差分格式余项效应分析及格式的改造和优化

利用差分格式的ＭｏｄｉｆｉｅｄＰＤＥ，对差分格式的余项效应进行了系统的分析．其方法比Ｆｏｕｒｉｅｒ方法更直接、全面和具有构造性．利用所导出的数值耗散关系和色散关系，可对格式的稳定性质、耗散和色散性质，以及群速度效应进行改造，并为设计高效能、高分辨率格式指出了方向．此外，以某些不稳定格式的改造为例，进一步证明了方法的效能．     

KDV-Burgers方程的拟特征线方法求解

ＫＤＶ－Ｂｕｒｇｅｒｓ方程可作为具有粘性耗散效应的非线性水波问题的控制方程，也是描述许多流体物理问题的简化方程．本文采用拟特征线方法对ＫＤＶ－Ｂｕｒｇｅｒｓ方程进行了数值求解，研究了在不同耗散效应和色散效应时数值解的特性，发现与理论分析结果吻合良好．     

KDV—Burgers方程的拟特征线方程求解

ＫＤＶ－Ｂｕｒｇｅｒｓ方程可作为具有粘性耗散效应的非线性水波问题的控制方程，也是描述许多流体物理问题的简化方程。本采用拟特征线方法对ＫＤＶ－Ｂｕｒｇｅｒｓ方程进行了数值求解，研究了在不同耗散效应和色散效应时数值解的特性，发现与理论分析结果与吻合良好。     

FDTD(2,4)算法的数值色散特性及其在微带天线中的应用研究

该文研究了在时间上采用2阶差分、空间上采用4阶差分的高阶FDTD(2，4)数值方法，推导出其三维差分公式，并详细分析了其数值色散特性．另外，将PML吸收边界有效地应用于微带天线的计算，并与传统FDTD(2，2)数值结果进行了对比．结果证明高阶FDTD(2，4)算法能够有效减小数值色散和相速误差，而且可以降低对计算机内存的要求，减小计算量，适用的计算频段更高．     

高精度有限差分法与复杂流动的数值模拟

针对非定常多尺度复杂流动特征,介绍了高精度有限差分法.用Taylor级数和Fourier分析两种方法分析了数值解的特性,色散和耗散效应可能给数值解带来的影响,及对网格Reynolds数的限制,给出了物理尺度和网格尺度之间的关系.对比分析了谱方法和差分法中的混淆误差.最后数值模拟了几种典型复杂流动:可压三维平面混合流,充分发展的可压和不可压槽道湍流,及二维涡---激波干扰声场.     

耗散粒子动力学在流动数值模拟中的应用

对耗散粒子动力学方法在流动问题中的应用进行了理论及数值研究，给出了耗散流体粒子运动的控制方程组、边界条件、数值方法及随机数据统计方法等．提出用固壁粒子层结合流体粒子反弹运动的方法来处理固壁边界有滑移流动边界条件，有效地消除了目前耗散粒子动力学及分子动力学模型在固壁附近的粒子密度波动问题．利用该方法编程计算了2类流动问题：方腔驱动流动与泊肃叶流动，计算结果与现有的理论及数值结果比较吻合，验证了所采用的数学模型、计算方法在流动数值模拟中的可行性及潜在优势．     

微管中液态流动的粘性耗散效应研究

研究了超纯水流过水力直径为25μm和50μm的光滑微石英管时的粘性耗散规律,Reynolds数变化范围为0～700．基于微区热成像技术及一系列的相应校正测试,并综合考虑泵功及流动滞止对实验偏差,采用红外成像仪测量了微管内部由于粘性耗散而导致的温升．通过建立二维数学模型,在考虑双电层效应的基础上对其进行了数值计算．研究结果表明,Reynolds数并不能作为判定粘性耗散的影响增大或减小的唯一标准,粘性耗散带来的温升是管长、管径、流体粘度以及流速的复杂函数．将数值计算结果与实验数据进行了比较,两者基本吻合．根据两者结果,提出了采用新型准则式来描述微管内部粘性规律．     

自拉曼散射及三阶色散对二阶孤子的作用

对光纤中脉冲内部自拉曼散射(ISRS)效应及三阶色散效应影响下的二阶孤子传输特性进行了数值模拟，比较并分析了二的时域特性及Fourier谱特性，发现在一定条件下，三阶色散效应能抑制ISRS效应的破坏作用。     

