【摘 要】
：
Stokes流是计算流体动力学中的经典问题,广泛应用于选矿、注浆、化工、环境工程等领域,是当今流体力学十分活跃的分支之一。由于Stokes流动中的扰动衰减缓慢,纯数值解法应用于无界流动时往往需取很大的计算区域,计算量太大,因此半解析半数值方法成为当前求解Stokes流问题的主流。自然边界积分法是一种有效的半解析半数值解法并具有诸多优点,但是此方法目前在Stokes流问题方面的研究还不深入。本文综合
【基金项目】
：
国家重点基础研究;国家自然科学;；
论文部分内容阅读
Stokes流是计算流体动力学中的经典问题,广泛应用于选矿、注浆、化工、环境工程等领域,是当今流体力学十分活跃的分支之一。由于Stokes流动中的扰动衰减缓慢,纯数值解法应用于无界流动时往往需取很大的计算区域,计算量太大,因此半解析半数值方法成为当前求解Stokes流问题的主流。自然边界积分法是一种有效的半解析半数值解法并具有诸多优点,但是此方法目前在Stokes流问题方面的研究还不深入。本文综合运用自然边界积分法以及自然边界积分与有限差分的耦合方法较为系统地研究了Stokes流问题,论文的主要研究成果及创新点为:（1）对于半空间中的轴对称Stokes流问题,给出了Stokes方程组在圆柱坐标系下的速度和压力的一个新的解析解,运用该解析公式可以更为方便、直观地研究无限大平板上具有孔口出流的轴对称Stokes流问题。（2）根据多连体区域中的速度和应力的有限性及单值条件,推导了在多连体以及无界区域中满足圆外区域Stokes方程组解的复变函数表达式的解析函数,求得了任意速度边界条件下的速度和压力解的边界积分公式,研究了内边界上任意速度分布的有界流动问题以及内边界合速度为零的无界流动问题;并运用自然边界积分法探讨了内边界压力之和为零的圆外区域Stokes方程的速度-压力混合问题,并与数值模拟结果作了比较。（3）采用自然边界积分与有限差分的耦合方法,求解了自然边界积分法无法直接求解的一般区域上的Stokes问题,探讨了内部区域Stokes流问题,并与纯数值方法的结论作了比较。计算结果表明,该方法可节约计算时间,减小计算量。（4）根据可通透介质的Stokes流理论,并利用Fourier级数法及奇异函数的相关性质,探讨了有源或汇时圆内区域Darcy渗流方程的Dirichlet边值问题,推导出了压力解的边界积分公式;以实际竖井井壁为内边界条件,给出了有源或汇时竖井外部区域渗流压力解的边界积分公式。并运用所得公式及试验手段研究了任意方式布孔的多孔注浆问题,得到了浆液的压力分布曲线、浆液扩散均匀性情况以及加固参数与井壁附加力之间的关系。（5）基于D-N交替法思想,采用自然边界积分与有限差分的耦合方法研究了粘性流体流过圆形孔洞的Darcy-Stokes耦合问题。探讨了在不同渗透系数下,钻井孔对地下水渗流速度分布所产生的影响。
其他文献
对于超连续谱产生的研究,在物理机制方面,不仅有助于深刻理解所涉及非线性效应的作用机理,而且有助于深入研究介质色散对脉冲时域、频域演化的影响;在实际应用方面,超连续谱光源由于具有光谱范围极宽、相干性能优良等优点,在光通信领域尤其是波分复用技术、光谱学、光频率计量学、光学相干层析以及军事领域都有广泛的应用。因此,本论文从数值模拟和实验探索两个方面,详细研究了长脉冲和连续光机制下单波长、双波长泵浦光子晶
ABO4型化合物作为地球上广泛存在的一类副矿物和重要的功能材料,其高压研究对于深入了解地球内部相应矿物的存在状态以及改善此类材料的物理、化学和机械性能都有重要意义。钨（钼）酸盐是ABO4型化合物的重要代表,尤其是白钨矿,还是锆石,独居石以及Cr VO4结构类化合物的高压相,因此,对其进行高压物性的研究对于了解上述ABO4化合物的高压行为具有重要的参考价值。本论文采用高压同步辐射X射线衍射和高压交流
