Euler-Poisson方程组到不可压Euler型方程的收敛性(英文)

研究了在环Τ3上带松弛项的无压力的Euler-Poisson系统的拟中性极限问题.对于好的初值,运用梯度的div-curl分解技术和能量估计方法,严格证明了可压的Euler-Poisson方程组到不可压Euler型方程的收敛性;并建立了关于德拜长度λ的一个先验估计.     

低速湍流中气动噪声预测方法

 为了研究气动噪声的产生机理和传播过程,在考虑介质黏性的影响情况下,采用分解法并结合湍流模型,对低速湍流流动中气动噪声问题在时域上进行数值计算。基于非结构化同位网格和有限体积法,把可压缩N-S方程分解成不可压N-S方程、含黏性项的声扰动方程;为了考虑质点振速和声压耦合,采用SimpleC算法来同步求解不可压N-S方程和声扰动方程。进出口远场边界采用以渐近解为基础的无反射边界条件,并采用与内部区域相对应的有限体积法、时间隐式格式对其进行求解。利用所编制的程序进行层流状态下圆柱绕流气动噪声仿真验证,并与文献结果进行对比,检验本方法的正确性;并结合湍流模型将数值解法推广到湍流状态下气动噪声数值模拟中。结果表明该方法能够很好地反映流场和声场的形态,无反射边界能很好地抑制声波在边界处的反射,适合低速流气动噪声问题模拟,为实际工程中的降噪工作提供预测信息。     

一类二阶常微分方程组的通解

采用降阶和特征根（欧拉）方法,给出了一类三维二阶常系数微分方程组的通解公式,并通过算例与拉氏变换法进行了比较,说明了利用通解公式求解高阶微分方程组比采用其他方法求解更简捷。     

不可压Navier-Stokes方程的一阶有限元解法

不可压Navier-Stokes方程求解的困难之一在于如何确定压力场并且同时要满足不可压条件.压力项在连续性方程中并不出现,但是却对速度起约束作用.为了解决这一问题,对于粘性不可压流动,提出了以速度和应力为基本变量,不含压力项的一阶流体动力学方程系统及对应的积分形式.采用有限元方法,对于速度和应力进行同阶插值,对于非线性对流项,采用牛顿迭代法进行处理,对于时间项采用后向欧拉方法.基于FreeFem++平台,对两平行平板间的稳态粘性流动及二维非定常圆柱绕流进行了数值计算.分别通过和精确解及标准算例的对比,验证了方法的可行性和有效性.采用不含压力项的一阶系统,避免了连续性方程中不合压力项给不可压缩Navier-Stokes方程求解带来的困难.     

一类修正Navier-Stokes方程解的大时间行为

O.A.Ladyzhenskaya于1966年放弃了速度梯度很小的限制,提出了一类描述三维非稳态不可压缩粘性流体运动规律的修正Navier-Stokes方程.本文研究有界区域上这一修正Navier-Stokes方程解的大时间行为,证明当外力为零时,解的衰减速度是精确的指数型.而且能量的涡度拟能当时间趋于无穷大时,其极限是Stokes算子的一个特征值.     

伯努利方程应用探讨

伯努利方程是流体力学中的一个重要公式,对于不同的流体流动方程的形式不同,本文分析并给出了不可压缩流体、可压缩气体和粘性流体的伯努利方程。     

Quasi-Geostrophic方程经典解的爆破准则

考虑Quasi-Geostrophic方程,以经典解沿流线小时间的表现,给出Quasi-Geostrophic方程经典解沿流线爆破的一个充分条件.方法是从Quasi-Geostrophic方程推出一个解的梯度长度的倒数沿流线的微分不等式,从而推出结论.手法与结果都类似于Chae关于3维不可压Euler方程组经典解的爆破工作.该结果对进一步研究Quasi-Geostrophic方程相关问题,有一定的启示作用.     

考虑黏性及压缩效应的旋涡运动特性

采用扩散速度法处理黏性作用项的离散涡法,数值模拟了旋涡在黏性不可压流场中的运动;推导了可压缩流中的旋涡运动方程,对不可压缩流中的Biot-Savart方程进行了可压缩修正,进而用离散涡方法求解出非定常、不稳定、可压缩流场中的旋涡运动。分析了胀量及黏性扩散作用对旋涡运动的影响,通过大量长时间行为的数值试验得出了一系列结果。结果表明：为了真实地反映旋涡在实际流体中的运动规律,必须考虑黏性及压缩性的影响。     

等离子体Euler-Poisson系统的渐近极限

研究了等离子物理中在环面T^3上可压的Euler-Poisson系统的渐近极限问题．对于好的初值,运用能量方法和梯度的div—curl分解不等式严格证明了了可压的Euler—Poisson系统到不可压的Euler方程的收敛性,并建立了关于德拜长度λ的一致先验估计．     

可压缩磁流体动力学方程(MHD)稳态解的存在性及相对于初值扰动的稳定性

研究了有外力影响的三维可压缩粘性磁流体动力学方程(MHD) 解的存在性.首先推导出稳态解的存在性, 其次研究当稳态解相对于初值扰动时,方程整体解的存在性.     

