新研究揭示了软质材料中的裂缝是如何开始和扩展的
"我们发现,断裂从材料的自由表面开始传播,从打破物体对称性的弹性不稳定性开始。然后,断裂急剧扩展,形成错综复杂的裂缝网络,就像我们在流体中观察到的湍流现象一样,如涡旋形成过程中的湍流现象,"米兰理工大学数学系MOX实验室的PasqualeCiarletta解释说。这一发现促进了其在各个技术领域的重要应用。例如,在微米...
Navier–Stokes方程的200年
在N-S方程第一次出现之后,很快就清楚了,为了使这个方程更有用,它必须解决湍流现象。就是奥斯本·雷诺(OsborneReynolds),流行的雷诺数的名字就是从他那里借用来的,他在1895年提出了通过对N-S方程对湍流涨落进行平均来包含湍流的方法,这就产生了前面讨论过的雷诺兹平均N-S方程。接下来的主要进展是湍流建模...
工程科学学院研究发现大分子添加剂的湍流增阻现象
日前,我校工程科学学院计算流体力学实验室刘难生副教授与合作者在非牛顿流体的复杂湍流研究方面取得重大进展,通过数值模拟Taylor-Couette流动首次发现了大分子添加剂导致的湍流增阻现象,并提出这一现象的驱动机制源于大分子弹性效应诱导的惯性-弹性G??tler失稳。该项研究成果于9月13日在《物理评论快报》(Phys.Rev.Le...
科研人员在实验室实现激光驱动湍流磁重联
科技日报北京1月17日电(记者张盖伦)记者从北京师范大学了解到,我国科研人员依托上海高功率激光物理国家实验室“神光Ⅱ”装置,首次在实验室实现激光驱动湍流磁重联物理过程,并通过标度变换用于解释太阳耀斑爆发现象,实验证实湍流过程对耀斑快速触发以及加速高能带电粒子的重要性。相关论文于北京时间1月17日刊发在《自然...
风洞试验在推动航空业发展中的关键作用
V-22的每个螺旋桨的强大下冲力之间的相互作用产生了不可预见的空气动力现象,影响了飞机的操控以及与甲板上或地面靠近的其他飞机的操作。21世纪初,NASA与主承包商贝尔公司和波音公司一起进行了一系列风洞试验,以研究这些问题。斯科尔认识到这些保留的风洞数据和其他试验信息对Nexus的价值,他说:“我们的倾转旋翼机、旋...
科学家揭示向管道湍流转捩附近的定向渗透和气泡堵塞现象
近日,奥地利科学技术研究所的Bj??rnHof及其研究小组与美国伊利诺伊大学香槟分校的NigelGoldenfeld等人合作并取得一项新进展(www.e993.com)2024年8月5日。经过不懈努力,他们揭示了向管道湍流转捩附近的定向渗透和气泡堵塞现象。相关研究成果已于2024年5月27日在国际知名学术期刊《自然—物理学》上发表。
是什么让他成为现代计算机之父?丨纪念冯·诺伊曼诞辰120周年
冯·诺伊曼长期以来对湍流现象感兴趣。我还记得1937年关于对纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokesequations)进行统计处理的可能性的讨论,通过用无穷多个全微分方程替代这些偏微分方程,从而对流体力学进行分析;而拉格朗日函数的傅里叶展开式中的傅里叶系数满足这些全微分方程。冯·诺伊曼于1949年为海军研究办公室(Officeof...
湍流也能在九阳破壁机中发挥大作用?张朝阳解读黑科技背后的物理原理
湍流是一种复杂的流动现象,具有随机、无序的变化,以及流体中存在多种尺度的涡旋。在现实生活中,我们坐飞机如果遇到湍流会导致颠簸;在流体力学中,湍流也是难以解决的难题。但九阳将湍流应用到破壁机中,竟然...
加点高聚物就能让流体减阻?神奇的湍流减阻效应
后来,人们通过大量的实验研究发现,将少量减阻添加剂加入至流体管路中能够获得60%~80%的减阻效果,这就是所谓的湍流减阻效应。它最早是Toms于1947年在观察管内流动聚合物机械降解时发现的,故又称Toms效应。1948年,在第一届国际流变学会议上Toms发表了首篇减阻现象论文,他在论文中阐述了自己的发现,即在一氯苯中加入...
气候变化会让飞行遭遇更多更强湍流吗
在发表于《地球物理研究快报》杂志的另一项研究中,威廉姆斯及其同事使用气候模型预测,随着全球气候变暖,晴空湍流这一现象将变得更严重和频繁。他们估计,严重湍流的发生频率会多于轻度或中度湍流。另外,还有一项研究也指出,随着气候变化,云层和山脉周围的晴空湍流将变得更加频繁。