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2024年第54卷第1期

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研究综述

非厄米力学系统基本原理与研究进展

耿琳琳, 袁锦波, 程文, 胡更开, 周萧明

2024, 54(1): 1-60. doi: 10.6052/1000-0992-23-034

摘要(1770)

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PDF(647)

摘要:
非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架, 其概念起源于量子力学, 借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象, 为反常波动与振动调控提供了新思路. 本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介绍, 阐明经典系统与非厄米系统的关联和扩展关系, 并介绍相关前沿研究进展. 首先介绍非厄米力学系统中的奇异点、宇称-时间反演对称性等基本概念, 并介绍奇异点微扰理论及其在高灵敏度传感等领域的应用机理, 之后介绍奇异点附近特征值曲面的拓扑结构, 以及环绕奇异点的模态演化规律, 最后介绍非厄米力学系统中的拓扑波动行为.

高效合成射流激励器研究进展及展望

陆逸然, 王晋军

2024, 54(1): 61-85. doi: 10.6052/1000-0992-23-038

摘要(738)

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PDF(168)

摘要:
合成射流作为一种具有优越控制效果的主动流动控制技术, 在提升飞行器气动性能、减振降噪、强化元器件散热等领域具有重要的学术意义和应用价值. 经过30余年的研究, 人们建立了更准确的合成射流数学模型, 合成射流具有高卷吸能力的物理机理也得到不断深化. 进一步优化合成射流激励器, 提高控制效率成为了研究的重点. 本文主要从激励器结构型式、激励器结构参数以及激励信号三个方面, 总结了近年来在提高合成射流控制效果方面取得的研究进展, 并对未来的研究重点进行了展望.

旋涡空化水动力学特性研究进展与展望

程怀玉, 季斌, 龙新平, 彭晓星

2024, 54(1): 86-137. doi: 10.6052/1000-0992-23-045

摘要(1161)

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PDF(298)

摘要:
涡空化作为一种在推进器叶顶涡心处产生的空化现象, 在推进器原型上往往最早出现, 其一旦发生将会严重影响舰艇的声隐身性能(噪声增加10 dB以上), 在很大程度上限制了舰艇临界航速的进一步提升, 因而长期以来一直是空化水动力学领域研究的重点与难点课题之一. 本文首先简要介绍了旋涡空化流动相较于其他形式空化流动的特点, 并以梢涡空化为主要对象, 系统阐述了旋涡空化初生、发展的演变行为与流动机理研究, 从空化三要素的角度深入讨论了其影响因素与作用机制. 在此基础上, 本文分别对旋涡空化流动中尺度效应、流动控制等关键问题的相关研究进展进行了回顾, 较为系统地梳理了旋涡空化尺度效应的内在原因以及旋涡空化流动控制方法与控制思路. 最后, 本文针对目前旋涡空化研究领域关注的重点与难点问题, 对旋涡空化流动研究中采用的实验测量及数值模拟技术进行了总结与展望.

面向EUV光源的实验流体力学研究进展

邓巍巍, 翟天琪, 高立豪, 许晟昊, 赵新彦, 刘艳初

2024, 54(1): 138-172. doi: 10.6052/1000-0992-23-044

摘要(1239)

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PDF(392)

摘要:
EUV (极紫外)光源是EUV光刻机的核心部件, 其原理是基于纳秒脉冲激光轰击锡液滴靶产生的等离子体辐射发光. EUV光源本质是一种流体光源, 涉及丰富而复杂的流体力学基本问题, 跨越从皮秒到毫秒的四个特征时间尺度. 本文综述了面向EUV光源的实验流体力学研究进展. 首先根据靶的类型, 分别介绍了射流、液滴和液膜靶的生成与调控基本原理和技术路线. 之后对三种靶与激光相互作用过程的特征时刻与典型现象进行了梳理, 重点放在各个特征时间尺度内激光轰击液滴靶的研究进展, 总结了不同参数激光脉冲轰击后靶的推进、变形和破碎规律. 最后对EUV光源中值得重点关注的实验流体力学关键问题进行了总结和展望, 提出改善激光等离子体EUV光源稳定性、亮度和寿命需要从以下三方面持续开展研究: 高频率、小直径、长间距液滴靶串的精准生成和调控, 激光辐照产生等离子体的膨胀和辐射规律, 以及液滴靶变形破碎机理和碎屑抑制、收集及清洁技术.

复杂多相流体的介观模拟: 耗散粒子动力学方法及应用

潘定一, 胡国辉, 陈硕, PHAN-THIENNhan

2024, 54(1): 173-201. doi: 10.6052/1000-0992-23-033

摘要(1001)

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PDF(247)

摘要:
在悬浮液、乳液和泡沫等复杂多相流体中, 离散分布着大量的纳米至微米尺度的颗粒、液滴和气泡等, 在流动作用下这些离散相物质呈现出复杂的个体或群体运动行为, 进而显著影响这些复杂多相流体的宏观流变和流动行为. 针对这类流体, 开展介观尺度数值模拟成为一种有效且相对经济的研究手段. 其中, 耗散粒子动力学 (dissipative particle dynamics, DPD) 方法是一种具有代表性的介观尺度数值模拟方法, 由于其粒子方法的特质, DPD方法适合用于上述复杂多相流体内部结构的数值建模和数值模拟研究. 本文对近年来DPD方法在颗粒悬浮液、乳液和气泡等复杂多相流体模拟方面研究进展进行了系统的介绍, 深入探讨了DPD方法在复杂多相流体介观模拟方面的针对性改进以及当前存在的不足, 并对DPD方法的研究和应用进行了总结和展望.

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中国力学学会2024年学术活动计划表

2024, 54(1): 202-212.

摘要(290)

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