三维扰动波在局部粗糙边界层中的稳定性研究

采用局部喷、吸、喷和吸组合来模拟局部粗糙壁面,数值计算获得稳定的三维边界层的基本流.在此基础上研究了三维扰动波在该基本流中的空间演化问题,讨论了局部粗糙的形式、分布结构对三维扰动波的幅值增长率及流动稳定性影响.计算结果表明:三维局部粗糙对三维扰动波的增长、涡的形成都起着激励的作用.扰动波演化产生的平均流修正及局部粗糙诱导展向速度的存在,影响着流体运动稳定性.与光滑壁面相比,三维局部粗糙作用下扰动波的传播角度与相位角发生明显变化,而不同形式的二维局部粗糙壁面边界层显示出不同的稳定特性.     

中华绒螯蟹养殖与固城湖水体氮、磷相关性研究

近年来固城湖水环境质量日益恶化的现象呈现明显,为寻求固城湖水环境质量污染原因,本文将利用物料平衡原理,建立氮磷总量的数学模型,计算固城湖中华绒螯蟹养殖每年所产生的氮磷量,经与实测结果验证,该模型是合理可行的。采用Spearman秩相关系数法计算得到,固城湖中华绒螯蟹养殖所产生的氮、磷量与固城湖大湖区、港口和河口的氮、磷量具有明显的相关性。说明固城湖中华绒螯蟹养殖可导致固城湖水体的氮磷总量呈现快速增长。为更好地保护固城湖水生态环境,应严格控制中华绒螯蟹养殖的规模,杜绝中华绒螯蟹养殖产生的有机污水直接排放入固城湖。     

局部粗糙边界层流中二维T-S波的非线性演化

采用局部喷、吸、喷与吸组合的结构来模拟局部粗糙壁面,通过数值计算获得了稳定的三维边界层基本流的数值解.在此基础上,研究了最不稳定的和稳定的二维扰动T-S波在时、空间演化过程中非线性问题;探讨了局部粗糙的形式、强度大小及分布结构对二维T-S波的非线性演化的影响及其对增长速率贡献的大小.数值结果表明,三维局部粗糙壁面诱导产生的基本流是扰动波得以增长的关键因素;最不稳定的二维扰动T-S波在非线性演化过程中,由于非线性相互作用的不断增强,逐渐诱导激发出三维扰动波及高次谐波,其三维扰动波的流向波数和频率与二维扰动波的流向波数和频率大致相同.此外,展向速度的大小激励着二维扰动波的快速增长,随后发生初次失稳、流向涡形成、正负相间剪切层逐渐增强、诱导产生三维不稳定扰动波及高阶失稳等机制.上述结论与实验结果相吻合.     

边界层局部粗糙壁面对大涡结构的非线性作用

在构建大涡结构理论模型的基础上，设计了局部喷入和吸出的结构来模拟局部粗糙壁面。采用直接数值模拟的方法，研究了在边界层流中局部粗糙壁面对大涡结构非线性作用的问题。数值结果表明，局部粗糙的性质、分布形式以及强度等因素均对边界层流动中大涡结构的非线性演化起到重要的作用。