窦华书
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工作情况:浙江理工,机械与自动控制学院,教授
研究领域:数理科学->力学->流体力学
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湍流理论最近20年内有什么新进展?
(一)湍流研究的学科分布: 湍流的研究分为基础研究和应用研究,其应用范围比较广泛,因此有若干个学科从事湍流的研究,进展残差不齐。湍流的重点是基础研究,可是,众所周知,近 200 年来,这个方面的进展非常缓慢 【 1-7 】。 1.数学学科 :研究纳维-斯托克斯方程的正则性。自2000年这个问 ...
2023-12-2 09:03
质点运动稳定性:在河边斜坡上骑车而不摔倒的物理学原理
目录 (一)河边斜坡上骑车的稳定性 (二)汽车受到了侧面大风冲击时的稳定性 (三)流体力学中剪切流动的稳定性 (四)科学研究总结和体会 508a667ebbad2a0acda08bc0796bd28e.mp4 (视频1) https://m.163.com/v/video/VYB8510CG.html (视频2) 本文是一篇科普文章。 ...
2023-11-19 09:51
世界数学难题: 纳维-斯托克斯方程会得到解决吗?
图 1 纳维-斯托克斯 ( Navier-Stokes)方程(1821-1845) 2005年曾经是世界爱因斯坦科学年,是为了纪念爱因斯坦1905年发表的那三篇划时代的学术论文100周年(布朗运动,狭义相对论,光电效应)。 2005年,也是美国Science杂志创刊100周年。在庆祝创刊125周年之际,Science公布了125个最具挑战性的科学问题,作 ...
2023-10-1 09:03
经典物理学解决了所属领域的所有物理现象吗?
图 1 带有轴流压气机的航空发动机 对于装有轴流压气机或者离心压气机的航空发动机(图1),在极端小流量条件下可能会发生“喘振”现象,这对航空发动机的运行会很危险。在知乎网上有人提出,经典物理学似乎已经发展很完善,现代物理学(相对论和量子力学)也已经早就落地了,为什么现在还存在经典物理学不能 ...
2023-9-26 09:35
窦华书:湍流问题和三体问题哪个更难解?兼谈湍流多尺度问题
(一)湍流问题与三体问题之对比: 三体问题是低维的(具有有限多个自由度),而湍流问题是高维的,并且是无限维的(理论上具有无限多个自由度)。当然,答案是湍流问题比三体问题更难解。 现在,大家知道的是“三体问题”没有解析解,可以在建立的力学模型下进行数值求解。对于湍流问题,也不存在解析解,也只能进行 ...
2023-8-30 08:50
窦华书:湍流的研究方向分支及代表人物
湍流仍然是物理学、应用数学和流体力学学科的一个主要研究领域,100多年来,且一直代表流体力学的前沿研究方向,这是由于如果湍流问题解决了,就会解决一大片研究领域的问题。湍流是在流体力学学科所有方面具有共性的重要课题。 比如,如果你是做 超音速流动 、飞行器设计、多相流动、传热、燃烧、叶轮机械、大气湍 ...
2023-8-10 08:31
窦华书:湍流研究有哪些成功的理论成果?
1. 湍流控制方程Navier-Stokes动量方程(Navier 1822, Stokes 1845): 2. 线性稳定性理论(Orr1907, Sommerfeld 1908): 3. 湍流模型的混合长度理论(Prandtl 1924): 4. 湍流壁面区的平均速度的对数律分布(Kármán1931): 5. 湍流的均匀各向同性理论(Taylor 1935, Kármán1937): 6. Ko ...
2023-7-12 09:10
窦华书:湍流为什么一定必须是三维的?
图1 湍流的动能随波数变化的能谱关系 湍流的最主要的特征就是,湍流是一个随着时间变化(非定常)的旋涡运动,而且旋涡是从大到小多尺度分布的。 湍流之所以存在,是以漩涡的不断产生与耗散维持的。如果旋涡只耗散,不再继续产生,湍流就不能维持了。完全发展的 湍流就是一个旋涡生成与破灭的 动力学平 ...
2023-7-8 01:29
流动稳定性理论简要综述
(本文翻译自窦华书《Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory》,2022,Springer,第一章) 1.2流动稳定性理论 1.2.1线性稳定性理论 Kelvin(1871)和Helmholtz(1868)利用无粘稳定性理论(无粘线性方程的特征值)分析了平面混合层的稳定性。研究发现,当不同速度或密度的流体沿同一方向流动时,界 ...
2023-7-2 08:50
窦华书:湍流研究中出现的若干错误
湍流问题经历了近200年(从 Navier-Stokes 方程的建立),从雷诺实验(1883年)发现了层流到湍流转捩现象以来,至今也有140年。湍流问题解决不了,许多人认为湍流是比量子力学和相对论更难的物理科学难 题。 对于湍流问题, 作者通过30多年的研究,发现在这个领域,过去140年来(1883-2023)的研究成果中,有许多都是 ...
2023-6-4 00:09