基于黎曼不变量的P-M流动边界条件分析

P-M(Prandtl-Mayer)流动是一种基本的二维定常超声速平面无旋流动,未引入黎曼不变量时,其特征线理论或传统的Prandtl-Meyer膨胀波求解过程都没有直观显示出壁面边界条件对流场参数的影响方式和途径.本文从流线坐标系下的二维定常气体动力学方程和无旋条件出发,直观地得到了蕴涵壁面边界条件的两个黎曼不变量,通过分析两个黎曼不变量沿流场不同特征线族的携带和传播,详细阐明了初始条件和边界条件对P-M流场参数的影响过程.得到了固壁边界上每一点对流场参数皆有影响,且这种影响是沿该点发出的特征线通过黎曼不变量传播到流场内部的直观结论.

压差方程的广义黎曼问题格式

引入黎曼不变量对中心疏散波重解,构造了压差方程的广义黎曼问题格式.数值结果验证了广义黎曼问题格式的高精度性质,发现Godunov类型格式对压差方程只包含强简单波的黎曼解有很高的精度,对包含弱简单波的黎曼解是不适用的.

交通流AR模型的黎曼解

通过分析交通流AR模型,可以得到三种波:中心疏散波,激波和接触间断.通过这三种波在(ρ,ν)和(w,z)平面上相应地构造出其Riemann(黎曼)解。

基于改进SPH模型的溃坝洪水演进模拟方法

溃坝洪水演进模拟的准确性是制约水库洪水预演有效性的关键。基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)方法提出了适用于溃坝洪水演进分析的数值模拟方法。通过设置溃口粒子与粒子库,基于黎曼不变量对SPH粒子状态进行修正,构建施加边界条件的改进SPH溃坝洪水演进模型,将SPH瞬时全溃整体模型转换为考虑溃口水流变化的入流边界模型,实现SPH方法与溃口计算模型的耦合。以Malpasset溃坝事件为例,检验了该模型计算溃坝洪水的精度,结果表明该模型精度相对较高,与实测值吻合较好;应用该模型模拟了某水库溃坝洪水演进预演过程,评估其对下游输水干渠及交叉建筑物排水倒虹吸的洪水冲击风险,结果表明在上游水库遭遇超标准洪水漫顶溃坝工况下,洪水演进至排水倒虹吸处的最大洪水位未超过校核洪水位。改进SPH模型精度高,可靠性强,与溃口计算模型耦合性好,可作为溃坝洪水演进模拟的通用手段之一。

长管水击最大水击压强的解析

从管道水击微分方程的特征分析入手,提出了水击特征方程的黎曼不变量和网格分析解,建立了管道水击问题的近似解析解,给出了长管水击最大水击压强的计算表达式.通过实际算例对解析解和数值解结果进行了比较.对水击微分方程的重力项也进行了讨论.

特征线坐标系下柱对称超音速流膨胀波计算方法研究

在静压圆盘止推气体轴承柱对称超音速流膨胀波系的计算中,借鉴Liepmann的特征线坐标系与自然坐标系变换理论和Liepmann引入两个黎曼不变量的方法,使得边界条件的处理更为直观和简便。采用特征线坐标系下的特征线法,推导计算该膨胀波系所用到的基本计算公式,将其应用于P-M流动并与P-M流动理论解进行比较。结果表明,数值计算结果与P-M流动理论解吻合,该计算方法可行。

一维Chemotaxis模型双曲组的解的存在性及其抛物组的行波解

研究了一类简化的 Keller- Segel模型 pt=εpxx+ a( pwxw) x,wt=λpw- b w,x∈ R,t>0 ,按照 ε=0和 ε>0两种不同的情况模型进行讨论 .当 ε=0时 ,采用特征的方法 ,通过计算特征值与黎曼不等式 ,给出问题存在局部解且不可能有整体解的一个充分条件 .当 ε>0 ,给出了它的行波解的一个形式表达式 .

固定网格下的特征线法求解溃坝问题

溃坝问题是典型的非线性双曲方程的Riemann问题,其数值求解的难点在于对间断面的捕捉以及避免间断面处在数值计算过程中产生数值色散,因而为求解此问题所产生的各种数值计算方法的优劣也体现在这两个方面。本文针对溃坝问题提出一种新的计算方法。该方法基于对偶变量推导的浅水波方程,根据方程的特点,从方程的特征值和黎曼不变量出发,采用高精度的激波捕捉方法计算黎曼不变量的位置随时间的变化,然后映射至不随时间变化的固定网格。根据黎曼不变量的位置,采用保形分段三次Hermite插值将物理量映射至网格节点。计算结果显示,该方法不仅操作简单,计算量小,而且结果准确。

一类守恒律系统中的全局解与有限时间爆破

黎曼不变量是研究守恒律系统的一种重要方法,在许多模型中都有广泛的应用。本文利用该方法,研究了欧拉坐标系下的p系统,获得了几个有关解的全局性和有限时刻爆破的临界条件。

超音速流越过弯曲坡面的反问题

该文研究由TSD方程刻画的超音速流越过弯曲坡面的反问题.该文将确定一个弯曲的坡面,使得超音速流越过它时产生的激波在给定的位置.这类问题在航空工业领域应用广泛.在合适的假设条件下,运用黎曼不变量和Lax变换,通过解一个广义柯西问题,该文得到上述问题解的整体存在性及唯一性.

A Class of the Quasilinear Hyperbolic Equations with the Inhomogenous Terms

In this paper,we discuss a class of the quasillinear hyperbolic equations with the inhomogeneous terms:ur+σ(v)x+2α(t)u=0,vr-ux=0 Under the certain of hypothesis,we prove the globally existence theorems of the smooth solutions for is cauchy problem.