一类二阶变系数线性微分方程的求解

通过自变量变换，将满足一定条件的二阶变系数线性微分方程转化为二阶常系数线性微分方程，进而求其通解，从而找到了二阶变系数线性微分方程的一个新的可积类型；同时，给出了欧拉方程“换元法”解法的一个理论依据．     

高维Euler方程组的强松驰极限

利用能量积分, 讨论在初值充分小的情形下, 高维带有阻尼项的Euler方程组光滑解的整体存在性和强松弛极限, 得到了解的一致先验估计, 并证明当松弛时间趋于0时, 整体解的渐近行为由多孔渗流方程控制.     

基函数法在黏性可压缩流动中的研究与应用

研究基函数法在二维和三维轴对称情形下可压缩黏性流动中的应用, 并利用此法数值地计算了二维圆柱的超音速黏性绕流和三维球头的轴对称超音速黏性绕流两个算例。取一阶三角函数为基函数, 构造出导数的中心格式和迎风格式。对于可压缩N-S 方程中的对流项, 采用通量分裂法及中心格式与迎风格式相结合的技术;对于可压缩N-S方程中的黏性项, 则采用中心格式进行处理。由此, 构造出了数值求解黏性可压缩流动的一阶三角函数类型的基函数格式。两个算例的数值计算结果表明, 基函数法不仅在处理无黏可压缩流动时, 是一种高精度、高分辨率的新型计算方法, 而且在处理黏性可压缩流动问题时也一样行之有效。     

高维Euler方程组的强松弛极限

利用能量积分, 讨论在初值充分小的情形下, 高维带有阻尼项的Euler方程组光滑解的整体存在性和强松弛极限, 得到了解的一致先验估计, 并证明当松弛时间趋于0时, 整体解的渐近行为由多孔渗流方程控制.     

Averaging of Hamilton-Jacobi equation in infinite dimensions and application

The averaging of Hamilton-Jacobi equation with fast variables in viscosity solution sense in infinite dimensions is studied. It is proved that viscosity solution of the original equation converges to viscosity solution of the averaged equation and this result is applied to study the limit problem of the value function for optimal control problem with fast variables.     

不可压粘性定常旋转流关于粘度的一致有界性

对于描述不可压缩粘性流体流动的 Navier- Stokes方程 ,其解的定性分析结果对于该方程的数值求解及其分歧问题的研究都是十分重要的 .经典理论认为 ,不可压缩粘性流体定常旋转流在Sobolev空间 [H1(Ω ) ]3中的范数的上界与流体粘度成反比 ,随着流体粘度的减小 ,这一上界会无限地增大 .文中利用空间分解定理、高斯公式及 Sobolev空间方法证明了不可压缩粘性流体定常旋转流在 Sobolev空间 [H 1(Ω ) ]3中存在一个与流体粘度无关的上界 .     

KdV方程导出过程中一个偏微分方程的解

KdV方程是研究孤立波现象的一个一维的数学模型，这个模型是通过研究在重力作用下，不可压缩的无粘性的流体的运动而建立的．在适当的假设下，利用这种流体所满足的连续性方程和动量方程，就可以得到一个椭圆型偏微分方程．利用分离变量的方法，对这个方程进行讨论可以求得它的通解，这个通解是由解析函数所表示的函数项级数．     

Prandtl-Eyring本构方程的润滑解

Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｅｙｒｉｎｇ模型描述的是一种具有线弹性、非线性粘性的流体。使用一种适用于非牛顿介质的修正雷诺方程可以获得这种流体的润滑解。这个修正雷诺方程涉及三个非线性函数及松弛时间。文中用解微分方程获得剪应力函数的解；用时域至频域的转换获得差分粘度的解；用坐标变换获得第一正应力差函数的解；以及用摄动法求解流体小块运动方程获得松弛时间。     

Higher-order Accurate and High-resolution Implicit Upwind Finite Volume Scheme for Solving Euler/Reynolds-averaged Navier-Stokes Equations

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｅｏｆＣＦＤａｂｏｕｔ15ｙｅａｒｓａｇｏｐｒｏｖｉｄｅｄａｍａｊｏｒｉｍｐｅｔｕｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅＥｕｌｅｒａｎｄＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓｅｑｕａｔｉｏｎｓｇｏｖｅｒｎｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｅｘｔｅｒｎａｌａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｓ.ＭａｊｏｒｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆＣＦＤａｌｇｏｒｉｔｈｍｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ,ｓｕｃｈａｓｍｕｌｔｉｇｒｉｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ,ｄｉ…     

平底物体撞水响应分析

从二维的Navier0Stokes方程出发,借助于拉普拉斯变换与数值逆变换技术,采用边界元方法对二维刚性平底物体撞水（粘性流场）的响应问题进行了分析,在拉氏变换域内将线性化的Navier0Stokes方程转化为求解相应的势函数和流函数,前者满足拉普拉斯方程,后者满足Helmholtz方程,求解这两个方程后得出了物体撞水后在不同粘性系数和在不同落水高度下的位移响应。