《研究粘彈性交通流模型》是依託中國科學技術大學，由朱祚金擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：研究粘彈性交通流模型
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱祚金
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
交通流粘彈性模型是交通流和非牛頓流體力學領域的交叉課題。把交通流當作非牛頓流，進行類比的工作在國內外均是空白，說明這項目具有原創性。本項目的研究對象是某一特定路段上的實際交通流。路線是從非牛頓流體本構關係出發，套用流體力學原理，建立粘彈性交通流模型，套用適當的數值方法進行模擬，通過已有實測數據的對比，完善相應的動力學模型。主要內容是建立粘彈性交通流理論模型，進行線性穩定性分析和數值模擬，探索新模型的合理性，挖掘其套用潛力。本項目從非牛頓流體力學的角度去揭示交通流脈動機理，可以提高人們對交通流的認識。理論預研表明，交通流的表觀粘性與當地的速度梯度有關，意味著交通流的松馳時間和粘性係數也與當地的速度梯度有關；對於大波數的擾動，交通流總是不穩定的。這些初步結果，需通過進一步的數值研究及與文獻上已經發表的實際交通流觀測數據的對比加以完善。
結題摘要
本項目NSFC（10972212）是交通流和非牛頓流體力學的交叉課題。主要研究內容，是建立粘彈性交通流理論模型，進行線性穩定性分析和數值模擬。摘要如下： 用非牛頓流體力學本構關係，建立了（N=2）時的2階粘彈性交通流理論模型。根據流量-密度的三角形狀態方程，開展了線性穩定性分析；用TVD格式，假設初始車流密度是不均勻的，車流的堵塞壓力等於飽和點的總壓，對環形車道上的交通流進行了數值模擬。結果發現：（1）對於波長較小的擾動，交通流是絕對不穩定的；（2）穩定性分析的第二臨界速度，與數值模擬得到的臨界速度值，符合得很好。（3）交通流的飽和密度，大約是堵塞密度的12%。（4）粘彈性交通流模型，比Navier-Stokes類型的交通流模型更完整。這些結果，已經得到總結，發表在雜誌J. Advanced Transportation(2011)上, DOI:10.1002/atr.186。 通過與莫斯科大學(MSU)數學物理博士NN. Smirnov交流，認識到N=1可能是對的，特別需要的是，對交通流的壓力和狀態方程，進行深入探究。因此，在雙方合作的前提下，已經完成兩篇國際論文（待投稿），標題分別是：(a) Visco-elastic effect in traffic flows[by M.N. Smirnova, A. Bogdanova, Z.J. Zhu, A.B. Kiselev, N.N. Smirnov]; (b)Exploring characteristics of traffic flows with visco-elastic model[by A. Bogdanova, M.N. Smirnova, Zuojin Zhu, A.B. Kiselev, N.N. Smirnov]. 論文(a)準備向J.l Mathematical Modeling投稿; 論文(b) 準備向Transp. Res. B投稿。這兩篇論文在致謝中註明受本項目資助。另外註明受本項目基金資助的有，已被Applied Mathematics and Mechanics雜誌錄用的論文一篇，已向ASCE JAE投稿的一篇，已向Building Services Engineering Research & Technology 投稿的一篇。
