具有收缩表面的二阶流体驻点流动的级数解

研究具有收缩表面的边界层流动的解析解.通过相似变换,将偏微分方程简化为可用同伦分析法(HAM)求解的常微分方程.然后讨论了具有收缩表面的二维轴对称流动.     

考虑横向剪切变形时通过层合复合材料圆柱壳的声音传输分析模型

由于复合材料结构具有较高的强度一重量比，经常在航空航天工业中广泛使用。在空中声音传输意义上研究声音的传输损耗，通过一个无限层合复合材料圆柱壳体向航行器内部传输。壳体浸泡在外部流体介质中，内部也包含有流体，气流在外部流体介质中以常速流动。根据层合复合材料壳体的一阶剪切变形理论（FSDT），同时求得其精确解和声波方程。求得其传输损耗的数值解并与其它作者的结果进行了比较。在一定数值范围内，研究了结构特性和飞行状态，特别是Mach数、层合的次序及其偏斜角度，对传输损耗值的影响。此外，使用经典薄壳理论（CST）和一阶剪切变形理论（FSDT），比较了层合各向同性复合材料圆柱壳的传输损耗。     

肾动脉变窄和流-固结构相互作用对非Newton脉动流的影响——一个真实的腹部主动脉和肾动脉模型

研究肾动脉狭窄(RAS)对血液流动和血管壁的影响.根据CT扫描图像,重建腹部主动脉和肾动脉的解剖模型,通过模型的脉动流进行了仿真计算,计算中考虑了流体-固体结构的相互作用(FSI).研究RAS对血管壁剪切应力和位移的影响,RAS使得肾动脉中流量减少,肾素-血管紧缩素系统可能被激活,从而导致严重的高血压.     

二阶流体通过径向延伸平面时滑移、黏性耗散、焦耳热对MHD流动的影响

研究了二阶导电的非Newton流体,在一个可径向放射状延伸,并伴有部分滑动表面上的流动及其热交换.部分滑移用一个无量纲的滑移因子控制,其取值范围从0(全黏着)到无穷大(全滑移).使用适当的相似变换,把待求的非线性偏微分方程转化为常微分方程.讨论了边界条件的不足,在无需增加任何边界条件下,使用有效的数值格式,求解所得到的微分方程.部分滑移、磁场交互参数以及二阶流体的参数对速度场和温度场的综合分析发现,滑移量的增加,流体的动力边界层和热边界层增厚.因为当滑移量的增加,允许更多的流体通过该平面,表面摩擦因数的数值下降,并在更高的滑移参数下,摩擦因数趋于0,即流体无黏性地通过.还研究了磁场对速度场和温度场的重要影响.     

二维横观各向同性厚板在空间变化热源及体力作用下的动力学响应

研究热源和体力作用下的横观各向同性厚板的二维问题,板的上表面无应力作用,但有规定的表面温度作用;板的下表面置于刚性基础之上,并处于绝热状态.采用Green和Naghdi提出的广义热弹性理论,通过Laplace和Fourier双重变换,在Laplace-Fourier变换域中,得到位移和温度场的控制方程.数值求解双重变换的逆变换,采用一个基于Fourier级数展开的方法,数值地求解Laplace变换的逆变换.对材料镁(Mg)进行数值计算,并用图形表示其结果.推演出各向同性材料铜(Cu)的数值结果,并用图形与横观各向同性材料镁进行比较.同时研究了体力的影响.     

Hall电流对表面热通量均匀的竖直可渗透平板上MHD自然对流的影响

在横向磁场作用下,研究Hall电流对竖直可渗透平板上MHD自然对流的影响,平板具有均匀的热通量.和外部磁场相比,假设感应磁场可以忽略不计.利用自由变量公式化(FVF)和流函数公式化(SFF),将边界层方程简化为适当的形式.对局部蒸发系数ζ的整个取值范围,由FVF得到的抛物型方程,用简明的有限差分法进行数值积分;另一方面,由SFF得到的非相似方程,采用局部非相似法求解.有些区域,如局部蒸发系数ζ值足够大或足够小时,用正规的摄动法求解.对低值Prandtl数Pr,例如Pr=0.005,0.01,0.05时,用图形表示磁场参数M和Hall参数m,对局部表面摩擦因数和局部Nusselt数的影响.最后对不同的局部蒸发系数ζ值,给出流体的速度和温度分布.     

流变学流体的蠕动传输:食道中食物块的运动模型

研究食道中蠕动传输的流体力学.对任意的波形和任意的管道长度,建立起流变学流体蠕动传输的数学模型.用粘性流体的Ostwald-de Waele幂定律,描述非Newton流体的流动特性.解析公式化模型,详细且精确地给出食物块在食道中蠕动传输相关的一些重要性质.分析中应用了润滑理论,本研究特别适合于Reynolds数不大的情况.将食道看作环形的管道,通过食道壁周期性的收缩来传输食物块.就单个波和周期性收缩一组波的传播,研究与传输过程有关变量的变化,如压力、流速、食物颗粒轨迹以及流量等.局部压力的变化,对流变指数n有着高度的敏感性.研究结果清晰地表明,食物块在食道中蠕动传输时,Newton流体或流变学流体构成的连续流体,以组合波传播比大间隔单波传播,传输效率要高得多.     

仿样有限条U变换逼近法的确解及其收敛性

仿样有限条法(spline finite strip method)是分析等截面结构最流行的数值方法之一.在以往的研究中,与一些基准问题的解析结果相比较,论证了该方法数值结果的有效性和收敛性,但至今未对该方法的精确解和显式误差项进行过数学推导,解析地论证过其收敛性.该文在对平板的分析中,使用酉变换(简称U变换)逼近法,导出了仿样有限条法精确的数学解,这是首次在公开文献中给出的精确解.和常规的仿样有限条法相比较,总矩阵方程的集成及其数值解都不同,U变换法的总矩阵方程,减少为仅含有2个未知量的方程,然后导出仿样有限条法显式的精确解.精确解按Taylor级数展开,导出误差项和收敛率,并和其他数值方法直接比较.在这一点上可以发现,仿样有限条法收敛速度和非协调有限元相同时,包含的未知量少得多,收敛率比常规的有限差分法快得多.     

卫星系统中的混沌控制

对于非线性扰动系统对指令信号的跟踪问题,提出解析条件和实现方法.对在反馈中包含线性动力和非线性两部份的非线性扰动设备进行了研究,设备的非线性部份和扰动是未知的但是有界的.提出控制卫星天平动角的算法,用图示对该算法作了说明.     

流体介质中微粒的分离-混合方程的推导

主要目的是从基本原理(即,基本的物理)出发,推导出流体中纤细的、单个分散微粒的分离.混合方程的重力项.推出的微粒重力驱动通量,直接导致Richardson-Zaki相互关系式的最简单情况.仅仅依靠推导,自然地引出由微粒和流体的物理参数表达的Stokes速度.从基本物理原理出发的推导在以前的文献中还没有出现过.它可应用于低浓度的纤细微粒.