《套用流體動力學中的邊界層理論研究》是依託上海師範大學,由王敬擔任項目負責人的數學天元基金項目。
基本介紹
- 中文名:套用流體動力學中的邊界層理論研究
- 項目類別:數學天元基金項目
- 項目負責人:王敬
- 依託單位:上海師範大學
- 批准號:10926163
- 申請代碼:A0305
- 負責人職稱:教授
- 研究期限:2010-01-01 至 2010-12-31
- 支持經費:3(萬元)
《套用流體動力學中的邊界層理論研究》是依託上海師範大學,由王敬擔任項目負責人的數學天元基金項目。
《套用流體動力學中的邊界層理論研究》是依託上海師範大學,由王敬擔任項目負責人的數學天元基金項目。項目摘要邊界層理論是流體動力學中的一個重要課題和領域,它的研究和發展與許多高科技研究和實際生活套用有著密切的聯繫(如飛行器的...
理論提出 邊界層的概念是1904年德國著名的力學家普朗特在海德爾堡第三屆國際數學家學會上宣讀的“關於摩擦極小的流體運動”的論文中首先提出的。他根據理論研究和實際觀察,證實了對於水和空氣等粘性係數很小的流體,在大雷諾數下繞物體流動時,粘性對流動的影響僅限於緊貼物體壁面的薄層中,而在這一薄層外粘性的...
由於粘性與熱傳導緊密相關,高速流動中除速度邊界層外,還有溫度邊界層。(圖片為水中邊界層與摩擦阻力關係圖)簡史 十九世紀末葉,流體力學這門科學開始沿著兩個方向發展,而這兩個方向實際上毫無共同之處,一個方向是理論流體動力學,它是從無摩擦、無粘性流體的Euler運動方程出發發展起來的,並達到了高度完善的程度...
邊界層理論:當流體在大雷諾數條件下運動時﹐可把流體的黏性和導熱看成集中作用在流體表面的薄層即邊界層內。根據邊界層的這一特點﹐簡化納維-斯托克斯方程﹐並加以求解﹐即可得到阻力和傳熱規律。這一理論是德國物理學家L.普朗特於1904年提出的﹐它為黏性不可壓縮流體動力學的發展創造了條件。邊界層 流體在大雷諾數...
流動的其他區域速度梯度很小,黏性的影響也很小,可以按理想流體的勢流理論來處理。物體壁面附近的薄層記憶體在著較大的速度梯度,黏性影響不能忽略,他把這一薄層稱為邊界層(Boundary.layer)。下面討論其基本特徵。設極薄平板突然置於來流速度為u,的流場中:1)如果不考慮黏性(即理想流體),則對原流場無干擾;2)...
我們的研究結果從湍流結構特性決定湍流小尺度脈動統計性質的觀點,加深了人們對熱湍流溫度脈動的物理機制的理解。 基於這些研究成果,我們在國際頂級流體力學類學術期刊Journal of Fluid Mechanics上發表論文4篇,在國際知名學術期刊Physical Review Fluids上發表論文4篇。項目負責人應邀在24屆國際理論與套用力學會議(ICTA...
這些邊界層問題包括:冪律流體,磁流體動力學,可壓縮流體的層流邊界層問題等等。本項目使用的數學工具包括:變分與先驗估計方法的結合,調和分析方法的套用,BV空間技巧、Campanato空間框架、補償緊緻方法以及橢圓、拋物方程的粘性解理論,以及利用動力系統理論等一系列數學方法.目前國際上該方面很深入的工作不多見。本項目...
《Navier-Stokes方程與邊界層理論的若干問題》是依託廈門大學,由趙俊寧擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 本項目從數學的角度,對來自流體力學領域的可壓縮和不可壓縮流體研究其數學模型的可解性、 解的性質以及邊界層問題。 這些問題包括:對牛頓流體、非牛頓流體、磁流體、可壓流體的層流邊界層問題、研究整體解的...
1904年,L.普朗特提出低速流動中的邊界層理論,為粘性流體動力學開闢了新的領域。30年代,高速飛機、火箭等的發展促進了邊界層理論在可壓縮流動範圍內的發展,形成可壓縮流動邊界層理論。50年代以來,隨著遠程飛彈、航天飛船等高超聲速飛行器的研製,提出了飛行器的防熱問題,形成高超聲速邊界層理論。特點 高速邊界層按...
