随机波波生流的数值模拟

为了更合适地反映实际海浪的随机性,作者采用随机波折射－绕射模型和波生流模型对近岸海域中的波生流进行数值模拟,探讨不同条件下随机波波生流的流场结构。通过计算发现除地形对随机波波生流有明显影响外,波生流的大小同入射波高及波浪破碎关系密切,其流向特别是离岸流的位置与入射波向有关。     

Nonlinear unified equations for water waves propagating over uneven bottoms in the nearshore region

Considering the continuous characteristics for water waves propagating over complex topography in the nearshore region, the unified nonlinear equations, based on the hypothesis for a typical uneven bottom, are presented by employing the Hamiltonian variational principle for water waves. It is verified that the equations include the following special cases: the extension of Airy's nonlinear shallow-water equations, the generalized mild-slope equation, the dispersion relation for the second-order Stokes waves and the higher order Boussinesq-type equations.     

近岸波动平均水动力方程与波浪漫滩边界耦合的理论模型

波浪漫滩不仅影响局地水动力,对邻近拍岸浪区的水动力和泥沙运动也有重要影响。但是,近岸波动平均的流场计算尚没有包含波浪漫滩边界的影响。本文建立包含拍岸浪区的近岸波动平均水动力方程,它耦合了波浪漫滩区水流积分的波动平均方程。拍岸浪区和波浪漫滩区相互作用机制是水体、动量交换,它们由波浪漫滩区水流的波动平均值或水流积分的波动平均值提供,可以根据波浪漫滩区海滩坡度、海底摩擦及与拍岸浪区交界位置的波高、波向、波周期计算。这些水体和动量交换项可以作为近岸波动平均水动力方程的波浪漫滩边界条件,为考虑波浪漫滩影响的近岸波动平均流场计算提供理论基础。     

含有耗散力的三阶Lagrange方程

该文从三阶Lagrange方程和耗散力的形式出发,给出了力学系统在耗散力的作用下三阶Lagrange方程的形式,并给出了一个具体的实例来证明得到的理论的正确性.     

广义水波方程组行波解的分支

应用动力系统分支理论,研究广义水波方程组行波解的分支.在固定的参数条件下给出广义水波方程组的孤立波、扭结(反扭结)波解的精确表达式,并证明该方程组存在不可数无穷多个周期波解.     

水下爆炸作用下近岸场地动态响应数值模拟

以某近岸场地为研究背景,通过选取合理的材料本构模型及状态方程,建立水下爆炸荷载作用下近岸场地动力响应数值分析模型,利用ANSYS/LS-DYNA进行近场水下爆炸荷载作用下动态响应分析.研究爆炸冲击作用下冲击波在近岸场地的传播特性以及近岸场地动态响应的变化规律.研究表明:在冲击波传播过程中,其传播特性会受到边界面的影响;...     

广义Zakharov方程组的精确显式行波解(英文)

借助动力系统方法,得到了广义Zakharov方程组的5组有界行波解的精确显式参数表达式,并且给出了保证上述5组显式精确解存在的参数条件.     

基于曲线坐标系下缓坡方程模拟近岸波浪及波生流

为了更好地模拟曲线边界等不规则岸线附近,波浪传播及其破碎后形成的波生流问题,该文建立了正交曲线坐标下近岸波浪和波生流耦合数值模型;即采用可综合考虑近岸区波浪反射、折射和绕射等效应的双曲型缓坡方程计算波浪场,采用近岸深度平均的二维浅水方程计算波生流场,应用辐射应力的概念,使波浪模型为流场模型提供驱动力.波浪和波流模型基于相同的正交曲线网格,应用高效的ADI有限差分格式进行数值求解.将曲线坐标系下的耦合模型应用到半圆形水槽和凹型水槽两个物理模型中,数值模拟的结果分别和解析解、实验值及已发表的数值结果做了比较.模型实验验证表明,该文建立的数值模型比较准确、有效,可以应用到防波堤和河口等具有复杂边界和复杂地形的实际海域.     

利用常数周期脉冲方法控制Henon映象的混沌运动

利用常数周期脉冲方法,对两种情形（b=0.3和b=-1,这两种情形分别描述耗散系统和保守系统）下的Henon映象的混沌运动进行了有效地控制,并利用混沌轨道的有限时间收敛性,通过给系统施加适当的常数扰动,使满足期望动力学特征的稳定轨道片段构成闭合的稳定周期轨道,同时还给出了确定施加脉冲的最佳位置和脉冲强度,以及周期不动点的方法。     

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.     

