高温空气的输运性质

<正> 气体或气体混合物的粘性系数,热传导系数等的理论计算方法最初是从平均自由程理论开始的,例如Jeans,Kennard等.后来Enskog和Chapman建立了求解Boltzmann方程的严格的动力学理论,其中最具代表性的工作有Chapman&Cowling及Hirschfelder,Curtiss & Bird等。虽然有不少作者提出了各种求解Boltzmann方程的近似办法,例如

矩形截面直管中的振荡流动

通过解析求解纳维尔-斯托克斯方程,本文给出了矩形截面直管中的层流振荡流动解。该解适用于不同的截面高宽比r和不同的振荡流动雷诺数。对典型的r和λ(雷诺数的平方根),给出了振荡流动速度的振幅比和相位差的等值线分布以及振荡流动速度随时间的变化,可以看出流动的速度分布如何从低频高粘性类型向高频低粘性的边界层流型逐渐变化;也可以看出管的边壁和角部对振荡流动的影响。当振荡频率ω为零时,本文结果即成为通过矩形截面定常管流的Stokes解。

圆柱绕流旋涡运动及离散涡方法

<正> 圆柱绕流问题最早是Stokes于1901年开始研究的。最近15年来,以圆柱非定常分离流为代表的非流线型物体绕流及伴随的旋涡运动受到很大重视。这主要是因为它与近代海洋工程、航空工程及工业空气动力学中不少急待解决的流体力学问题有关。例如,海洋平台桩柱、导管等所受的波浪力分析中,当结构物特征尺寸与波浪的波长相比较小(且K-C数在5—30范围内)时,柱后的旋涡脱落及它所诱导的力(引起构件的振动)是主要应考虑的问题,要给出正确的预计。导弹无侧滑大攻角飞行时背风面分离涡面的不对称运动产生不希望有的偏航力,分析其产生的机理,预计其大小并设法抑制这种力十分重要。此外还有气动噪声及高耸建筑物的风振问题等等。这些复杂问题的解决常常要以低速高雷诺数圆柱非定常分离流研究为基础。

Columbus问题的解答

<正> 对于充液腔体平衡转动的稳定性问题已有大量研究,然而由Kelvin所提出的“Columbus蛋”的稳定性问题则至今尚未从流体动力学角度获得具体的解答。 “Columbus蛋”没有固定点,但有一个单面约束面,因而文献[6,8]对Columbus蛋应用全充液腔体绕定点转动的稳定性判据是错误的;如果从的一般性定理出发,则不能

关于Columbus问题大扰动情形的完全解

本文在大扰动普遍情形下,按照连续系统的直接方法解答了Columbus问题。所得理论结果和Kelvin实验结果精确一致。至此,Columbus问题得到较完善的解决。

球形粒子的热致迁移及各跳跃系数对适应系数的依赖关系

本文讨论有温度梯度场的稀薄气体(K_n(?)1时)中圆球所受的热泳力问题。在内区设分子在壁面作Maxwell类型反射求解B-K-W方程,与外区的Stokes方程和Laplace方程的解匹配。滑移系数C_m,热蠕动系数C_s和温度跳跃系数C_t,做为待定量在内区解的一阶近似中定出。所得的热泳力与实验相符,计算所得的C_m,C_s和C_t之值及对适应系数α的依赖关系与用变分等方法对平板问题所得结果相符。

论长期稳定性和动力稳定性

<正> 根据Lejeune-Dirichlet定理,力学系统处于静平衡情形的稳定的充要条件是系统的势能在平衡位置具有极小值。对于旋转的力学系统(机械系统或液体系统)就不象这样简单了。早在100年前Thomson和Tait就指出了旋转力学系统具有长期稳定性(secular stability)和动力稳定性(dynamiC stability)的重要差别。对于旋转液体星准稳演化过程到底按哪一种稳定性判断,是一个争论近百年的问题。在本世纪50年代以前,Thomson,Tait,Poincare,Liapounoff,Darwin,Teans和Lamb等,主张“长期稳定是真实的稳定”,“是天体演化学唯一感兴趣的稳定”。基于这种观点建立的Jeans-Darwin双星分裂理论曾

非线性流动稳定性理论

<正> 流体的湍流运动普遍存在于大气、海洋、飞行器周围、推进装置和流体机械中,探讨湍流形成的条件和过程是流动稳定性理论的研究对象。 早在1843年,Stokes就预见到流体状态转捩的原因是失稳。整整100年前(1883年),Reynolds让液体流入不同口径的圆管,并在对称轴上注入一股纤细的颜色水,以便明显、敏感地观察到湍流的发生。他发现: (1)流速较低时,可以看到层次分明的层流,流速增加到一定程度后,就转变成高度无序的湍流状态;