本項目擬研究流體動力學中一些經典偏微分方程的數學理論。這些方程是流體力學中的基本方程,在非線性偏微分方程、動力系統、湍流研究、科學計算等領域中占據著十分重要的位置,在天氣預報、航空航天、海洋生態等領域中有廣泛的套用背景。所研究內容主要包括具有Navier邊界的不可壓Navier-Stokes方程及相關模型的粘性消失極限...
《邊界層理論(第8版)》是2015年世界圖書出版公司出版的著作,作者是[德] H.Schlichting、K.Gersten。內容簡介 《邊界層理論(第8版 英文版)》綜述了邊界層理論及其在流體力學領域的套用(例如:飛機空氣動力學)。在綜述了過去15年來在該學科所發表論文的基礎上,將該學科領域的新知識點收納在該書中。目錄 I...
對於這類問題,除使用流體動力學方程外,還要用到相應的化學動力學關係式,如各成分的化學反應生成率表達式和各種化學反應速率常數等。研究意義 它是高溫氣體動力學中的一個重要研究課題。它對於解決高速飛行器的熱防護問題和一般工業中的有關問題都有重要意義。以鈍頭物體的高超聲速繞流為例,在有化學反應的邊界層...
17世紀後期,荷蘭物理學家惠更斯首先估算出物體在空氣中運動的阻力;1726年,牛頓套用力學原理和演繹方法得出:在空氣中運動的物體所受的力,正比於物體運動速度的平方和物體的特徵面積以及空氣的密度。這一工作可以看作是空氣動力學經典理論的開始。經典流體力學 1755年,數學家歐拉得出了描述無粘性流體運動的微分方程,...
當流體流過與其溫度不同的固體表面時,根據流體在壁面處是被加熱還是被冷卻,有不同的溫度分布(圖1)。流體溫度的變化,理論上可以延伸到無窮遠處,但變化主要發生在壁面附近的薄層中。一般規定,流體與壁面的溫度差達到流體主體與壁面的溫度差的99%處到壁面的距離,為溫度邊界層的厚度δt。即溫度邊界層外邊界...
隨著汽輪機的完善和飛機飛行速度提高到每秒50米以上,又迅速擴展了從19世紀就開始的,對空氣密度變化效應的實驗和理論研究,為高速飛行提供了理論指導。20世紀40年代以後,由於噴氣推進和火箭技術的套用,飛行器速度超過聲速,進而實現了航天飛行,使氣體高速流動的研究進展迅速,形成了氣體動力學、物理-化學流體動力學等...
無粘性的、正壓的流體在有勢外力作用下,其運動方程在定常和無旋兩特殊情形下可以積分出來。運動方程的這兩個第一積分分別稱為伯努利積分(見伯努利定理)和拉格朗日積分。它們(特別是伯努利積分)無論在流體力學的理論研究或實際套用上都十分有用。動量定理 對於大部分流體力學問題,為了了解整個流場的情況,需要在...
激波-邊界層作用是空氣動力學的理論,套用于飛機製造。英文:Shock wave and boundary layer interaction 當激波入射到平壁上的層流邊界層時,由於粘性作用,邊界層內平行於壁面運動的氣流越靠近壁面,流速越低,緊挨壁面處其值為零。而激波只能在超音速流中形成,因此從主流區射向壁面的激波,只能伸到邊界層內的...
c 潤滑的流體動力學理論 130 d Hele-Shaw流動 138 第二部分 層流邊界層 第七章 二維不可壓縮流動的邊界層方程;平板邊界層 141 a 二維流動中邊界層方程的推導 141 b 邊界層分離 146 c 積分邊界層方程的說明 149 d 表面摩擦力 149 e 平板邊界層 150 f 高階邊界層理論 160 第八章 邊界層方程的一般性質 ...
在石油開採,海水浸入,潛艇航行,水庫排沙,電站冷卻水的研究中,分層流是很重要的課題(見壓力流,異重流,旋轉流體和分層流體流動)。水彈性問題 液體流過固體邊壁,在某些條件下可以引起邊壁的振動,邊壁振動又反過來改變流動特性。研究液體、水和固體邊壁相互作用的理論,稱為水彈性理論。套用 液體動力學是一...
24.2.4勢流理論151 24.2.5Bickley的勢流模型152 24.3雷諾數效應154 24.3.1層流,L3和轉捩,TrW尾流154 24.3.2TrSL流態的壓力分布156 24.3.3反Magnus效應160 24.3.4邊界層161 24.3.5斯托羅哈數164 24.3.6端板的影響164 24.3.7表面粗糙度和鰭狀板的效應166 24.3.8遠尾流的發展167 24.4套用169...
