环形套管内非牛顿流体非定常旋转流动变分解析法研究

采用变分解析法即Kantorovich变分方法,研究了环形套管内上随体Maxwell非牛顿流体由一类定常流动状态向另一类定常流动状态的非定常旋转流动的速度场分布,把该问题的高阶偏微分方程的边、初值问题降阶化为低阶的各级近似的常微分方程问题,并给出解析答案,其结果与差分结果较为一致.     

不可压缩粘性流体定常流动的有限元近似

给出了对一类描述大速度梯度的不可压缩流体定常流动问题的有限元计算格式,并得到了相应的收敛性结果。     

常微分方程支配的最优控制问题的二阶必要条件

本文引进算子微分方程,得到不依赖于状态关于控制的变分的一类最优控制问题的二阶必要条件。该结果有助于揭示最优控制问题与变分问题、甚至函数极值问题的本质异同,也有助于寻求最优控制的计算方法和最优控制的设计。     

脉冲微分方程m-点边值问题的多重正解

利用锥上的不动点指数定理研究一类脉冲微分方程的多点边值问题,获得了该问题多重正解的存在性新结果.     

非线性系统控制器综合的一种新方法(英文)

基于正切线性化控制技术和状态依赖Riccati微分方程方法,提出了一种新的非线性控制器综合策略.受正切线性化控制的启发,首先,将一类非线性系统的非线性反馈镇定问题转化为状态依赖线性时变系统的反馈镇定器设计问题.然后,给出了求解导出线性时变系统反馈镇定器设计问题的一种基于状态依赖Riccati微分方程方法.为实现该控制器的求解,仅需实时求解给定正定初始条件下的状态依赖Riccati微分方程.此外,本文所得到的解析结果还能保证非线性闭环反馈系统的指数渐近稳定性.最后,用一个数值算例验证了本文给出方法的有效性.     

一类分数阶微分方程三点边值问题正解的存在性和多重性

 利用积分方程技巧和锥上不动点指数理论,研究了一类非线性分数阶微分方程的三点边值问题,获得了该问题至少存在1个或2个正解的一系列充分条件.所得结果推广了整数阶微分方程的相应结果.最后,举例说明了所得结果的有效性.     

求解一类分数阶微分方程终值问题的混合配置法

考虑一类分数阶微分方程终值问题的混合配置法. 先基于打靶法, 把分数阶微分方程终值问题转化为初值问题; 再应用分数阶微分方程初值问题的理论结果, 给出求解终值问题的混合配置算法; 最后通过数值模拟验证该方法求解分数阶微分方程终值问题的有效性.     

一类拟线性二阶微分方程的固有值问题

利用两个特殊的锥,研究了一类微分方程的固有值问题．得到了一类拟线性二阶微分方程固有值问题的一个结论．该结论将两端点固定的情况推广到一般的边值问题．该结论对微分方程理论的研究具有一定的意义．     

一类分数阶微分方程积分三点边值问题的正解

研究了一类非线性分数阶微分方程的积分三点边值问题。利用Krasnoselskii不动点理论,获得了该问题至少存在一个正解的两个充分条件。这推广了整数阶微分方程的相应结果。     

一类半线性积微分方程的时间最优控制

讨论了Banach空间上一类积微分方程的最优控制问题。分别对一类受控系统为半线n性积微分方程，目标是固定点和集合两种情形的时间最优控制的存在性进行了讨论，得到了新的存在性结果。     

回转分离器内气固两相流的理论分析

详细地推导了回转分离器内颗粒的运动方程,对分离器内颗粒的运动轨迹.特别是在考虑颗粒形状对阻力影响的情况下作了一定程度的计算,将计算结果与球形颗粒运动轨迹进行了比较,并作了适当的分析.此外,还较为详细地介绍了此类问题的数值求解方法.     

圆管内湍流流动能量耗散率近似算法的可靠性分析

为了检验能量耗散率近似算法的可靠性 ,将按近似算法计算得到的管内湍流体均能量耗散率与按热力学方法导出的解析式并采用公认的摩擦因子公式计算的体均能量耗散率进行了对比。结果表明 ,若选择适当的湍流时均速度梯度模型 ,用近似算法计算的体均能量耗散率与用解析式计算的值接近 ,说明该近似算法的准确性可以满足工程计算的需要。湍流剪切率的计算误差小于能量耗散率的计算误差。对于牛顿流体在圆管内的湍流流动 ,使用三段速度分布模型计算的体均能量耗散率比采用窦国仁式速度梯度分布模型计算的误差小。参照牛顿流体能量耗散率的计算方法 ,提出了幂律流体管内湍流能量耗散率的近似算法。对于幂律流体 ,以管壁处表观粘度代替牛顿流体粘度 ,并采用牛顿流体时均速度梯度模型 ,按近似方法计算得到的体均能量耗散率与按解析式计算的结果吻合     

