Stokes层的转捩机理及预测

　　基于作者已有的工作基础上，重点讨论Stokes层从层流向湍流的转捩问题。主要分为五方面内容，第一章对Stokes层研究的来龙去脉进行论述，并引出本书即将探讨的问题；第2章介绍控制方程和数值方法；第3章对全波数下全局稳定性问题进行探讨，其中包括展向周期变化的槽道流的全局稳定性问题；第4章基于对转捩过程中的修正基本流的稳定性分析，揭示其转捩过程中“breakdown”的机理，并探讨各阶扰动的演化规律及对转捩的影响；第5章针对壁面的表面粗糙度引起的Stokes层转捩问题，在不同形式的粗糙度下进行大量数值模拟计算，研究粗糙度的几何参数对转捩“breakdown”的影响规律，得到引起转捩的临界参数，并进一步得到不同参数下的“转捩线”；第6章给出Stokes层在间歇湍流阶段的特性。

　　孔玮，1986年12月出生于安徽省潜山市。2004年本科就读于天津科技大学，专业为环境工程。2008年至2014年就读于天津大学攻读硕士及博士研究生，专业为流体力学。研究方向为理论流体力学的分支——流动稳定性及转捩。于2016年9月份正式入职并加入淮阴工学院建筑工程学院，主要从事流体力学、土木工程材料等课程教学。主持国家自然科学基金项目一项，现已结题；参与包括国家自然科学基金重点项目—以数值模拟为基础的超声速及高超声速边界层转捩及湍流研究和国家科技部“973”项目—飞行器气动力学与光学设计中的关键湍流问题等多项*重点项目。主要科研成果：（1）论文：发表《Influence of three-dimensional wall roughness on the transition of a finite Stokes layer》、《Global instability of Stokes layer for whole wave numbers》等国内外学术论文10篇，其中SCI、EI检索5篇；（2）专利：申请《一种伯努利实验设备用自动清洗装置》、《一种双调节式雷诺实验装置及实验方法》等发明及实用新型专利4项，其中已授权发明专利1项。（3）科研项目：主持国家自然科学基金项目一项，现已结题。

第1章Stokes层1

1.1流动稳定性理论的概述1

1.2Stokes层概述2

1.3Stokes层的实验研究3

1.4Stokes层的理论研究5

1.5间歇湍流的数值研究9

1.6国内有关Stokes层的研究的相关进展11

1.7小结12

参考文献13

第2章控制方程及数值方法19

2.1控制方程19

2.2方程的离散21

附录A方程（2210）Malik格式离散后方程中的系数矩阵27

第3章全局稳定性问题30

3.1引言30

3.2周期变化槽道流的全局稳定性31

3.3Stokes层的全局稳定性46

参考文献59

附录B数值方法61

第4章Stokes层的转捩“breakdown”机理65

4.1引言65

4.2转捩过程的基本特征66

4.3“breakdown”机理70

4.4小结76

参考文献77

第5章Stokes层的转捩预测78

5.1引言78

5.2二维粗糙度下的亚临界失稳79

5.3三维粗糙度对Stokes层的转捩影响89

5.4三维粗糙度下Stokes层的转捩预测97

参考文献104

第6章Stokes层的间歇湍流特性105

6.1引言105

6.2间歇湍流特性106

6.3小结119

参考文献120