动理学理论论文-许爱国,张广财,李英骏,李华

动理学理论论文-许爱国,张广财,李英骏,李华

导读:本文包含了动理学理论论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:格子玻尔兹曼,动理学模型,非平衡效应,复杂系统

动理学理论论文文献综述

许爱国,张广财,李英骏,李华[1](2014)在《非平衡与多相复杂系统模拟研究——Lattice Boltzmann动理学理论与应用》一文中研究指出在自然界和工程物理领域存在大量的非平衡、多相等复杂系统和复杂行为。Lattice Boltzmann(LB)方法起源于复杂系统复杂行为研究的格子气或元胞自动机模型;其中,现代版的Lattice Boltzmann Kinetic Model(LBKM)植根于非平衡统计物理学的基本方程—Boltzmann方程。本文从物理学视角评述LB方法,给出单松弛因子和多松弛因子LBKM构建的统一理论,介绍其在非平衡与多相复杂系统研究方面的应用。简单列举LB在多相流、可压流、材料动理学等方面的进展,重点介绍使用LB研究流体界面不稳定性、燃烧等问题的工作。本文所重点传递的信息为:可以通过宏观量研究系统的非平衡行为、可以提供系统偏离热力学平衡引发的宏观效应是LBKM建模优越于宏观连续介质建模的地方;除了可以从更基本的层面理解相应物理系统的特征、机制和规律外,这类研究结果可以为现有程序或软件中宏观模型的改进(例如修正项的构造)提供物理参考。(本文来源于《物理学进展》期刊2014年03期)

钟德钰[2](2013)在《泥沙运动的动理学理论框架》一文中研究指出通过引入水沙两相流的相分布函数,推导了泥沙颗粒分布函数所遵循的动理学方程,给出了基于颗粒速度分布函数的冲刷通量、推移质输沙率等关键过程的随机描述,进而推导了描述水沙运动的宏观场方程,给出了颗粒扩散张量、弥散速度、弥散应力等本构关系。(本文来源于《中国力学大会——2013论文摘要集》期刊2013-08-19)

张磊,钟德钰,王光谦,吴保生[3](2013)在《基于动理学理论的推移质输沙公式》一文中研究指出根据Boltzmann方程得到了床面附近运动颗粒的速度分布函数,将其在速度空间上积分,同时考虑床面颗粒起动概率的影响得到了床面颗粒的冲刷率函数。在此基础上,将该函数代入Einstein提出的推移质输沙基本模式中得到了基于动理学理论的推移质输沙公式。研究结果表明:①公式计算结果与实验数据吻合,相对误差为10%~50%,可用于高强度和低强度输沙,能够较好地反映出床面附近运动的推移质颗粒的统计属性;②得到的推移质输沙率理论表达式与经典推移质输沙公式十分接近,同时大大改善了Einstein公式在高强度输沙情况下的计算结果,这也说明了本文理论推导的正确性。(本文来源于《水科学进展》期刊2013年05期)

