http://lxjz.xml-journal.net/ Advances in Mechanics lxjz@m.koryoan.com lxjz@m.koryoan.com en lxjz@m.koryoan.com 1000-0992 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-083?pageType=en 李家春 力学进展. 2009 39(4): 385-386. 李家春 力学进展. 2009 39(4): 385-386. 序 李家春 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 385-386. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-083 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-083 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-083?pageType=en 385 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-040?pageType=en 叶友达 高空高速飞行中的黏性干扰效应、真实气体效应和稀薄气体效应成为决定未来空天飞行器能否实现安全飞行、精确控制和制导的重大基础科学问题, 必须发展相应的基础理论和研究方法.该文从计算方法、流动拓扑分析以及典型飞行器应用等方面介绍了作者所在研究团队近年来部分工作进展. 力学进展. 2009 39(4): 387-397. 叶友达 高空高速飞行中的黏性干扰效应、真实气体效应和稀薄气体效应成为决定未来空天飞行器能否实现安全飞行、精确控制和制导的重大基础科学问题, 必须发展相应的基础理论和研究方法.该文从计算方法、流动拓扑分析以及典型飞行器应用等方面介绍了作者所在研究团队近年来部分工作进展. 力学进展. 2009 39(4): 387-397. 高空高速飞行器气动特性研究 叶友达 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 387-397. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-040 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-040 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-040?pageType=en 387 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-049?pageType=en 姜宗林 回顾了吸气式高超声速推进技术的研究进展, 分析了超燃冲压发动机研制面临的关键科学问题, 并从不同角度探讨了增大超燃冲压发动机推力的可能方法.这些方法包括: 能够降低总压损失的高超声速来流压缩方法、生成三维涡流的超声速混合增强技术、碳氢燃料的预热喷射、可以控制燃烧过程的燃烧室设计优化方法、通过减小发动机流道湿面积来降低摩擦阻力和催化复合解离的燃气降低高温气体效应.考虑到等压热力学循环的热效率,还建议研究在高超声速推进系统中应用热效率高的爆轰过程, 并探讨了爆轰推进方法研究的进展与问题.吸气式高超声速推进技术是高超声速飞行器发展的关键技术, 认真思考和探索其发展方向是非常必要的. 力学进展. 2009 39(4): 398-405. 姜宗林 回顾了吸气式高超声速推进技术的研究进展, 分析了超燃冲压发动机研制面临的关键科学问题, 并从不同角度探讨了增大超燃冲压发动机推力的可能方法.这些方法包括: 能够降低总压损失的高超声速来流压缩方法、生成三维涡流的超声速混合增强技术、碳氢燃料的预热喷射、可以控制燃烧过程的燃烧室设计优化方法、通过减小发动机流道湿面积来降低摩擦阻力和催化复合解离的燃气降低高温气体效应.考虑到等压热力学循环的热效率,还建议研究在高超声速推进系统中应用热效率高的爆轰过程, 并探讨了爆轰推进方法研究的进展与问题.吸气式高超声速推进技术是高超声速飞行器发展的关键技术, 认真思考和探索其发展方向是非常必要的. 力学进展. 2009 39(4): 398-405. 关于吸气式高超声速推进技术研究的思考 姜宗林 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 398-405. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-049 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-049 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-049?pageType=en 398 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-046?pageType=en 杨国伟 郭永怀和钱学森先生早在1946年提出了上临界马赫数的概念,即对于亚声速的二维无旋流 动,当来流速度达到下临界马赫数时开始出现声速. 稍增加来流速度,光滑无旋的亚、超声 速混合流动可以继续存在,理论上只有当来流速度达到上临界马赫数出现激波后, 光滑无旋流动才被破坏. 随后, 航空工程界先驱们为提高阻力发散马赫数,降低马赫数1附近的飞机 阻力, 为突破声障, 提出了超临界翼型设计技术,引进了后掠翼设计概念, 提出了跨声速面 积律理论,导致了20世纪军民用航空飞行器的大规模发展.随着计算机技术和计算方法的 进步,不同程度地简化流体控制方程的求解方法得到大发展.基于雷诺平均Navier-Stokes方程的计算流体力学已广泛应用于飞机性能评估、复杂流动机理分析.目前, 气动外形优化设计、气动/结构耦合干扰、气动噪声等多学科问题成为空气动力学的研究热点.该文介绍作者的团队近年来在计算气动弹性研究方面的若干进展,作为对郭永怀先生诞辰100周年的怀 念. 力学进展. 2009 39(4): 406-420. 