细胞自噬是真核生物中高度保守的对细胞内物质进行周转的重要过程,细胞通过动态调控自噬相关蛋白及翻译后修饰来维持各种物质/细胞器在合成、降解和重新利用之间的代谢平衡。细胞自噬作为维持细胞稳态的重要生物过程,受到上游多个生物学过程的调控,例如细胞自噬逐渐被认为受到生物钟和营养信号的双重调控而表现出昼夜节律的周期性振荡,保证机体的代谢活性与外界环境变化及摄食周期协调一致。自噬过程缺陷和生物钟紊乱均被证明与
我是京城与黄土高原的“混血娃”,我生在北京长在北京,但我永远是黄土地的孩子。仔细品味追忆家庭的陈年往事、家乡的风土人情,以旁观者的视角、局内人的体验来感悟和还原身边的历史,明晰自己在历史长河中的角色与使命,我愿意主动承担起家庭、学校、社区乃至国家赋予我的社会责任与历史使命。
伴随着人工量子器件微小型化、可集成化的技术越来越成熟,人们已经可以在很多平台上实现人工超材料,例如,光子晶体,声子晶体,超导量子电路,冷原子等。人工超材料有着固体材料不可比拟的优势――纯净性,空间结构的可控性以及参数的可调谐性等,使得很多在理论上的物理现象得以呈现。腔光力系统是混杂量子器件中的一类,结合了声学和光学两种模式,主要研究的是辐射压力导致的光声相互作用。腔光力学的研究很多集中于单体上,而
超临界二氧化碳（s CO2）布雷顿循环发电系统具有效率高,结构紧凑,耗水少等优点,适用于太阳能、化石燃料、核电、余热利用和地热等各类能源系统。在近临界区,CO2的物性变化剧烈导致系统的特性复杂。目前,s CO2循环的研究依然缺乏普适性的传热关联式、准确的临界参数测量方法,同时示范系统的运行经验不足、实现效率低等问题也是s CO2循环面对的主要问题。本文从临界传热,临界密度监测,跨临界系统的动态特性
背景 临床上同种异体排斥反应仍然是器官移植的主要障碍，器官移植患者几乎无一例外地要长期、正规地应用免疫抑制剂。同种异体排斥反应的实质是T细胞活化，经典移植免疫学理论认为，T淋巴细胞的活化需要两个信号。信号1为抗原递呈细胞（Antigen presenting cells，APC）表面的主要组织相容性抗原／外源性抗原复合物（MHC／Ag complex），与T细胞表面的T细胞受体／CD3复合物（TC
蛋白质的三维结构对于研究它的功能及其相关的药物设计至关重要,多年来,科学家们提出了各种各样基于氨基酸序列的蛋白质三维结构预测方法。通常来说,蛋白质结构预测包含构象产生和构象筛选两个基本过程,其中,在对大批量构象进行筛选时,能否挑出最接近天然结构的蛋白质构象,结构评估函数也即是通常所说的打分函数的精准与否显得尤为重要。根据统计力学,一个物理系统的稳定状态对应于它的最低自由能,对于包含大量原子的蛋白质
光学显微镜自17世纪被发明以来,一直是人们认识和探索微观世界的重要工具,凭借其非接触、对样品损伤小、成像机制丰富等优点,光学显微镜在生物医学、生命科学、材料科学等多个领域已有广泛应用。但传统的光学显微技术只能清晰成像垂直于探测物镜光轴的样品横平面信息,而对于平行于光轴的轴平面信息的获取一般需要依靠扫描来完成,既耗时又容易引入对准误差。因此,对于直接型轴平面光学显微成像技术的探索具有重要的研究意义及
随着井筒所受围压的加大,井壁厚度越来越厚,如何经济合理地减薄井壁已成为目前冻结凿井法急待研究的关键技术之一。针对现行的单层井壁结构和施工工艺不能合理发挥井壁外侧区域的承载力问题,本文提出径向可缩新型井壁结构,采用理论分析、数值计算、物理模拟等方法研究了其力学特性和设计理论。着重运用理论分析方法,研究了径向可缩新型井壁结构和“分次砌筑,分步受力”井壁施工新工艺对提高井壁极限承载力作用。通过数值计算和