于治[4](2009)在《几何动理学理论和模拟方法》一文中研究指出物理问题的本质是几何问题。客观物理规律应该采用无关于具体坐标系的“几何”语言来表述。对一个物理系统的模拟应该是对其时空中几何结构的再现,只有当模拟算法的离散结构与物理系统的几何结构相符合的时候,才能正确而有效地再现物理系统演化规律。本文在归纳、总结磁化等离子体几何动理学基本理论框架的基础上,给出了将其转换成数值模拟算法的一般化途径;并通过模拟验证了几何动理学方法与传统经典动理学理论的一致性。几何动理学理论以微分几何的语言来描述等离子体动理学体系。等离子体中宏观电磁场对粒子的作用体现为Poincaré-Cartan-Einstein 1-形式,沿着粒子世界线对Poincaré-Cartan-Einstein 1-形式积分可以得到电磁场中带电粒子的作用量。粒子相空间宏观分布函数描述的是在粒子世界线的相空间宏观分布状态,沿着世界线分布函数是个常数。将空间中带电粒子的作用量与电磁场的作用量相加得到得到整个Vlasov-Maxwell体系的作用量。由最小作用原理,可以通过变分法给出粒子运动的Hamilton方程和描述电磁场演化的Maxwell方程。进一步,借助Lie坐标变换方法,通过引入规范场S分解粒子轨迹扰动的多时空尺度结构。在几何动理学理论的基础上,本文给出了几何动理学模拟的一般性算法。分布函数从相空间到构型空间的纤维积分,和电磁场从构型空间到相空间的拉回变换,都可以表示成包含Dirac-δ函数的全空间积分表述形式。以便于解析的形状函数替代Dirac-δ函数,积分表述形式可以通过Monte-Calor积分法转换为离散求和。本质上,数值模拟中的插值、差分和速度积分都可以解释为对函数积分表述形式的离散。由于粒子只通过电流密度场作用于电磁场,动理学粒子模拟应该建立在对速度积分的离散,而不是对相空间函数的离散上。根据Maxwell方程,电磁场的演化是个局域过程,这种局域性意味着算法的可并行性。有限差分时域方法(FDTD)将Maxwell方程写为关于时间的偏微分方程,通过迭代方法推演电磁场的演化。根据电磁场势函数A的几何含义,沿着采样网格点之间的连线上对其采样,并由此构建电磁场的时空差分网格。Maxwell方程中的Ampere定律可以分解为两个分别关于电场E和电磁矢量势的A一阶时间偏微分方程,标量势?的时间演化由具体选用的电磁规范条件确定。冷等离子体中电流密度场对电磁场的响应可以写为时空偏微分方程,也就是Ohm定律的形式。本文给出了Maxell方程和Ohm定律的有限时间差分格式,并以规范无关的形式给出了Ampere定律在PML区域中的计算格式。回旋中心规范(G-Gauge)动理学是几何动理学在磁约束等离子体中的实现。由于G-Gauge动理学理论引入了Lie扰动,其速度积分的扰动部分同时包含相空间分布函数F和G-Gauge函数S两个相空间函数。对相空间函数的采样以Kruskal环为基本单元,采样点在环上均匀分布,每个环具有一组相空间坐标,一组关于F和F偏导数的采样值,以及多个S采样值。利用分步积分法,使速度积分中只保留S,消去所有关于S的偏导数。这样每个采样点只需要推进一个变量S,使G-Gauge算法具有比直接粒子模拟算法更小的计算量。本文针对均匀磁化等离子体中,垂直于磁场传播的射频波进行了模拟,完整再现了均匀等离子体中X波和电子Bernstein波的色散曲线,并再现了非均匀等离子体中X波到电子Bernstein波的模转换过程,特别给出了X-B模接近完全转换的模拟结果。G-Gauge算法首次从第一性原则出发,实现了针对磁约束等离子体中射频波与粒子相互作用的物理模拟。本文所阐述的几何动理学理论和模拟方法本质上是对等离子体动理学体系几何结构的描述和再现,是以现代几何观点来重新审视经典动理学。几何动理学理论对等离子体体系的描述是完整且多时空尺度的,它将复杂的等离子体动理学系统分解为几个相对简单的子系统,在不损失物理信息的条件下,降低了问题的复杂度。相对于经典动理学方法,几何动理学能够更加深入地揭示约束等离子体的几何结构,帮助我们理解其中的复杂动理学现象。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2009-05-04)

动理学理论论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

通过引入水沙两相流的相分布函数,推导了泥沙颗粒分布函数所遵循的动理学方程,给出了基于颗粒速度分布函数的冲刷通量、推移质输沙率等关键过程的随机描述,进而推导了描述水沙运动的宏观场方程,给出了颗粒扩散张量、弥散速度、弥散应力等本构关系。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

动理学理论论文参考文献

[1].许爱国,张广财,李英骏,李华.非平衡与多相复杂系统模拟研究——LatticeBoltzmann动理学理论与应用[J].物理学进展.2014

[2].钟德钰.泥沙运动的动理学理论框架[C].中国力学大会——2013论文摘要集.2013

[3].张磊,钟德钰,王光谦,吴保生.基于动理学理论的推移质输沙公式[J].水科学进展.2013

[4].于治.几何动理学理论和模拟方法[D].中国科学技术大学.2009

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