海面动量,热量及水汽通量的浪沫效应：Ⅰ.方程组及初值化

讨论海面浪 沫影响动量、热量及水汽等垂直通量的物理过程。提出描述飞沫特征的运动方程、热量方程和蒸发方程，以及确定飞沫初值的计算方法。并给出求飞沫在出入海面过程中所产生的动量、热量及水汽等通量的计算式。     

塔克拉玛干沙漠夏季近地面层湍流特征与热量和动量输送差异及成因研究

利用2016年7月新疆塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测研究站近地面层大气湍流实验观测资料,采用涡动相关、象限分析和频谱分析等方法,研究塔克拉玛干沙漠腹地强热力作用下近地面层湍流特征,对比分析热量输送与动量输送的差异,探讨输送差异的成因和物理机制。研究结果表明,近中性层结条件下,塔克拉玛干沙漠腹地近地面层湍流运动对热量和动量的输送作用类似;随着大气不稳定度增加,热量与动量的输送差异增大。在强热力条件下,湍流运动对热量的输送效率较高,但对动量的输送存在较大的随机性。输送差异形成的原因与湍流相干结构密切相关,在不稳定层结条件下,湍流相干结构以热羽为主,能够引起位温和垂直速度的同相位变化,但较难引起水平速度的相应变化。湍流运动的动力和热力响应物理机制不同,是热量与动量的输送差异及其随大气不稳定度增强而增大的主要原因。     

柴油机雾化机理及雾化特性参数的研究

柴油机雾化发生在最大波幅增长点，且含有多种不稳定模式，其中高阶模式会产生液柱分支。根据最大波幅增长点可以计算平均滴径、滴径分布、喷雾锥角等雾化特性参数，计算结果与广安实验数据基本一致。     

柴油机雾化机理及雾化特性参数的研究

柴油机雾化发生在最大波幅增长点，且含有多种不稳定模式，其中高阶模式会产生液柱分支．根据最大波幅增长点可以计算平均滴径、滴径分布、喷雾锥角等雾化特性参数，计算结果与广安实验数据基本一致     

喷射沉积过程的计算模型

模拟喷射沉积过程中的雾化过程，描述了熵滴在飞行中的学过程及凝固的热力学过程；建立了熔滴速度、温度、固相分数等与熔体过热度、气流速度之间的计算模型，通过对８１０℃的液态金的数值计算，讨论了部分独立参数对该过程的影响。     

焊接熔池浮力－表面张力驱动流数值解的源项与边值处理

从固／液相变问题的单相统一模型控制方程组出发，用焓法‘模糊，处理固／液运动界面和相变潜热，用Ｔａｙｌｏｒ级数展开法处理非线性源项，并将附加源项法扩展应用于处理动量方程的表面张力边界条件，使整个控制方程组的迭代求解局限于内节点上，从而加快了方程组耦合求解的收敛速度，二维轴对称定点熔化焊浮力－表面张力联合驱动流的数值计算结果表明，这种源项与边值的处理方法较非线性源项的显式处理和热边界条件的附加源项处理计算速度提高１５％～２０％，且计算结果相当一致。     

滑动轴承油膜从层流到紊流过渡区域的研究

作为对滑动轴承油膜从层流到紊流过渡区域的研究,本文采用原始变量,应用解决三维抛物型流动的思想方法,分别求解Navier-Stokes方程组中周向(主流方向)动量方程和径向、轴向(横截面流动)动量方程,计算了同心圆柱轴承油膜在超层流工况下Taylor涡旋的速度场、压力场,较全面地计算分析了不同间隙比、不同泰勒数、不同波长比对涡旋的影响,并计算了内、外圆柱上的摩擦阻力矩,为进一步解决偏心圆柱轴承的问题准备了条件。     

森林冠层上湍流尺度、耗散率和湍流结构参数

利用新型三维超声风速／温度仪，在中国东北长白山原始森林冠层以上观测的湍流资料，计算并分析了森林冠层上的湍涡特征长度尺度、湍流动量和热量耗散率、湍流动量和热量结构参数的特征。结果表明：湍流动量湍涡特征长度尺度与稳定度参数Z／L成正相关；湍流热量特征长度尺度与稳定度参数Z／L在不稳定层结时，成正相关，在稳定层结时近似成负相关；在不稳定和稳定层结大气中，利用湍流谱方法和利用风速垂直分量方差、温度脉动方差和Richardson数计算湍流动量、热量耗散率和湍流动量、热量结构参数有较好的一致性；无量纲湍流结构参数Cv^2z^2/3σω^-2和CT^2z^2/3σT^-2是Richardson数的函数；湍流热力结构参数CT^2与感热通量——↑ω′T′具有较好的线性关系。     

动量、热量及质量传递的类似性及类比律

介绍了动量、热量及质量传递的类似性和类比律，以及在化工生产中的重要性。     

在不同的空气层结里海洋与空气交换系数的计算

本文提出了在不同的空气层结里,海洋与空气的动量、感热和水汽交换系数的计算公式,并把计算结果与Kondo等人的结果作了比较.     

平均核结构函数的新描述

将平均单位子能量为＜ε＞的核内束缚核子描述为准自由核子；通过对轻子在准自由核子上深度非弹性散射的强子张量进行分析，建立了准自由核子内部分子横向动量与相应部分子纵向动量分布间的关系；借助部分子演化机制，给出了确定准自由核子内部分子纵向动量分布的方程组；最后，在统一考虑核内核子的费米运动修正、核子的束缚能效应及其所引起的核子内部分子分布改变的基础上，给出了不同于传统核物理框架中的平均核结构函数。     

双层通风幕墙热气流有限分析计算方法的研究

研究双层幕墙在温差作用下引起热气流流动状态.针对双层幕墙通道,建立气流的N-S动量方程、连续性方程和温度场方程,将通道分成有限段单元,在一维流动下寻求方程组的解析解,通过单元间的速度、压力及温度连续条件化为数值解,开发有限分析计算软件,并给出计算实例.     

