超声速平面混合层小激波的形成与演变

为了揭示超声速混合层中小激波形成机理及其与涡相互作用的演变过程,本文基于大涡模拟（LES）方法,结合五阶精度混合TCD／WENO格式,对超声速平面混合层在对流马赫数为Mc=0．65条件下的流场结构进行了数值模拟,数值结果详细描述了超声速混合层中小激波的形成过程。研究了小激波形成后,随涡运动而产生的变形、脱落及发展过程。同时,对混合层双涡合并过程中,小激波与相邻涡相互作用所产生的变形与演变过程进行了讨论。     

低对流马赫数平面混合层的声波产生机理

为了详细揭示低对流马赫数下平面混合层的声波产生机理,基于高精度混合格式,对空间发展的平面混合层的流场结构及其声场特性进行了直接模拟.数值结果描述了对流马赫数为0.4时混合层失稳产生的涡串以及涡发展过程中所存在的各种声源,其中包括常规的单涡四极子声源、双涡以及多涡合并过程产生的四极子声源,另外,还发现因K-H不稳定引起混合层振动而产生的偶极子声源,声波以平面波的形式向周围传播.     

空心弹高速入水机理及特性数值模拟研究

为分析空心弹高速入水的机理及其特性,基于雷诺时均Navier-Stokes方程、VOF(volume of fluid)多相流模型、Realizable k-ε湍流模型,引入Schnerr-Sauer空化模型和重叠网格技术对空心弹高速入水进行数值模拟研究,获得了通孔孔径和头部形状对空心弹的空化特性、空泡形态和入水运动特性的影响规律。研究显示数值计算的空泡形态和入水速度、位移曲线与实验结果吻合较好,验证了数值模拟方法的可行性。结果表明：当通孔孔径不同时,通孔孔径越大,空化现象越明显,通孔射流越长,但对空泡半径的影响不大;通孔孔径越小,空泡闭合时间越早,与水面碰撞产生的阻力系数峰值越高,空心弹入水稳定后其阻力系数也越大;无量纲直径在0.575～0.600之间时,空心弹的运动最为稳定。当头部锥角不同时,头部锥角越大,空泡直径越大,空化现象出现得越晚,但空化生成的速度更快;随着头部锥角的增大,阻力系数变大,空心弹的速度衰减变快,相同时间运动的距离较短;头部锥角越大,俯仰角的变化越小,空心弹的运动越稳定。     

非理想情况下磁化球形重质气体物理爆炸的数值模拟

采用磁流体力学(magnetohydrodynamics, MHD)方程组对非理想情况下磁场对球形重质气体物理爆炸的作用过程进行数值模拟,同时,为了保证每一步中磁场散度为零,引入由12-solve CTU算法衍生出的CTU+CT算法。结果清晰地显示了重质气体团在磁场影响下的整个爆炸过程。在非理想情况下,爆炸过程中气体团界面产生液滴状结构,随着气体团被压缩,不稳定性现象最终得到抑制。从结果中看出,电阻和双极扩散效应会阻碍磁场对气体团的作用,同时,双极扩散效应还会增大磁压力的作用范围。     

Quantum state transfer via adiabatic passage

Based on adiabatic passage, we propose a scheme for implementing the quantum transfer of an unknown atomic state. In our scheme, we utilize photons for ideal quantum transmission between two cavities with the successful probability being about 1. Meanwhile, the scheme is robust against the effects of atomic spontaneous emission. It may be useful for transferring quantum information among spatially distant atoms.     

星载抛物面天线反射器瞬态热分析

星载抛物面天线反射器在周期性的冷热辐射作用下,产生不均匀的温度分布,过大的热变形严重影响卫星通信质量;采用一种8节点超参数壳单元,通过每个节点3个温度自由度表示厚度方向上温度的非线性变化,建立了单元内温度插值函数,基于Galerkin法推导出受太空冷热辐射作用的壳体结构瞬态热分析的有限元公式;运用几何解析法分析了抛物面壳体的自遮挡.对某静止轨道卫星抛物面天线进行稳态分析,与FDM结果比较表明该方法具有良好的计算精度;在不考虑地球辐射热流作用的一个运行周期的瞬态分析中,该反射器上瞬间温差达200 K,在日照区内温度变化达250 K.     

Evolution of global enstrophy in cylinder wake controlled by Lorentz force

The Okubo-Weiss function is correlated with the fluid particle compression, deformation and vorticity, which provides a simple way to characterize different regions of a flow-field. In the present paper, it shows mathematically that the global integration of Okubo-Weiss function is always equal to zero for a two dimensional incompressible flow with no-slip boundaries. To validate the conclusion, a flow passing a circular cylinder con- trolled by the electromagnetic force is calculated numerically as an example. Distributions of global enstrophy, total squared strain and Okubo-Weiss function in the controlled flow field are discussed. The influence of Lorentz force on the distribution is analyzed.     

超曲面上Cauchy-Riemann函数的全纯扩充

本文讨论复空间中实超曲面上CR函数的全纯扩充中,关于极小凸点的判定及刚性超曲面的整体扩充等问题。     

圆柱表面包覆电磁场消涡与增涡实验研究

利用电磁体积力改变流体边界层的结构，用作用于流体边界层上的电磁力进行消涡与增涡控制。交替分布的电极和磁极包覆在圆柱体的表面置于电介质溶液中，简单调整电磁力的时间与空间分布可以方便地控制圆柱绕流的形态。通过理论分析和数值模拟确定了实验控制的关键参数，实现了电磁力消涡和增涡的连续控制，电磁力作用下的圆柱绕流的分离点可以在前驻点和后驻点之间变动。     

小鼠肺同步辐射X-射线相衬成像实验研究

同步辐射相衬X射线成像技术的密度敏感性是普通吸收X射线成像技术的1000倍左右,因而它在研究软组织内部结构时具有很大潜力.本课题组采用同步辐射相衬X射线成像观察正常小鼠肺,可见清晰的支气管树和重叠肺泡形成的衬度影像,分辨率可达20μm左右.结果表明,同步辐射相衬X射线成像技术有可能检测到普通X射线成像技术无法检测到的肺部微小病变,并进一步分析病变的细微结构.