移动容器中液体晃动的二种速度势描述及其等价性证明

不同的工程学科采用二种不同的速度势函数来描述运动容器中理想流体的晃动,所得到的运动方程不尽相同,然而这二个速度势不加区分地都称为“速度势函数”,这会给跨学科的研究带来理论上的混乱,这一问题在现有文献中似乎并未得到澄清。本文采用“相对速度势”与“绝对速度势”分别建立了运动容器中液体的晃动方程,证明了二种速度势方程的等价性,对于地震工程而言,“绝对速度势”与“相对速度势”分别适用于容器的地震激励为速度与加速度的情形。

GRAPeS三维变分同化系统的理想试验

文中介绍了一种新的、适合格点模式的三维变分同化方案GRAPeS 3DVAR。该方案采用相互独立的流函数、非平衡速度势函数、非平衡位势和水汽作为分析变量。通过变量变换对目标函数进行预调节 ,不仅避免了直接计算背景误差协方差逆矩阵的困难 ,而且改善了Hessian矩阵的性状 ,提高了收敛速度。采用EOF分解方法 ,将三维分析变量投影到垂直摸态上 ,分解成为二维场 ;水平方向采用数字 (递归 )滤波器代替矩阵运算 ,实现和简化了方案的求解。此外 ,还考虑了质量场和风场之间的平衡约束关系。理想试验结果表明 ,GRAPeS 3DVAR能够正确地反映多变量之间相互作用关系 ,收敛迅速 。

指数梯度半无限介质中波的传播

为了解无限介质中波的传播特性,研究特殊速度梯度的半无限非均匀介质中声波的传播。基于点源声波特殊性,给出适当边界条件,并对波动方程进行Laplace变换后变量分离处理,通过对Bessel方程求解获得速度势函数的积分表达式。该方法可为大气层中声波、电磁波传播及地震波研究提供参考。

气枪震源子波特征及应用研究

介绍了气枪震源激发的子波特征、选择沉枪深度的原则和各种气枪组合的原理。在经典自由气泡理论的基础上,对不同海域和不同海流流速条件下,气枪震源激发子波特征存在的差异,特别是初泡比相差很大的情况,作了较详尽的数学论证。引入流体速度势概念,由伯努利方程推导出气泡外壁压强分布公式,探索性地提出:当沉枪较浅时,气泡震荡过程不仅取决于静水压强,而且与海流作用在气泡外壁的压强也息息相关。

表面波问题的解析解

利用理想不可压缩流体的连续性方程和动量方程，推导了表面波基本方程，并应用线性近似理论求出了小振幅波情况下的解析解。

关于声表面波波速的几点注记

本文深入讨论了固体中声表面波波速方程的实根分布规律 。

带两对对称平板的圆柱绕流问题研究

通过一个非有理函数型的保角变换,研究了带有两对对称平板的圆柱体绕流问题。利用复变方法首次得到带有两对对称平板的圆柱体绕流问题的复势函数,并得到其速度势函数和流函数。绘制流体流动的流线图、等势线图和压力系数图,分析了流场中特定点处的压力和速度分布特点,流动情况与实际流动吻合较好。

带两个不同半径环形刚性隔板的圆柱形储液罐内流体晃动特性研究

基于流体子域法研究两个不同半径环形刚性隔板对流体晃动频率及模态的影响。根据边界条件将流体域分割成若干个子域,利用叠加原理和分离变量法求解流体子域速度势的形式解,将其代入相邻子域间的速度和压力连续边界条件以及自由液面上的动力学边界条件得到关于待定系数和晃动频率的方程。根据三角函数和贝塞尔函数的正交性,在子域间界面及自由液面上,对方程进行广义傅里叶级数展开,即可消除方程中的空间坐标,从而得到流体晃动的特征方程。求解特征方程即可得到晃动频率及模态。通过将其与有限元软件ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)仿真结果进行比较,验证了流体子域方法的正确性。

点涡对圆柱绕流流场的影响研究

研究点涡对无粘性不可压缩流体的圆柱绕流流场的影响。利用复变方法得到冲角为0时点涡存在于不同位置的圆柱绕流流场的复势函数,进而求得速度势函数和流函数。首次画出了存在点涡的圆柱绕流流场的流线图和压强系数图。根据流线图和压强系数图分析了圆柱表面和点涡附近的流体速度和压强分布情况。点涡对圆柱绕流流场的影响与点涡和圆柱之间的距离有关。压强系数图和流线图所反映的结果与实际流动情况完全吻合。