岔管段三维水动力学计算

为预测一级泵站出水侧岔管段是否发生空化,进行了三维紊流场计算,采用标准K-ε模型[1]、贴体坐标变换、有限体积法离散流动控制方程、非交错网格布置变量、动量插值技术解决压力与速度的耦合[2]、强隐式迭代方法求解离散的线性代数方程组.计算结果表明,所研究的流动体系不会产生空化.     

关于静态电磁场的动量密度

本文由动量、能量守恒定律，简便地推导出静态电磁场的动量密度表达式。与通常做法不同，推导过程未涉及麦克斯韦方程组。     

双丝GMAW焊熔滴过渡对焊缝形状影响的研究

双丝共熔池GMAW(twin-wire co-pool gas shielded metal arc welding, TCGMAW)熔滴过渡对焊缝成形的影响体现在对熔池的作用上,熔滴对熔池的作用在于向熔池传输能量、动量和质量,最终会影响到焊缝的成形和质量。本文根据高速摄影结果,建立双丝GMAW焊接熔滴过渡的运动轨迹,从理论上分析了熔滴过渡的特点,并根据分析结果建立了贴体坐标系下熔滴带入熔池的热量和动量的数学模型,研究了熔池各个表面上的动量和能量边界条件, 在此基础上进行了焊缝形状的数值模拟,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,建立的数学模型是可行的,与实际的试验结果比较吻合。     

涵道螺旋桨多工况设计

单一工况下设计的涵道螺旋桨通常不能满足垂直起降飞机的多工况高效需求。基于叶素动量理论可以开展涵道螺旋桨多工况设计,其关键在于不同工况下螺旋桨拉力占比、修正来流速度的计算。在无螺旋桨几何的情况下,采用动量源方法对涵道拉力进行估算,提出了修正来流速度的计算方法,基于最小能量损失原则建立螺旋桨几何,采用多重参考系方法进行耦合计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）修正,得到单一工况下弦长扭转角关系、螺旋桨拉力占比以及修正来流速度。通过改变设计升力系数及转速,使不同工况下涵道螺旋桨的弦长及扭转角相匹配。分析结果表明,动量源方法计算的涵道拉力占比较大,来流速度修正方法可减少相同工况下耦合CFD求解计算量。多工况设计可有效提高涵道螺旋桨的综合效率。     

黄河源区中雨近地面水汽输送特征及路径分析

为探明黄河源区中雨近地面水汽输送特征,采用拉格朗日轨迹模型HYSPLIT 4. 9,利用2012—2016年NCEP/NCAR 0. 75°×0. 75°三维风场再分析数据、地面气象站点降水数据,对黄河源区中雨近地面水汽迹线进行模拟和聚类分析,探讨黄河源区水汽来源、水汽路径和不同水汽路径对源区降水贡献率。结果表明:黄河源区中雨主要集中于5—10月,6个气象站点中雨近地面共有1 074条水汽输送迹线,聚类后共8条水汽输送路径,其中有2条水汽输送路径对源区中雨降水起着主导作用,源于印度洋和孟加拉湾附近的西南路径及起源于中亚和巴尔喀什湖附近的西北路径,对该源区的贡献率分别为36. 2%、25. 6%,西南路径的水汽贡献率大于西北路径。本研究结果对认识黄河源区水汽来源及降水规律、上游来水预报等具有参考价值。     

PZT溶胶液静电雾化雾场模拟

通过对商用计算流体力学软件FLUENT进行功能扩展，实现了空气流场、空间电场和离散雾场多场耦合过程的数值模拟．由实验数据确定雾滴的滴径和电量，采用拉格朗日模型计算雾滴在重力、空气阻力、外部电场力及雾滴间相互库伦排斥力作用下的运动轨迹，并得到雾滴的速度与其空间分布密度，由此计算雾滴在衬底上的沉积通量．     

公交车内飞沫运移的数值模拟

基于计算流体力学数值模拟方法,研究了送风风速0.25~2m/s及乘客位于车厢前、中、后部时咳嗽产生飞沫的蒸发、沉降和扩散运动.结果表明:飞沫喷出后迅速蒸发;当车厢进风速度小时,大粒径飞沫迅速沉降,小粒径飞沫在空间停留时间长,影响范围大;当进风速度大时,大粒径飞沫在空间停留时间变长,传播更远,小飞沫停留时间变短;综合考虑,本模型条件下推荐车厢进风速度为1m/s.患者位于车厢前部时,飞沫主要沉降在车壁,其次为地面;患者位于车中部和后部时,飞沫主要沉降在人及座位上,其次为地面;相较于前部和中部,患者在车厢后部咳嗽时飞沫影响范围大.本研究可为公交车内通风和消杀提供指导.     

一种Lagrange格式及重映算法

从积分形式的二维Lagrange流体力学方程组出发，用有限体积格式进行计算，考虑压力梯度分布对速度和能量改变的影响，构造了在两个控制体上的动量方程的计算格式。在重映算法上，采用积分重映的方法，针对不规则的四边形网格，根据非结构网格的ENO插值的思想，构造线性插值多项式，由于利用其插值点自适应选取的特性，在物理量变化剧烈区域选取最光滑区域的点来插值，虽然不能保持单调性，但只允许出现非常小的振荡。数值结果表明了该方法的可行性。