一种求解三维时域Green函数的数值方法

利用三维时域方法计算船舶水动力问题的关键是如何准确高效地处理时域Green函数及其空间导数.基于Bessel函数的性质推导出Green函数与其空间导数的关系方程式;由时域Green函数的表达式建立其满足的常微分方程并采用Runge-Kutta法求解.利用关系方程式直接求解出Green函数的空间导数值.研究结果表明,该方法不仅保证了数值的精度,而且CPU的计算时间和文件的存储空间都明显减少.该方法为时域计算方法提供了一种新的求解思路.     

三维时域波动函数的一种数值处理方法

把满足线性自由面边界条件的三维时域波动函数（三维时域格林函数的波动项部分）及其有关导数的数值计算问题分为小时间和大时间的计算区域来进行计算，在小时间的情况下把上述有关函数展开为台劳级数并归结为有关的勒让德多项式的计算。在大时间的情况下，先把上述有关函数化为包含有合流超几何函数的积分表达形式，然后对合流超几何函数进行渐近展开，利用最陡下降法原理处理有关积分问题。利用本方法对上述函数进行了实用计算，证明了该数值处理方法的有效性。     

时域格林函数的新实用数值计算方法

针对求解无限水深时域格林函数时大、小区域划分界限不明确,数值精度无法保证的问题,在大、小时间区域交界处,采用精细时程积分法对满足时域格林函数的四阶常微分方程进行数值计算.完成对时域格林函数节点制表后,提出基于精细积分法求解常微分方程的节点间插值的计算时域格林函数新方法.数值计算结果表明,本文提出的方法可有效提高时域格林函数的数值计算精度,为计算船舶水动力奠定了可靠的基础.     

三维时域波动函数的一种数值处理方法

把满足线性自由面边界条件的三维时域波动函数（三维时域格林函数的波动项部分）及其有关导数的数值问题分为小时间和大时间的计算区域来进行计算。在小时间的情况下把上述有关函数展开为台劳级数并归结为有关的勒让德多项式的计算。在大时间的情况下，先把上述有关函数化为包含有合流超几何函数和积分表达形式，然后对合流超几何函数进行渐近展开，利用最陡下降法原理处理有关积分问题，利用本方法对上述函数进行了实用计算，证明了     

时域分析波浪中浮体运动的时延函数计算

针对时域分析波浪中浮体运动的时延函数,分别采用直接时域法和频时域转换法进行了数值计算和比较研究.直接时域法理论统一、完善,但计算耗时;频时域转换法计算快捷,但受到频率范围的限制,数值处理存在误差.对无航速和有航速情况下的wigley型船以及圆柱形平台各模态的时延函数和阻尼系数分别进行了相互转换计算和对比,两种方法得出结果吻合良好,数值上证明了克拉梅尔斯-克罗尼格关系,表明计算时延函数的直接时域法和频时域转换法皆有效,频时域转换法在计算时间上具有较大的优势,更加高效和实用.在此基础上考察了船舶在有航速情况下频率共振引起的奇异现象,并就不同航速对时延函数结果的影响进行了讨论.     

热传导问题的域外奇点法

本文提出了求解二维、三维热传导问题的域外奇点法.这种方法采用Green函数作为问题的解,并有效地避免了解的奇异性.它具有方法简单,不需要数值积分,计算时间短和精度高等优点.     

饱和土动力学问题Green函数计算的抽象集成与OOP实现

Green函数在BEM（boundary element method）计算中的降维效应、积分方程的数值直接求解和奇异解自动满足无穷远辐射条件,这些在土动力学计算问题上独特的优点,早已被研究者认同．但在计算机技术迅速发展的今天,面向对象编程在广泛开拓与应用,Green函数能在计算技术上简便地集成与抽象,实现简约编程,却一直未被发现．该文根据已有的土动力问题的Green函数计算方法,对Green函数进行了OOP（object-oriented programming）条件下的再抽象与集成．提出面向对象的计算过程,并根据作者得到两相饱和介质Green函数,成功地计算了波场法的饱和土隧道中的动力反应问题,并给出时程曲线与瞬态的振动解答．     

径向基函数配点法分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题简

传统配点法在求解动力学问题时会存在误差随时间累积的问题,而无网格径向基函数配点法在全域内采用具有无限连续性的径向基函数作为近似函数,结合配点法构建方程,通过最小二乘法进行求解。无网格径向基函数配点法不仅在数值计算过程中不需要任何网格,是真正的无网格法,而且易于离散,精度高,不需要积分,计算效率高;径向基函数的近似函数仅与距中心点的距离有关,非常适宜于求解三维问题。对于这种方法,本文先离散空间域,然后再离散时间域,并在每一时间步内施加边界条件,来分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题,据此可解决传统配点方法在求解动力问题时误差随时间累积的问题。数值分析表明,材料性能呈梯度分布会导致其力学性能在梯度方向呈现非线性变化,不同的梯度分布模式会导致力学性能非线性变化的幅度不同。     

径向基函数配点法分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题

传统配点法在求解动力学问题时会存在误差随时间累积的问题,而无网格径向基函数配点法在全域内采用具有无限连续性的径向基函数作为近似函数,结合配点法构建方程,通过最小二乘法进行求解。无网格径向基函数配点法不仅在数值计算过程中不需要任何网格,是真正的无网格法,而且易于离散,精度高,不需要积分,计算效率高;径向基函数的近似函数仅与距中心点的距离有关,非常适宜于求解三维问题。对于这种方法,本文先离散空间域,然后再离散时间域,并在每一时间步内施加边界条件,来分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题,据此可解决传统配点方法在求解动力问题时误差随时间累积的问题。数值分析表明,材料性能呈梯度分布会导致其力学性能在梯度方向呈现非线性变化,不同的梯度分布模式会导致力学性能非线性变化的幅度不同。     

时间上二阶展开的Green函数节块法

为快速求解反应堆三维时空动力学方程,克服已有方法的局限,提出了一种新的求解方法.该方法在时间方面,中子通量密度按时间二阶展开(QEM);在空间方面,采用Green函数节块法(NGFM).根据对模型的校算表明,在相近计算精度下,它的时间步长可以放大到全隐式差分方法(FIM)的5～20倍,而且Green函数节块法的空间网格可以放大到有限差分方法的约20倍.所以,时间上二阶展开的Green函数节块法 (TQE/NGFM) 是一种先进的反应堆动力学方程的求解方法.