二维超声速流中横向喷流的数值研究

采用隐式ＮＮＤ格式求解二维雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，采用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ的代数涡粘性模型，研究了喷流场的结构及激波和旋涡对横向喷流场的影响     

自由下降液膜流动的长波方程的稳定性分析

采用行波方法将长波方程变换为动力系统的自治方程，以分析在渐近稳定状态下自由下降液膜流动的稳定性。通过应用Maple数学软件对自治方程分析求解，获得了以雷诺数，韦伯数和波速为控制参数的特征方程。根据临界点附近的特征值的复数情况，发现在临界点附近不存在霍普夫分叉现象。非线性和线性稳定性分析均表明短波和长波在液膜流动中分别起着不稳定作用和稳定作用。分析表明，行波方法是一种具有简化偏生分方程分析的有效工具，长波方程不适于描述雷诺数较大的液膜流动。     

基于非静压方程的波浪破碎模拟

在保证数值精度的基础上,为了提高非静压波浪模型在近岸波浪传播破碎模拟中的计算效率,基于非静压方程模型(SWASH)建立了近岸波浪破碎数值模型.数值模型通过将描述波浪破碎的非静压方程退化为非线性静压浅水方程并引入波浪破碎后能量衰减的紊动模型以减少模拟破碎时的垂向分层数.利用斜坡、潜堤以及沙坝上的波浪破碎水槽实验对模型进行了验证.结果表明,所建立的模型只需要在垂向划分较少的网格层数,即可合理地描述波浪破碎点位置和破碎后波高,进一步提高了非静压波浪模型在实际工程应用中的吸引力和竞争力.     

手征性媒体中双各向同性散射特征的研究(英文)

讨论麦克斯韦等式下广义圆极化在手征性媒体中的不同的本构关系.在某类手征性媒体中广义圆极化波的场,与在非手征性媒体中麦克斯韦等式描述的同构关联有着相同的形式;但是不同的圆极化对应场的物理参数也不同.不管传播方向如何,这样的圆极化波(左或右)传播同等的波数.本文基于球面积分等式研究广义双各向同性物体的电磁散射特征.应用基层顶面等效性原理,能够把在均匀的双各向同性域中的电磁场用分布在它的边界面上的等量电磁流表示出来.     

广义Camassa-Holm方程的尖峰孤立子及其耗散下的行波解

从数学的角度研究了广义Camassa-Holm方程的行波解，在此基础上得到了广义Camassa-Holm方程的尖峰孤立子解，并讨论尖峰孤立子的性质，特别是，借助Mathematica数学软件讨论了m=1,2,3时广义Camassa-Holm方程的尖峰孤立子的情况，并给出相应的图形，同时还找到了m=3时广义耗散Camassa-Holm方程的精确行波解。     

具耗散项的对称正则长波方程的显式精确解

~~其中 :l =-γv ,m =1 + C1- v2v2 ,n =12 v,C =C2v2 ,而 C1,C2 为积分常数 .假设式 ( 7)有解u(ξ) =∑ni=0AiΦi =∑ni=0Ai(Φ (ξ) ) i,Φξ =a( 1 -Φ2 ) ,a≠ 0 , ( 8)如果函数 1 ,v,… ,vn( n∈ N)线性无关 ,由主导阶分析 ,可选取u(ξ) =A0 + A1Φ + A2 Φ2 , ( 9)将式 ( 9)代入式 ( 7) ,得到 A0 ,A1,A2 ,a的一组代数方程6A2 a2 + n A2 2 =02 A1A2 n + 2 A1a2 - 2 A2 al =0( 2 A0 A2 + A12 ) n + m A2 - la A1- 8A2 a2 =0m A1+ 2 A0 A1n + 2 A2 al - 2 A1a2 =02 A2 a2 + l A1a + m A0 + n A0 2 =C　 . ( 1 0 )为了求得…     

广义CH-DP方程的尖孤立波解

该文研究了Camassa-Holm方程和Degasperis-Processi方程广义形式的尖孤立波解.运用微分方程定性理论和动力系统分支方法不仅证明了这一类解的存在性,而且给出了解的显函数表达式, 同时也获得了光滑孤立波解的显函数表达式.推广了文献中某些结果,解决了文献中的一个猜测.     

具有可加白噪音的耦合系统的同步

在单边Lipschitz耗散条件下,考虑具有可加白噪音的耦合系统的两种同步现象,即不同解之间的同步和同一个解的不同分量之间的同步.首先证明了该耦合系统存在单点集随机吸引子,从而发生不同解之间的同步现象,此外该随机吸引子还是系统的唯一平稳解.然后证明了当耦合系数趋于无穷大时,该系统解的每一个分量在有限时间区间内一致地趋于平均系统的平稳解.     

稳定非线性动力系统周期的计算机分析

提出采用后继函数法来确定非线性动力系统的周期,并编制计算机程序对Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐｏｌ方程实例计算周期和绘制相图,结果表明,该方法计算结果准确且实用性强,本方法不但适合于求解保守系统和具 周期解非线性动力系统的周期,也适合于耗散系统和不稳定系统的分析。     

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。