杨国伟 郭永怀和钱学森先生早在1946年提出了上临界马赫数的概念,即对于亚声速的二维无旋流 动,当来流速度达到下临界马赫数时开始出现声速. 稍增加来流速度,光滑无旋的亚、超声 速混合流动可以继续存在,理论上只有当来流速度达到上临界马赫数出现激波后, 光滑无旋流动才被破坏. 随后, 航空工程界先驱们为提高阻力发散马赫数,降低马赫数1附近的飞机 阻力, 为突破声障, 提出了超临界翼型设计技术,引进了后掠翼设计概念, 提出了跨声速面 积律理论,导致了20世纪军民用航空飞行器的大规模发展.随着计算机技术和计算方法的 进步,不同程度地简化流体控制方程的求解方法得到大发展.基于雷诺平均Navier-Stokes方程的计算流体力学已广泛应用于飞机性能评估、复杂流动机理分析.目前, 气动外形优化设计、气动/结构耦合干扰、气动噪声等多学科问题成为空气动力学的研究热点.该文介绍作者的团队近年来在计算气动弹性研究方面的若干进展,作为对郭永怀先生诞辰100周年的怀 念. 力学进展. 2009 39(4): 406-420. 计算气动弹性若干研究进展 杨国伟 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 406-420. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-046 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-046 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-046?pageType=en 406 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-051?pageType=en 樊菁吴晨曦孙泉华蒋建政 郭永怀先生1953年给出的中等Reynolds数下、不可压缩流体有限长平板绕流的解析解是边界层理论中的经典工作.许多研究者对平板绕流阻力系数的郭永怀公式以及后续工作进行了 评估,评估的依据是Janour与Schaaf和Sherman的实验数据.本文的动理论分析和计算表 明: Schaaf和Sherman在低亚声速条件下($0.16< M < 0.21$)获得的实验数 据, 当Reynolds数($Re$)介于1和10之间时,由于稀薄气体效应显著(所 对应的Knudsen数约在0.03和0.3之间),不宜作为不可压缩理论解的依据, 而其它满足不可压缩假设的实验数据都支持郭永怀解; 计及稀薄气体效应时,低速或亚声速情况下平板绕 流的阻力系数$C_D= C_{D,c} \timesC_{D,FM}/ (C_{D,c} + C_{D,FM} )$, 其中$C_{D,c} $和$C_{D,FM}$分别为连续介质和自由分子流极限情况下的理论解;平板绕流速度分布的郭永怀解, 与基于动理论的信息保存方法(IP)的数值解定性相符,差别表现在稀薄气体效应显著的前缘; 与 速度分布的Blasius解相比,当$Re < 100$时, 郭永怀修正变得重要. 力学进展. 2009 39(4): 421-425. 樊菁吴晨曦孙泉华蒋建政 郭永怀先生1953年给出的中等Reynolds数下、不可压缩流体有限长平板绕流的解析解是边界层理论中的经典工作.许多研究者对平板绕流阻力系数的郭永怀公式以及后续工作进行了 评估,评估的依据是Janour与Schaaf和Sherman的实验数据.本文的动理论分析和计算表 明: Schaaf和Sherman在低亚声速条件下($0.16< M < 0.21$)获得的实验数 据, 当Reynolds数($Re$)介于1和10之间时,由于稀薄气体效应显著(所 对应的Knudsen数约在0.03和0.3之间),不宜作为不可压缩理论解的依据, 而其它满足不可压缩假设的实验数据都支持郭永怀解; 计及稀薄气体效应时,低速或亚声速情况下平板绕 流的阻力系数$C_D= C_{D,c} \timesC_{D,FM}/ (C_{D,c} + C_{D,FM} )$, 其中$C_{D,c} $和$C_{D,FM}$分别为连续介质和自由分子流极限情况下的理论解;平板绕流速度分布的郭永怀解, 与基于动理论的信息保存方法(IP)的数值解定性相符,差别表现在稀薄气体效应显著的前缘; 与 速度分布的Blasius解相比,当$Re < 100$时, 郭永怀修正变得重要. 力学进展. 2009 39(4): 421-425. 中等Reynolds数平板绕流的动理论分析 樊菁吴晨曦孙泉华蒋建政 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 421-425. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-051 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-051 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-051?pageType=en 421 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-045?pageType=en 尹协远 在过去的10多年内,对于高$Re$数零压力梯度湍流边界层,存在着关于平均速度的尺度律以及近壁区流动是否是普适的争论.介绍了这些争论的最近的态势. 看来, 对于这些争论还远不能得出结论. 力学进展. 2009 39(4): 426-439. 尹协远 在过去的10多年内,对于高$Re$数零压力梯度湍流边界层,存在着关于平均速度的尺度律以及近壁区流动是否是普适的争论.介绍了这些争论的最近的态势. 看来, 对于这些争论还远不能得出结论. 力学进展. 2009 39(4): 426-439. 高Reynolds数下湍流边界层的尺度律 尹协远 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 426-439. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-045 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-045 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-045?pageType=en 426 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-092?pageType=en 胡文瑞 给出配置了环形线电极的单极机中的磁流体力学解析解.由于问题是线性的, 求解可简化为基本解的叠加,可利用单极机在两个区域中的基本解的衔接来求得解析解.讨论了基本解的性质. 利用非完全电极可改善Hartmann边界层、增加装置中的质量流量. 应用基本解讨论了连续电极的单极机. 力学进展. 2009 39(4): 440-449. 胡文瑞 给出配置了环形线电极的单极机中的磁流体力学解析解.由于问题是线性的, 求解可简化为基本解的叠加,可利用单极机在两个区域中的基本解的衔接来求得解析解.讨论了基本解的性质. 利用非完全电极可改善Hartmann边界层、增加装置中的质量流量. 应用基本解讨论了连续电极的单极机. 力学进展. 2009 39(4): 440-449. 配置环形线电极的单极机中的磁流体力学流动 胡文瑞 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 440-449. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-092 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-092 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-092?pageType=en 440 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-048?pageType=en 邱励俭 简要介绍人类目前所面临的能源问题, 之后就如何利用核能, 能否建成完全清洁核能系统, 能否提前应用聚变能展开了讨论,最后指出了中国发展能源的战略. 力学进展. 2009 39(4): 450-459. 邱励俭 简要介绍人类目前所面临的能源问题, 之后就如何利用核能, 能否建成完全清洁核能系统, 能否提前应用聚变能展开了讨论,最后指出了中国发展能源的战略. 力学进展. 2009 39(4): 450-459. 能否提前应用聚变能？ 邱励俭 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 450-459. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-048 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-048 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-048?pageType=en 450 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-082?pageType=en 孙锦山 介绍爆炸力学结合其他学科知识, 开展工程应用的理论和实验工作,进行爆炸装置的研究和设计.包括细观结构对材料力学性能的影响、金属自由面微喷以及多尺度数值模拟的应用.描述了作为应用基础学科的爆炸力学,在某些现代爆炸装置研制中多学科融合的爆炸力学将发挥重要作用. 力学进展. 2009 39(4): 460-466. 孙锦山 介绍爆炸力学结合其他学科知识, 开展工程应用的理论和实验工作,进行爆炸装置的研究和设计.包括细观结构对材料力学性能的影响、金属自由面微喷以及多尺度数值模拟的应用.描述了作为应用基础学科的爆炸力学,在某些现代爆炸装置研制中多学科融合的爆炸力学将发挥重要作用. 力学进展. 2009 39(4): 460-466. 装置研制中爆炸力学的发展 孙锦山 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 460-466. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-082 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-082 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-082?pageType=en 460 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-052?pageType=en 段祝平方新王文标黄晨光 针对激光聚焦爆炸的电磁-热力耦合 效应, 在宏观尺度上,把描述激光电磁波散射和传播的Maxwell方程和高温高压气动流场的Euler方程结合起来,利用热力学状态方程(EOS)和电离平衡方程(Saha方程)并通过理论建模和数值仿真,研究和揭示激光聚焦爆炸效应及激光支持吸收波(LSC/LSD)的产生和演化、以及相关的反冲压力和动量耦合等相互作用机制. 力学进展. 2009 39(4): 467-479. 段祝平方新王文标黄晨光 针对激光聚焦爆炸的电磁-热力耦合 效应, 在宏观尺度上,把描述激光电磁波散射和传播的Maxwell方程和高温高压气动流场的Euler方程结合起来,利用热力学状态方程(EOS)和电离平衡方程(Saha方程)并通过理论建模和数值仿真,研究和揭示激光聚焦爆炸效应及激光支持吸收波(LSC/LSD)的产生和演化、以及相关的反冲压力和动量耦合等相互作用机制. 力学进展. 2009 39(4): 467-479. 激光聚焦爆炸耦合场的理论建模与跨尺度计算 段祝平方新王文标黄晨光 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 467-479. