流体力学与行星际物理学中激波动力学问题求解新论

针对激波问题的求解 ,深入研究了流场及其导数跨跃激波面的跃变应满足的关系 ,其结果是得到联系激波前后流场与激波速度、方向的无穷维动力学系统 ,它实质上是反映激波全部信息的激波前后物理量空间导数与激波速度、方向的相容性关系 ,可以称为广义Rankine -Hugoniot跃变条件 ,有望为流体力学、行星际物理等领域所涉及的激波问题求解开辟新径     

用激波管测量固体介质中的空间电荷分布

本文分析了压力阶跃波法测量固体介质中空间电荷分布的基本原理,讨论了激波在气体激波管内的传播及气体激波作用于固体时在固体内引起的波动的过程。用直径为113mm的激波管为主体构成了空间电荷测量系统,并用压力传感器和微型计算机构成了激波波速测量装置,从而较准确地获得了激波波速、激波压力阶跃波形等有关参数。并得到了一些空间电荷的测量结果。     

无压气体动力学方程组二维Riemann问题的泛函解

本文考虑无压气体动力学方程组二维Ｒｉｅｍａｎｎ问题，构造了分片常初值时的Ｒｉｅｍａｎｎ解，非古典激波出现的某些解中，同时给出了Ｄｉｒａｃ激波的熵条件，包含Ｄｉｒａｃ激波的Ｒｉｅｍａｎｎ解不唯一。     

双特征理论及其在空间轴对称不定常流动数值解法中的应用

本文在四维时空中描述了无粘可压缩不定常流的双特征理论,提出了一种不定常激波的追踪方法。作为双特征方法的应用,本文给出了一个空间轴对称不定常流的成功的数值解例──激波在曲面界面上的反射后聚焦问题。     

氩原子谱线跃迁几率的激波管研究

本文在激波管中测量了中性氩原子455.4319 nm谱线的跃迁几率.并介绍了一般的测量原理和方法.为进行有关的计算,通过自编程序,在IBM—PC微机上计算了激波管中入射激波和反射激波后气体的平衡组分、热力学量和激波参数.实验结果与其他测量结果进行了比较.     

二维可压缩欧拉方程组激波的形成和构造（I）

在这篇文章中,我们研究了带有小扰动初值的二维可压缩欧拉方程组激波的形成和构造的问题.如果光滑初值满足非退化条件,那么从[2]的结果知道,光滑解在有限时间内爆破并且存在一个唯一的爆破点.在爆破点处光滑解的一阶导数爆破,而解自身仍是连续的.从爆破点出发,我们构造了一个近似弱熵激波解,它在激波曲线两边不是一致Lip-连续的,本文讨论此近似激波解的性质.在本文的基础上,在下篇文章中我们将给出真正激波解的构造.     

三维空间中的高阶激波条件

本文用摄动方法获得在三维空间中的高阶激波条件。零阶激波条件就是雨果尼奥(Hugoniot)条件,一阶激波条件可以作为对零阶激波条件的修正。     

一类奇摄动时滞边值问题的激波解

本文研究了一类具有时滞参数的拟线性奇摄动问题的激波解.在适当的条件下,利用匹配法和微分不等式理论,构造和讨论了原边值问题激波解的存在性和渐近性态.     

激波数值摸拟的一个简单有效的方法(英文)

本文全面讨论了用拟特征线法求解激波问题的方案、格式和具体算例.尤其是在本文中首次提出了采用分裂的拟特征线法计算多维激波问题的简便格式.其格式的简单、计算量的节省和程序实现的灵活多样是其它许多方法所没有的.最后以Mach 反射为例做了实际计算,所得结果与已有的成功结果相比也是满意的.     

激波法向和速度的确定

本文列举了各种计算行星际激波方向的方法，讨论了各种计算方法的适用范围。利用激波跳跃条件，得到激波法向磁场与激波两侧介质参量的关系。这样，从行星际激波的观测数据，可以求出激波的法向磁场，判断该激波是平行激波，垂直激波或斜激波。对不同类型的激波，挑选不同的计算方法，使它合适于不同类型的跃变关系特点，从而得到正确的计算结果。最后给出三个计算激波方向的例子。     

激波的反射与绕射

本文研究二维激波的绕射和反射问题。从一组偏微分方程组出发，采用任意四边形网格下的Ｇｏｄｕｎｏｖ有限差分格式实验计算了激波绕山体的运动，得到流体速度场和压力场，给出绕射激波的形成，反射波的空间形状和压力分布等值线，数值模拟结果是满意的，符合实际观察到的物理特性。本文结果可提供工程设计和安全防护的依据。     