一个推广Virial定理的数学方法和应用

本文在提出广义Gauss定理的思路下,提出了广义Stokes定理和一个推广Virial定理的新方法,后者应用于天体磁流体力学和引力平衡问题时得到的结果有:(1)气体具有运动时的平衡系统的判据,(2)磁场对气团形态的影响。应用于实验室等离子体平衡问题时,其结果有:(1)包围在气体中孤立磁场的特性,(2)发现内包无力场必须外包一有力场,(3)无力场的形态,应用于Tokmak等离子体环时的结果有:(1)环的胖瘦对环表面磁压的影响,(2)两个外加磁场分量分别和气压、环的胖瘦,截面形态、环电流分布和逆磁或顺磁的平衡关系,搞清楚了外加磁场约束等离子体总体平衡的物理机制。

汤姆森-泰特稳定准则错了吗

<正> 汤姆森(W.Thomson)和泰特(P.G.Tait)是十九世纪英国的著名物理学家,汤姆森由于装设大西洋海底电缆和在科学上的功绩,两次获得英国政府的嘉奖,先后被授予爵士和勋爵,被赐名开尔文(Kelvin)勋爵.他在电磁学和热力学方面的杰出贡献是科学界

探测气体平衡及非平衡态的相干反斯托克斯喇曼散射技术

<正> 一、引言 这篇综述的目的在于介绍最近发展起来的相干反斯托克斯喇曼散射(Coherent Anti-Stokes Raman Scattering(CARS))方法在诊断平衡及非平衡态气体中的应用,包括实验及理论两部分.文内还扼要介绍了我们正在筹备的测试系统的方案。 在气体中,特别在稀薄气体非平衡流动中,探测粒子数密度分布;混合含气中各组分,各能态的分布;平动、振动、转动温度;粒子的激发和弛豫过程,都是比较困难的,而这些

稀薄气流在麦克斯韦类型边界条件下对球的绕流

本文讨论低速稀薄气流(K_n《1)中圆球阻力问题,在Knudsen层中取分子在表面作Maxwell类型反射的壁面条件求解线性B-K-W方程,而以Stokes区的匹配渐近展开解为无穷远处的边界条件,在表面与均匀来流间温差为小量的假设下得到了小K_n数下圆球绕流的解。除稀薄气体效应外,还考虑了惯性效应和分子在表面的反射机制,所得的球阻表达为K_n、Re和热适应系数α的函数。

论旋转液体星的稳定

本文应用文献[1]中的方法,证明了旋转液体星(作为自吸引、不可压粘性液体处理)由所有振动本征模决定的稳定临界和长期稳定临界是一致的.同时,以Columbus问题作为这个结论的实验依据.这是Thomson和Tait在1883年预见而没有证明的重要结论,由此可以重新肯定旋转液体星准稳态演化过程必须按长期稳定临界判断;而对于近三十年来被否定的Jeans-Darwin双星分裂理论,必须重新进行评价.

径向收缩的等离子体的运动不稳定性

<正> 近几年来,人们详细地研究过等离子体某些运动状态的不稳定性,如Rayleigh-Taylor不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性等等。本文先根据雪铲模型讨论收缩效应的运动不稳定性,其次指出,在径向运动情形下,稳定性不只和加速度有关,而且也和速度等其它因素有关,因此,它并不相当于平面情形的Rayleig-Taylor不稳定性。 1.收缩效应的运动不稳定性在雪铲模型里,如果假定在某时刻t_1出现径向、周向和轴向的微扰动γ,θ,z,并以初始时刻to的位置θo、Zo以及时刻t为自变量,则在假定(γ,θ,z)的形式为(γ(t),-iθ(t),-iz(t))eimθo+ikzσ之后,就可得到线性化的扰动方程(采用高斯单位)为:

Effect of nonlinear wave-current interaction on flow fields and hydrodynamic forces

A fifth-order theory for solving the problem of interaction between Stokes waves and exponential profile currents is proposed. The calculated flow fields are compared with measurements. Then the errors caused by the linear superposition method and approximate theory are discussed. It is found that the total wave-current field consists of pure wave, pure current and interaction components. The shear current not only directly changes the flow field, but also indirectly does sx, by changing the wave parameters due to wave-current interaction. The present theory can predict the wave kinematics on shear currents satisfactorily. The linear superposition method may give rise to more than 40% loading error in extreme conditions. When the apparent wave period is used and the Wheeler stretching method is adopted to extrapolate the current, application of the approximate theory is the best.