本质的认识

旋涡结构是旋涡星系的主要形态特征,但是,在星系自转时,内部角速度比外部角速度大,旋臂应该越缠越紧。据计算,在星系年龄内,旋臂应该完全缠绕在一起,然而观测所见并非如此。1964年,由美籍华人林家翘建立的系统的密度波理论成功地解释了旋涡结构的本质。本期《旋涡星系》一文对此作了介绍。     

运动时如何保护膝盖

半月板与膝关节 半月板是在我们膝关节的胫骨平台和股骨踝之间做填充的一个结构.由于两个股骨髁都是球形,与膝关节的胫骨平台贴合在一起时稳定性较差,所以这里必须要有半月板的存在,它可以包绕在球形的股骨踝周边,形成"旋涡状",使关节两边的股骨头都能够卡在"旋涡"里,从而稳定整个关节的活动度.     

相似理论的新视角探索

本文讨论了传统相似理论存在的问题，指出传统相似理论的种种弊端是由于忽略了系统非线性相互作用，从矩阵理论和拓扑学理论的角度阐述了由此而产生的后果，综合考虑系统的内部非线性因素和外部非线性因素是修正传统相似理论的主要途径。     

回流段纵向紊速平面分布的实验研究

河道水流区别于规则管渠水流的主要特征之一是天然河道中存在着各种形式的环流,诸如纵轴环流、横轴环流、竖轴环流和斜轴环流等。环流结构严重影响着水流的紊动结构,从而引起水流能量损失的变化。例如回流(竖轴环流)区内的大尺度旋涡在不断地形成、分解、再形     

量子力学中的隐变数

在经典物理学中,拉普拉斯的决定论曾经长期统治着人们的思想。然而,本世纪二十年代诞生了以哥本哈根学派为代表的量子力学理论。从本质上讲,描述微观世界过程的量子力学是一种概率的描述,和决定论是水火不相容的。这就引起了一些大物理学家的不满,认为可能存在定域性的决定论的隐变数,引起了长时期的争论。《量子力学中的隐变数》一文,就是对自1972年以来进行了九个物理实验来验证到底是量子力学理论正确还是隐变数理论正确的情况作了介绍。围绕着量子力学,科学家们争论了半个多世纪,还要继续争论下去,而科学也就是在这样的争论中发展着,拉普拉斯的决定论,在微观世界如此,在宏观世界也是一样。通过对各种复杂的非线性运动的准确估计,发现不论天上、地下还是人间,到处存在着混沌运动。诸如在旋涡星系引力场中运动的星体,地磁场方向的变换运动,流体力学中的热对流花样,生物群体中个体的数目随时代变化情况,以及量子力学与广义相对论中都存在着混沌运动。     

旋涡星系M5中的一氧化碳的合成照片

最近,瑞典查默斯技术大学的翁萨拉太空天文台接收到了来自旋涡星系M51(距地球3000万光年)的射电辐射。他们的观测结果首次表明,旋涡星系的分子气体犹如那些最亮的年轻恒星一样,被聚集成一些旋臂。一种新研制的数据处理方法提高了观测的分辨率,以致旋臂清晰可见。封面图中的红色表明一氧化碳气体正在远离,而蓝色表明正在靠近。从右边的蓝     

混沌中的有序

绝大多数的混合(mixing)出现于湍流之中,其流场本身是由各种尺度旋涡的复杂层次所组成。这些旋涡将在其各自尺度上对流体混合。但是,当流体中未出现湍流,或在特定范围或振幅中的搅动力度因某种原因受到限制(如在高黏性流体中)时,流体的混合就是另一种情形了。在低速流体中,我们称与湍流混合的对立状态为层流混合。在一杯茶中拌入的奶或糖中就含有层     

南海春季南沙海区上层暖水及其动力机制的数值研究

通过对南海春季（2002年2～5月）南沙海区月平均海面温度的卫星遥感资料及2002年5月的现场实测的CTD资料分析表明，该海域春季位于巴拉望岛西部的上层水体存在着一强度相对较弱的暖水舌，该暖水明显不同于巴拉巴克海峡东南部的冷水，且其相对温差从冬季到春季逐渐减弱．根据现场实测资料，利用P矢量方法对流场进行的计算结果表明，该暖水区所在的流场位于一个反气旋性弯曲的范围内．通过一个单层／两层耦合模式，利用与观测同一时期的风应力卫星遥感资料，来探讨该暖水所对应的反气旋性弯曲流场形成的动力机制．数值模拟结果表明，该反气旋性弯曲很可能是冬季遗留下来的残留反气旋涡，而不太可能是由苏禄海通过巴拉巴克海峡的进入南海的入流所形成．     

自然信息

年轻星系中不断产生的超新星爆发导致从它们的星系盘中抛射出大量的物质。这种星系炮弹(galactic cannonballs)使演化中的旋涡星系的盘不断缩小和盘内化学元素重新分布。这是美国康乃尔大学     

棒旋星系宏图的一种解释

目前,对S_a、S_b和S_c型旋涡星系已作了大量的研究.但是,已知旋涡星系中约有1/3多一点是棒旋星系,对它们的详细结构和动力学还未进行充分的研究。对线度为2R、等效厚度为2D的星系盘,解泊松方程,得引力势的形式解为式中各量的意义与文献[3]同.为了研究文献[2]提出的问题,和解释棒旋星系的类型,作者     

Arakawa格式的非线性计算不稳定性及三种长时间计算稳定的格式

非线性计算不稳定是数值天气预报中十分突出的问题,也是计算数学和计算力学等学科中共同关心的问题.近两年来,我们较系统地研究了有关非线性计算稳定性的若干问题,特别的证明了许多常见的显式格式(包括著名的Arakawa格式)都存在非线性计算不稳定的特例,我们还构造了三种能长     

从准周期到混沌的实验观察

人们设计各种非线性电路来揭示各种通往混沌的道路,最近的综述可见文献[5]。然而绝大多数实验所所发现的都是倍周期分岔到混沌以及阵发混沌现象。在非线性电路中从准周期到混沌的现象还没报道过,本工作将报道从准周期到混沌现象的实验观察。 在文献[3,4]中,我们建议用具有非线性铁芯的电路来显示倍周期分岔的分频和混沌。在     

普洱茶的非线性光学效应与光速调控

利用Z扫描方法研究了普洱茶的非线性光学效应, 发现普洱茶水溶液在连续光下具有很高的非线性折射率, 与CS2相比高达6个数量级, 尤其是在普洱茶水溶液中观察到了光速减慢到超光速的转换过程, 实验结果显示了光波位相耦合色散效应导致光速变化机制的普适性.     

非线性时滞微分不等式及其应用

众所周知,Halanay的时滞微分不等式是时滞系统研究中的最重要的不等式之一,它在时滞系统的稳定性分析中获得了成功的应用。然而,由于Halanay的时滞微分不等式是线性的,它对许多非线性系统就无能为力了。本文将Halanay的线性时滞微分不等式拓广到非线性情形,建立起了两个非线性时滞微分不等式,并给出了在稳定性分析中的一些简单应用。