非定常汇聚激波反射与折射研究进展

非定常激波反射及折射由于其重要的科学及工程意义,成为了近年来激波反射及折射研究领域的热点.平面激波在曲面上的非定常反射现象近些年得到了较多的研究,在这个过程中激波强度不变,入射角随着曲面曲率的变化而不断改变,从而出现波系转变现象.当一道曲面激波在固壁上反射时,激波强度以及入射角均不断发生改变,从而有可能对波系现象有较大的影响.但实验室条件下生成具有特定变化规律的曲面激波一直是一个难题.翟志刚等人通过激波动力学理论提出并实现了将平面激波光滑转变为柱形汇聚激波的方法.在设计的水平汇聚激波管中开展了非定常汇聚激波反射及折射研究.本文介绍了本实验室近几年在非定常汇聚激波反射与折射方面的研究进展,重点关注了持续变化的入射角以及流场的非定常性对波系转变的影响,并提出了未来的研究方向.     

等熵Chaplygin气体动力学系统三片常数的黎曼问题

本文研究等熵Chaplygin气体动力学方程组带有三片常数的黎曼问题。借助特征分析方法,在适当的广义Rankine-Hugoniot条件和熵条件下,得到狄拉克激波之间以及狄拉克激波与接触间断之间相互作用的结果,建立了5种不同的唯一的黎曼解结构。     

一类非线性边值问题激波解的间接匹配

研究了一类非线性奇摄动方程的激波问题,利用间接匹配法,构造出激波在区问内的激波解.     

基于动力学关系的非压缩激波的Godunov型格式

非压缩激波产生于大量的物理问题,如相变动力学、磁流体动力学、Camassa-Holm模型和燃烧系统等。与压缩激波不同的是,它不仅满足单个的熵不等式,还能满足一些动力学关系。为了计算非压缩激波的数值解,本文设计了一种Godunov型格式,包括函数重构、发展和求网格平均三个步骤。在函数重构时,先对非压缩激波的位置进行预估,在其相邻网格上利用动力学关系进行重构,而在其它网格上采用数值解和数值熵进行重构。数值实验表明,此格式不仅对非压缩激波有较好的分辨率,而且对经典波也有较高的精度。     

二阶非线性奇摄动方程的激波解

考虑了一个二阶非线性奇摄动方程的Dirichlet问题.利用微分不等式理论证明了该问题解的存在性,并指出了解的上下界,还利用匹配法求得了该问题的激波解,并给出了该问题的激波解、激波位置与边值的关系.     

行星际MHD激波的速度

本文导出了ＭＨＤ激波相对子上游介质传播速度的一般公式，指出ＭＨＤ激波的相对速度由激波上下游密度比、上游激波角、上游等离子体β值和温度决定．在低β高温等离子体中激波相对速度较大，密度比和激波角越大相对速度也越大．在不同流速的太阳风中激波相对速度均随日心距下降，但都比气体爆炸激波预言的慢．     

球(柱)对称相对论激波运动的近似分析解

在星体演化过程中,常观察到强烈爆炸事件的发生或其遗迹,超新星爆发即其一例。 以天体物理中相对论激波为背景,在本文中,研究了相对论理想流体从中心点(球)或中心线(柱)处发生的爆炸波。激波向未受扰流体处传播,激波后方有一接触间断面,它是重子数及熵不同的两部份流体的界面。在本文中还对被激波扫过的区域中(即接触面外,激波内)的流动元分布进行了分析,计算及讨论。     

在弹塑性介质中传播的平面激波的衰减

本文讨论了弹塑性介质中平面激波的衰减问题。建议了一个不受波速值限制的逐步近似法,并给出反向塑性加载边界传播速度的计算式。当材料屈服极限远比激波应力幅度为小时,进一步发展了一种更为简便的“简单波近似法”。算例表明,其结果与[5]中的有限差分计算结果相比,误差不超过4%。     

利用激波管进行水蒸汽凝结过程的理论和实验研究

水蒸汽凝结过程是一种含有潜热的两相非等熵过程.本文在一台激波管装置上,对水蒸汽的凝结问题进行了实验研究.本文采用经典成核理论,将特征线方法应用到水蒸汽凝结过程,进行了理论分析和数值计算.本文的实验结果与国外其他作者在激波管上所作的同类结果能吻合较好.