第7~10章為氣體動力學部分,介紹了膨脹波、壓縮波、 激波理論及解法、一維定常可壓縮管流和經典的超聲速流場特徵線算法。 第11章介紹了氣體動力學在工程中的一些典型的套用案例。圖書目錄 前言 第1章 流體的物理性質 1 1.1 流體的力學特徵和連續介質假設 1 1.1.1 流體特性及其連續介質假定 1 1.1.2 密度...
由於其廣泛的套用背景和複雜的結構特徵,磁流體動力學方程組引起了許多數學家及流體力學專家的關注。磁凍結現象是磁流體力學和天體物理學研究領域中的重要問題,本項目擬從數學理論的角度出發研究與磁凍結現象相關聯的磁雷諾數極限及磁邊界層問題。我們希望證明當磁雷諾數趨向於無窮(或電阻趨向於零,或磁粘性消失)時...
研究內容 液體運動受兩個主要方面的影響:一是液體本身的特性;另一是約束液體運動的邊界特性。根據這些特性的改變,液體動力學的主要研究內容有:理想液體運動 可忽略粘性的液體稱為理想液體。根據普朗特的邊界層理論,在邊界層以外的區域中,粘性力可以不予考慮,因此理想液體的運動規律在特定條件下仍可套用。在...
本選題屬於流體力學和傳熱學領域的學術專著。延伸或收縮壁面上磁流體力學(Magnetohydrodynamic簡記為MHD)邊界層流動和傳熱現象出現在許多生產和工業套用中,由於問題的非線性和複雜性,對該類問題開展系統深入的研究既具有挑戰性又具有重要的理論和實際意義。本書主要基於微分變換(Differential Transform Method簡記為DTM)...
項目中我們將作兩方面的推廣,一是討論其他兩類滑動邊界條件下Navier-Stokes方程的無粘極限問題;二是將我們的方法套用到具有滑動邊界條件的Magnetohydrodynamic方程上。所研究的Navier型滑動邊界被用於湍流中大渦流的模擬。因此本項目中嚴格的數學分析將加深對湍流這個複雜系統的理解,為不可壓縮流體邊界層問題的研究提供...
通過實驗測試、理論分析和數值模擬等方面探索分數階粘彈性流體邊界層傳遞問題的物理機制,揭示其內在規律,為相關科學研究和工程套用提供基礎、思路和方法。結題摘要 分數階導數在粘彈性流體的複雜動力學表征方面運用得非常廣泛,比如剪下力本構關係和熱傳導定律,主要是因為分數階運算元靈活多變的非局部性質或者全局依賴性。...
邊界層理論 邊界層的概念是1904年德國著名的力學家普朗特在海德爾堡第三屆國際數學家學會上宣讀的“關於摩擦極小的流體運動”的論文中首先提出的。他根據理論研究和實際觀察,證實了對於水和空氣等粘性係數很小的流體,在大雷諾數下繞物體流動時,粘性對流動的影響僅限於緊貼物體壁面的薄層中,而在這一薄層外粘性的...
19世紀末,流體力學研究有兩個互不相通的方向。一個是數學理論流體力學或水動力學,當時已達到較高水平,但計算結果與一些實驗很不相符。另一個是水力學,它主要根據實驗結果歸納出半經驗公式,套用於工程實際。普朗特的邊界層理論把理論和實驗結合起來,奠定了現代流體力學的基礎。1901年在機械廠工作,發現了氣流分離...
卡門渦街是粘性不可壓縮流體動力學所研究的一種現象。流體繞流高大煙囪、高層建築、電線、油管道和換熱器的管束時都會產生卡門渦街。1911年,德國科學家T.von卡門從空氣動力學的觀點找到了這種渦旋穩定性的理論根據。對圓柱繞流,渦街的每個單渦的頻率f與繞流速度v成正比,與圓柱體直徑d成反比,即f=Sr(v/d)。Sr是...
22.郭緒堯,俞茂錚,毛靖儒 端壁邊界層抽吸技術在汽輪機調節級靜葉柵中的套用 工程熱物理學報 2000, 21(3): 298-301 EI收錄 23.屠珊,孫弼, 毛靖儒 氣流誘發調節閥桿振動研究 動力工程 24(5):729-731,2004.10 24.相曉偉,毛靖儒,孫弼 An experimental study on flowrate and stability for ...