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-052 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-052 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-052?pageType=en 467 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-008?pageType=en 李存标吴介之 对壁流动的不同实验结果做了对比,这些实验结果来自于流动显示、热膜测量以及PIV测量, 对比的同时,还总结了与此相应的理论方面的进展.这些进展是在对所选大约120篇文献中内容归纳提炼的基础上给出的.尽管实验中所使用的初始扰动条件不同,但所发现的流动结构几乎是完全一样的. 在对壁流动转捩的认识方面,认为下列所观察到的流动结构是最基本最重要的:在边界层和管流中被称为类孤子相干结构(SCS)的三维非线性涡包、$\Lambda$涡、二次涡环和涡环链.近期的实验中发现了这些结构形成和转捩的动力学过程,具体包括以下内容: (1) $\Lambda$ 涡和二次涡环间持续的相互作用过程.该过程决定了涡环链的产生方式, 总是从壁面区域周期性地形成,并进入到边界层的外部区域; (2)高频涡的生成,这是理解转捩和湍流边界层(以及其他流动)发展的关键问题之一.尽管已经提出了一些解释,但是二次涡环的实验发现将对此提供一个特别清晰的解释.(3)在所有湍流猝发中SCS所起的关键作用.这一点被看做是低雷诺数湍流边界层中湍流产生的关键机制.与猝发直接相关联的是低速条带. 基于SCS的动力学过程, 针对壁流动情况,可以比以前更清晰地解释低速条带的形成机制及其与流动结构的关系.在实验中所观察到的SCS和二次涡环,不仅能使我们重温壁面流动转捩中的经典故事, 同时还开辟一条新的途径,可以基于此建立壁面流动转捩可能具有的普适性的动力学过程. 力学进展. 2009 39(4): 480-507. 李存标吴介之 对壁流动的不同实验结果做了对比,这些实验结果来自于流动显示、热膜测量以及PIV测量, 对比的同时,还总结了与此相应的理论方面的进展.这些进展是在对所选大约120篇文献中内容归纳提炼的基础上给出的.尽管实验中所使用的初始扰动条件不同,但所发现的流动结构几乎是完全一样的. 在对壁流动转捩的认识方面,认为下列所观察到的流动结构是最基本最重要的:在边界层和管流中被称为类孤子相干结构(SCS)的三维非线性涡包、$\Lambda$涡、二次涡环和涡环链.近期的实验中发现了这些结构形成和转捩的动力学过程,具体包括以下内容: (1) $\Lambda$ 涡和二次涡环间持续的相互作用过程.该过程决定了涡环链的产生方式, 总是从壁面区域周期性地形成,并进入到边界层的外部区域; (2)高频涡的生成,这是理解转捩和湍流边界层(以及其他流动)发展的关键问题之一.尽管已经提出了一些解释,但是二次涡环的实验发现将对此提供一个特别清晰的解释.(3)在所有湍流猝发中SCS所起的关键作用.这一点被看做是低雷诺数湍流边界层中湍流产生的关键机制.与猝发直接相关联的是低速条带. 基于SCS的动力学过程, 针对壁流动情况,可以比以前更清晰地解释低速条带的形成机制及其与流动结构的关系.在实验中所观察到的SCS和二次涡环,不仅能使我们重温壁面流动转捩中的经典故事, 同时还开辟一条新的途径,可以基于此建立壁面流动转捩可能具有的普适性的动力学过程. 力学进展. 2009 39(4): 480-507. 壁流动中的转捩 李存标吴介之 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 480-507. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-008 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-008 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-008?pageType=en 480 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-097?pageType=en 孟庆国詹世革周济福 力学进展. 2009 39(4): 508-510. 孟庆国詹世革周济福 力学进展. 2009 39(4): 508-510. 力学科学处2008年重点项目结题验收情况的简要介绍 孟庆国詹世革周济福 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 508-510. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-097 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-097 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-097?pageType=en 508 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-096?pageType=en 佘振苏 陈曦 力学进展. 2009 39(4): 511-512. 佘振苏 陈曦 力学进展. 2009 39(4): 511-512. 湍流基础研究新进展------湍流973项目实验标模会议概况 佘振苏 陈曦 Personal use only, all commercial or other reuse prohibited 力学进展. 2009 39(4): 511-512. article doi:10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-096 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-096 力学进展 39 4 http://lxjz.xml-journal.net/article/doi/10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-096?pageType=en 511

map