相互作用波整体解的不存在性

对于描述两个波相互作用的波动方程组初边值问题，在研究其守恒律基础上，讨论了一些相互作用波整体解的不存在性。

N=1超对称修正KdV方程的相互作用波解

通过一般玻色化方法把N=1超对称修正KdV系统转化成耦合玻色化系统,其分量场定义在无穷维偶Grassmann代数Ge上.通过相容tanh函数展开法得到了系统的相互作用波解,给出了孤子与椭圆余弦波的相互作用的图像表示.

内波波-波相互作用的KP模拟

在内波多发海区,多个内孤立波可以发生波-波相互作用。在一定条件下,内孤立波相互作用可以产生振幅和波速都增大的孤立波并且有多种形态。二维KP方程适用于两列非线性内孤立波相互作用的理论研究。本文基于KP方程,并结合乔治亚海峡内孤立波的观测资料和航拍技术,对三种内孤立波相互作用后的波形进行了初步模拟。模拟结果较好的反映了内孤立波的多维特征,从而更直观地观察和了解两列波相互作用后的形态,并突出了KP方程在波-波相互作用的信息提取和模拟方面的巨大优势。

地球旋转效应对X-型内孤立波间波-波相互作用的影响

本文使用带旋转项的Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程,将X-型波作为初始条件,进一步研究地球旋转对其的影响,并简要描述了KP方程和初始X-型波的表达式以及求解KP方程的边界条件和数值方法。从已经观测得到的波-波相互作用的形态中,选择了其中出现频率较高的3种进行研究,并得出演化结果。本文的研究结果可以加深我们对内孤立波动力学的理解,对海洋资源的开发利用和国防建设具有一定的意义。

反旋转波相互作用对非平衡自旋玻色模型热输运性质的影响

随着实验技术的发展,量子系统中已经实现了强和超强自旋-腔、自旋-环境相互作用。很大一类光学腔和耗散环境可以用波色热库描述。在强系统-热库耦合条件下,之前适用于弱耦合条件下的旋波近似失效,需要考虑系统-热库的反旋转波相互作用对系统动力学演化和稳态行为的影响。使用正则变换和全计数统计方法,研究系统-热库反旋转波相互作用对热输运性质的影响。结果表明:在弱耦合情况下采用旋波近似时,稳态热流、噪声功率以及热力学不确定关系随温度单调增大。强耦合情况,反旋转波相互作用下,以上物理量呈非单调性:先增大后减小。在弱耦合情况下采用旋波近似时,热力学不确定关系与耦合强度无关。强耦合情况,反旋转波相互作用下,热力学不确定关系随着耦合强度的增大而减小,向热力学不确定关系的下限逼近。说明量子相干性有助于提高量子热机的性能,使其优于经典热机。

定量化无碰撞等离子体中波粒相互作用的理论研究

在无碰撞等离子体中,波粒相互作用会引起电磁场与粒子之间能量转移,其结果之一是重塑粒子速度分布函数.因而,如何定量化波粒相互作用是日球层和天体等离子体研究中的一个基础问题.近年来,在定量化波粒相互作用问题的研究中,取得了很多重要成果.将主要介绍相关理论研究上的进展,特别是,将重点介绍新近提出的度量共振和非共振波粒相互作用的理论方法.还将介绍该方法在度量内日球层阿尔文模式波、质子束流不稳定性和电子热流不稳定性中波粒相互作用上的应用.

波-流相互作用源函数及其对海浪模拟的影响

当前,基于第三代海浪模式的波-流相互作用研究,通常仅考虑背景流场对海浪群速度大小、方向的改变及其所引起的波浪折射效应,忽略了流场对波浪能谱的影响。本文以波-流相互作用源函数为切入点,利用MASNUM海浪模式进行理想实验,阐释了水平方向上的波-流相互作用对海浪能谱的改变以及对海浪模拟可能造成的影响。结果表明:水平流速梯度量级、水深、波浪成长状态以及流速梯度方向均可以影响波-流相互作用源函数的作用效果,使得有效波高、谱峰波向的模拟结果发生变化。在更符合实际的水平流速梯度量级下,波-流相互作用源函数对有效波高和谱峰波向模拟值的影响非常小;但考虑到涌浪的长距离传播,其对谱峰波向的影响仍可能明显改变涌浪的传播形态。