多分流叶栅S_1旋成流面上的气动正命题有限元新解法及试验研究

分流叶栅或串列叶栅的流场计算和试验研究是透平机械S_1流面问題中的一个重要课题。但求解分流叶栅或串列叶栅的气动正命题是比较困难的,主要在于确定准确的出气角和绕分流叶片的环量值或者分流比。本文在用有限元素法求解多分流叶栅或串列叶栅S_1任意旋成流面上的气动正命题时,把绕叶片的环量位作为无节点的自变量进行直接求解,而不是把它作为一个强加边界条件来处理,从而避免了以前为使叶片尾缘满足广义库塔条件所需的迭代过程。计算与实验结果吻合良好。本文还用自编的程序对多分流叶柵进行了多方案的计算,提出了一种气动性能较好的汽轮机高压隔板多分流叶栅设计,并对这种多分流叶栅和带不同加强筋的叶栅进行了静吹风试验,试验结果表明,这种多分流叶栅比原来带加强筋叶栅的流动损失明显下降。     

常压力梯度下管内大牛顿流体依时性流动的谱方法研究

在管内非牛顿流体的流运中,依时性流动是较为复杂的一种流动随时间变化的流动,而非牛顿流体其本身的本构方程就较为复杂,这类问题归结为流动的运动方程与流体的本色方程以及连续性方程的联立 ,邓归结为一个非线性微分方程的求解问题,本文采用谱方法,在常压力梯度下,成功地将偏微分方程化为常微分方程组的初边值问题来处理,得到速度随时间变化的关系曲线,结果表明,可以用谱方法来解决依时性流动问题。     

谱投影法模拟圆柱形化工管道内流动

为了开发高精度和高效数值方法求解圆形化工管道内的流动问题，采用谱投影算法求解Navier-Stokes方程。谱投影算法是将非稳态Navie〉Stokes方程的时间离散过程采用具有二阶精度的投影方法，并采用配置点谱方法求解投影方法解耦后的方程。配置点谱方法不仅具有高精度并且容易克服圆柱坐标系的奇点问题。采用文献中具有精确解的算例进行了验证计算，就初始条件和节点数对计算精度的影响进行了分析和比较。结果表明谱投影方法在求解圆柱管道内的流动具有高的精度和效率。     

Chebyshev谱元法求解含吸收边界的二维均匀稳定流场的声传播

从群速度的角度推导了包含均匀稳定来流的二维波动方程的1阶吸收边界条件,基于Che-byshev谱元法提出了二维均匀稳定来流波动方程的求解方法.在空间上采用谱元方法,在时间上采用隐式Newmark积分法,从而获得了波动方程的离散形式.经具体算例验证表明:与1阶Clay-ton-Engquist-Majda吸收边界条件相比,所推导的吸收边界条件能更有效地削弱边界上的数值反射,避免解的失真,求解方法在空间上具有谱精度,在时间上达到了2阶精度.     

氮气的高温热力学性质研究

考虑氮分子振动与转动的相互作用和振动的非谐性,采用振动转子和非谐振子模型近似,结合氮分子精确的光谱常数,建立了准确的配分函数表达式及相关的热力学函数式.在100～6000 K范围内,首次系统研究了氮分子的平动、振动和转动分别对摩尔内能、相对摩尔焓、等压摩尔热容、标准摩尔熵及标准摩尔吉布斯自由能的贡献.结果与实验和理论符合很好,表明在100～6000 K范围内计算的氮气的各热力学参数是准确可信的,同时也提供了一种准确计算热力学参数的方法.     

流体在内置螺旋转子换热管内的流动分析

讨论了节能换热管内不可压缩黏性流体的流动与内置螺旋叶片转子的转动的初边值问题,建立了描述流体的流场和刚体转动耦合的数学模型;并利用旋转坐标变换处理了流体与转子之间的边界随时间变化的问题,通过构造压缩映射和利用能量方法,证明了换热管横截面上流体速度场及转子转动角速度的唯一可解性,为进一步的数值计算提供理论依据和算法指导。     

基于Fisher判别的半监督天体光谱数据特征降维

降维是天体光谱数据预处理常用的手段之一,如何利用标号天体光谱数据,克服降维过程中的过分拟合,是提高降维效果的有效途径之一。采用半监督学习,给出了一种天体光谱数据特征降维方法。该方法首先针对具有标号天体光谱数据,建立Fisher判别分析和PCA可变动选择的不确定关系;其次构建其半监督降维的全局最优化形式,通过特征值分解计算降维结果,从而有效地克服了天体光谱降维过程中的过分拟合问题;最后采用高红移类星体和晚型星SDSS天体光谱特征线数据集,实验验证了该方法的有效性。     

苯分子振动光谱的密度泛函理论研究

用5种常用密度泛函数理论法,MP2和HF两种方法计算苯分子的谐振频率,同实验结果进行了比较。HF、MP2两种方法的结果同实验数值相差很大,在5种DFT法中,BLYP得到结果最好,再现了实验观测的频率,在确定可测光谱的研究上,表明了BLYP计算是一个很有前途的方法。