“变截面管中跨声速气流”一文引理的证明

本文对T·P·Liu教授关于“变截面管中跨声速气流”一文的关键性引理给出一个清楚的证明,以使这篇有影响的开创性论文更加完美。     

带背景激波系的凹腔流动特性研究

凹腔作为超燃冲压发动机的一种火焰稳定器受到广泛关注,凹腔剪切层与背景激波系的相互作用影响凹腔火焰稳定器的性能。为深入分析背景激波系对凹腔流动的影响,设计了长深比为13.3的闭式凹腔,将凹腔模型前缘激波和风洞上壁面干扰激波作为背景激波系,在Ma=2的直连式风洞中开展了背景激波系与凹腔剪切层的相互作用的试验,采用高速纹影系统对瞬态流场进行了捕捉,重点关注背景激波系和凹腔剪切层的动态变化特性。采用纹影序列的本征正交分解来研究流场中的主要相干结构,采用快速傅里叶变换和连续小波变换对流场的频率域特征进行了分析。结果表明：在背景激波与剪切层相互作用下,激波结构产生大尺度振荡,凹腔内流动结构产生小尺度脉动。通过对激波位置的傅里叶变换分析,发现激波振荡的主导频率集中在90～400 Hz的范围内。通过对纹影图像的空间傅里叶变换分析,发现5 kHz以下的流场振荡主要由激波振荡引起,5 kHz以上的流场脉动主要由凹腔内流动结构引起。     

冲击波作用下粉末颗粒效应及其形成过程

采用两种颗粒尺寸相差悬珠的高速钢粉末进行爆炸烧结机制的研究,发现了明显的“颗粒效应”,烧结过程首先在小颗粒变形量最大的尖角处发生熔化,在冲击波作用下使液体流激烈运动,加速了颗粒的熔化,最后使颗粒相互粘结在一起,达到烧结的目的。     

等熵轻质活塞风洞的特性分析

阐述了忽略活塞质量时等熵轻质活塞风洞的工作机理及其特征，并与激波风洞、炮风洞和罗德维奇风洞等暂冲式风洞进行了比较，从而为不同情况下选择不同类型的风洞提供了依据。     

一类微分方程激波解的多层现象

利用匹配条件讨论一类微分方程激波解 ,探讨了其渐近解的多层现象 .     

具粘性项的非严格双曲守恒律组的定态解

研究具有一类合理粘性项的一个非严格双曲守恒律方程组的定态解．证明了对任何满足ｕ＋＜ｕ的两个状态，该粘性方程组存在唯一解．当粘性系数趋于零时，这个解在Ｌ１意义下的ω＊极限是该双曲方程组的δ－激波     

一类奇摄动非线性方程的激波解

研究了一类非线性微分方程奇摄动边值问题的激波解.首先利用直接展开法构造问题的外部解,其次利用伸展变量构造内层解,最后利用匹配原理得到了原问题在不同位置的激波解.     

磁化喷流的正反激波动力学

伽玛射线暴是宇宙中最剧烈的伽玛射线爆发现象之一.由物质主导的激波过程已经被广泛的研究过.观测表明,伽玛射线暴爆发时所产生的喷流可能是磁化的,磁化喷流与星际介质相互作用产生的正反激波和以纯物质主导的喷流情形有很大不同.对比Zhang和Kobayashi在理想磁流体力学条件下给出了正反激波的解析解,本文推导了磁化喷流正反激波的一般动力学方程,并对一些关键参数作了数值求解.     

Effect of cold spray particle conditions and optimal standoff distance on impact velocity

冷喷涂中,粒子撞击基板时的速度对涂层形成起到至关重要的作用,而适当的喷涂距离可以使喷涂粒子获得较高的速度.利用商用CFD软件Fluent模拟了喷嘴外超音速流场的分布情况,分析了粒子自身条件对冲击速度的影响,同时提出了确定粒子与基板最佳距离的方法.分析发现,小尺寸、低密度以及不规则形状的粒子容易受到喷嘴外产生的膨胀波、斜激波和基板前的弓形激波影响.随着能量的耗散或当粒子穿过弓形激波时,这些粒子的速度明显下降.另外,在基板与喷嘴之间存在一个最佳距离,它的确定需要两个必要条件：一是基板处的气流必须保持较低的速度,从而使弓形激波的强度相对较弱;二是粒子须经膨胀波加速2次,即弓形激波前具有2个膨胀波,以确保气体可充分利用膨胀波的加速.     

修正变光滑长度SPH方法及其应用

提出了修正的变光滑长度SPH方法及其算法实现.与传统变光滑长度SPH法相比,新方程组基于对称形式核函数近似,并从根本上考虑了变光滑长度影响.方程组中,密度演化方程与变光滑长度方程隐式关联;而SPH动量方程和能量方程在Springel提出的全守恒SPH方程组基础上,改进其分散核近似形式为对称核近似形式得到.由于新方程组密度演化方程和变光滑长度方程隐式耦合,采用迭代求解密度演化方程和变光滑长度方程,显式求解SPH动量方程和能量方程的办法,迭代过程增加的计算量相对很少.给出了2个一维激波管算例和二维 Sedov算例来验证方法的有效性.结果表明,新方法很好地解决了传统SPH法中变光滑长度影响,特别是在模拟二维 Sedov问题时新方法能得到比Springel方法更准确的压强峰值位置,中心压强也更接近理论值.特别适合模拟爆炸与冲击、大变形大扭曲等密度和光滑长度变化剧烈的问题.