有限深度两层流体系统中运动点源生成的内波及其与自由面的相互作用

基于水波动力学势流理论,以二流体系统中点源运动为基本模型,采用Green函数法,研究了分层流体中内部扰动诱生的内波对自由面的影响,探讨对合成孔径雷达成像起重要作用的自由面辐散场的变化规律· 研究表明:当上下层流体密度跃变较大、源接近密跃层且Froude数Fr接近内波模式的临界值Fr2时,内波模式导致的自由面辐散场强度与表面波模式的贡献相当,两者具有强烈的耦合作用。

内孤立波波-波相互作用的数值模拟

基于弱二维的KP方程,并结合南中国海东沙群岛附近内孤立波的观测资料,模拟了内孤立波的波-波相互作用。数值结果较好的反应了内孤立波的二维特征,同时体现两个内孤立波波-波相互作用的非线性特征,即两波相交处相速随振幅的增大而变大。相比于一维的KdV方程,KP在内孤立波的仿真反演方面具有更大的优势。

海洋电磁勘探中空气波相互作用机制和水深影响分析

基于一维层状介质的电磁位和电磁场分析,采用电磁场的模式分解理论建立空气、海水层和海底地层之间的电磁场相互作用关系。以假想无限水深模型和五层介质模型为基础,导出水平电偶极子(HED)的横电(TE)和横磁(TM)模式的电磁场数学关系,分析空气波占优的临界偏移距随水深和海底地层电导率的变化规律,指出前人定义的300 m水深作为浅水域和深水域分界深度的缺陷。以电磁响应理论为基础,讨论空气波与其他介质层相互作用强耦合特征,考察电磁响应水平分量与垂直分量受空气层相互作用影响的差异和横电与横磁模式受空气波影响的不同特征。结果表明:空气波是电磁波在空气层、海水层和海底地层的相互耦合作用下产生的散射波场,且在TM和TE两种模式上表现出较大差异;电场垂直分量只有TM模式的贡献,受空气波影响小,测量垂直电场分量将有利于减弱空气波的影响;要根据海底电导率、水深和偏移距的关系确定空气占优的临界偏移距,不能笼统定义深水和浅水的界限。

二维高超声速进气道内激波-边界层相互作用

在多级压缩二维高超声速进气道中,激波边界层相互作用在前后两级压缩面交界的折角处会诱发壁面流动的分离,导致分离泡的产生.压缩面折角位置产生的激波与唇口处边界层相互作用,同样会诱发明显的壁面流动分离.这些分离现象均存在较为明显的动态特征和空间结构上的不稳定性,对进气道内流场及起动性能存在一定的影响.这里主要利用改进的高速纹影系统对二维二级压缩进气道内的流动结构进行观测及分析,揭示了分离流动的细节结构以及演化过程.在此基础上,采用改变壁面粗糙度以促进边界层转捩、壁面添加扰流器促进边界层内掺混流动等措施改变边界层流动状况,观察边界层控制对分离流动的影响,并取得了初步的结果.

一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源被动控制

为了探索一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源、被动控制方法,采用有限体积法计算流体力学程序,分别对压缩拐角和激波入射平板两种典型流动的附面层分离进行了无源被动控制的数值研究。数值结果表明,新型无源被动控制方法消除了20°压缩拐角流动所产生的分离泡;对激波入射平板所诱导的附面层分离,采用的自适应无源控制方法可将分离区长度减小为无控制时的58%、总压恢复可比无控制时提高7.2%、x=0.85m截面最大回流速度较无控制时减小了69.3%。从而验证了无源被动抑制控制激波-边界层相互作用的可行性。

对称扰动与纬向基流的相互作用 II.粘性波包的发展与弥散

该文对对称扰动与纬向基流的相互作用理论进行了深入的研究。这里是该文的第二部分，主要讨论粘性波包的发展与弥散。在对称扰动波包的动力学方程组中引进粘性作用（Ｐｒ＝１）可以发现，粘性耗散及扩散导致了“虚群速度（Ｃｉｇｙ，Ｃｉｇｚ）”的产生，它对波包的发展有着比较重要的影响。此外，各种稳定度参数的时空变化对扰动波包的发展具有重要作用。在一定的条件下，还可以产生波包的不稳定现象。

激波/边界层相互作用诱导的激波风洞气体污染问题

应用多组分NS方程和频散可控耗散格式(DCD)计算了爆轰驱动激波风洞中反射激波/边界层/接触面的相互作用过程,分析了驱动气体与试验气体在壁面射流作用下的掺混机制及其对风洞试验时间的影响.为了延长风洞的试验时间,提出在风洞贮室内增设环形隔板,以隔离壁面射流,延长风洞试验时间的方法.计算结果表明:环形隔板确实可以限制驱动气体与试验气体的过早掺混,显著增加激波风洞的有效试验时间.

基于任意欧拉-拉格朗日有限元法的波浪和结构物相互作用数值模拟

应用任意拉格朗日-欧拉有限元法分析二维波浪和结构物相互作用问题,用分步有限元法求解自由表面边界的N-S方程以获得流场内的速度和压力分布,采用VRZ方法来吸收反射波.数值算例包括水池内初始自由表面波的自由振荡、水池造波、孤立波在台阶上的传播、孤立波和位于水面上的方形物作用以及半圆柱在自由表面的强迫震荡问题,部分计算结果和分析解、势流非线性解以及实验值作了对比.

多方向波与结构的相互作用模拟分析

针对模拟的真实海洋环境,研究实际海洋中随机的不规则多方向波及其与简单结构的相互作用问题。采用无奇异边界元法求解三维时域二阶Stokes多方向波浪绕射问题,在单向入射波的基础上,模拟了多方向波和单个结构的相互作用,且对适用于本文模型的去奇异距离参数做了简单分析,得出去奇异距离、多方向波作用下的二阶力与波数关系的结论,可供多方向非线性水动力相关问题的研究进行参考。

地球弓激波及其与行星际激波相互作用

给定地球轨道附近的行星际条件和地球弓激波的几何位形,本文分析向阳侧弓激波强度参数沿激波阵面的分布,以及行星际激波与弓激波的相互作用.对于弓激波阵面相对日地连线轴对称的情形,得到如下结论:(1)弓激波强度参数分布相对由行星际磁场和日地连线构成的基准面对称,各激波强度参数的最大值出现在基准面上.磁压比在垂直激波线一侧较大,而气压比在平行激波点一侧较大,导致总压比相对日地连线大致呈轴对称分布.(2)随着行星际磁场与日地连线夹角的增大,弓激波强度参数的最大值有所减小,且位置朝远离日下点方向偏移;但气压比和总压比的分布基本上不受影响.(3)行星际激波透过弓激波之后,切向磁场比更接近于1,但总磁场跳变幅度增大.(4)透过弓激波之后,行星际准垂直激波的总磁场比更接近于1,准平行激波的总磁场比则反之.

可控肥皂膜气柱界面与激波相互作用的实验研究（英文）

基于肥皂膜技术提出了一种生成气柱界面的简单方法。形成的界面不需要支撑网格,因此初始条件可以很好地控制。在水平激波管中结合高速纹影开展了平面激波与二维或三维气柱界面作用的实验。纹影照片显示实验结果杂波更少,演变中的界面也比文献的结果更对称。此外,还特别研究了由极小曲面特征导致的三维效应,发现三维效应使界面的演变和发展变慢了。本研究将有助于更多了解三维性对Richtmyer-Meshkov不稳定性发展的影响。

波-流相互作用的缓坡方程及其波作用量守恒

当表面波从开阔海域传播至近岸水域时,普遍的波-流相互作用经受着海底的强烈影响,运用水波Hamil-ton变分原理,建立了近岸水域任意水深变化海底上波-流相互作用的缓坡方程.它可包含波、流和水深一般变化的二阶效应,约化为某些典型的缓坡型方程.据此得出广义程函方程,并且证明该缓坡方程的波作用最守恒.

应用于激波/边界层相互作用的非线性与多尺度湍流模式

论文选择近年来有代表性的两个非线性湍流模式和两个双尺度湍流模式 ,研究二维管道突起跨声速激波 /边界层相互作用问题 .通过数值计算与实验结果的比较 ,对有关的非线性湍流模式和双尺度湍流模式进行评估和分析 .计算结果表明 ,非线性模式较好地反映了湍流的各向异性 ,结果明显优于线性模式 ;双尺度模式在一定程度上反映了湍流能谱输运的非平衡特征 ,相对于单尺度线性模式有所改善 ,但不能反映湍流的各向异性 .