负三阶色散光纤中的孤子效应脉冲压缩

正三阶色散对光纤孤子传输和孤子效应脉冲压缩都是有害的．本文对负三阶色散光纤中的孤子效应脉冲压缩进行了数值计算,发现在适当条件下,负三阶色散对孤子效应脉冲压缩不仅无害,而且有益。     

色散缓变光纤中预啁啾皮秒脉冲的孤子效应压缩

在色散缓变光纤中，采用群速色散参量以指数方式衰减的理论模型，用分步傅立叶方法数值模拟皮秒脉冲在色散缓变单模光纤中的传输，计算和分析了预啁啾对色散缓变光纤中皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响．通过分析脉冲压缩比，最佳光纤长度，压缩后的脉冲峰值功率和脉冲压缩质量的变化，发现加入预啁啾，可以使皮秒脉冲得到更好的压缩．     

砂卵石地层盾构泥浆渗透成膜细观分析及离散元模拟

为研究泥水平衡盾构在砂卵石地层成膜困难的问题,采用自制设备,开展泥浆渗透试验,观察泥浆在卵石地层中形成泥膜的过程,对泥浆颗粒在地层中的堆积形态进了细观分析,探究泥浆渗透成膜机理。基于FLUENT-EDEM耦合方法,建立泥浆渗透数值模型,结果表明：泥膜的三种渗透状态取决于泥浆地层颗粒比;相同条件下泥浆的渗透深度随泥浆密度增大而减小,随着泥浆压力的增大而增大,但泥浆压力的影响较小。数值模拟结果可反映室内试验现象,结论可为盾构施工参数的选取提供参考。     

汽车空气滤清器进气阻力分析

为了降低汽车空气滤清器进气阻力,应用计算流体动力学方法建立壳体和滤芯的耦合数值计算模型.利用正交分析方法研究进出气口结构参数对进气阻力的影响规律,总结进气阻力随流量变化的关系式,通过滤芯的流量-压降实验验证数值计算方法的可靠性.结果表明:进气阻力随着流量的增加呈抛物线趋势增加;在额定流量工况下,进气阻力随着出气口面积的增加而减小,负载时最大降幅达到37.2%;进出气口圆角半径越大,进气阻力越小,负载时最大降幅分别达到16.6%和36.2%.     

静电探测器信号采集与基于数字综合算法的干扰抑制滤波器方法研究

通过对静电目标特性的介绍,了解到静电探测器采集到信号是个低频的变化过程.为了准确的识别目标,提出一种基于数字综合算法的干扰抑制滤波器方法.该方法通过在滤波器频率响应的副瓣区放置大量的干扰信号,改变干扰信号的功率强度,从而自适应地控制滤波器频率响应的副瓣电平.这种方法所设计的滤波器,在其副瓣区域可以设计为任意形状,很容易满足实际应用的要求.设计实例证实了这种方法的有效性.     

空气滤清器的空气动力学仿真及优化

采用多孔介质模型,针对某空气滤清器及其管道的空气动力学特性开展数值模拟,分析空气滤清器及其管道的流动阻力损失和空气滤清器滤芯流动均匀性,并进一步研究采用插入管结构、内置挡板结构后的流动特性。研究结果表明:采用进气插入管结构有效地降低流动阻力损失,降低滤芯流动均匀性,随着插入管长度的增加,流动均匀性呈现降低的趋势;采用挡板结构提高流动阻力损失,降低滤芯流动均匀性。进气插入管入口采用斜截面结构流动阻力略有增加,但可以有效地提高滤芯流动均匀性。     

浸没式超滤膜过滤器内流场的数值模拟

利用计算流体动力学(CFD)方法对浸没式超滤膜过滤器内的流场进行数值模拟,通过计算得到过滤器内流体速度场,压力场和紊流强度的分布情况,并针对膜组件放置位置不同,对3种方案进行分析比较.结果表明,在过滤器后端壁面处会形成回流区,影响水流均匀分布;两膜组件之间间距较小的情况下,会降低膜表面的水流紊动强度,这有利于均匀布水和颗粒的沉积,从而提高过滤效率.     

集成模拟滤波器非线性失真分析方法

非线性失真问题已成为滤波器设计、制造的主要制约因素之一，常用的非线性失真分析方法是用SPICE等数值模拟软件进行分析。本文所提出的适用于集成滤波器失真的分析方法，不仅可以得到相当准确的解析表达式，而且可以为集成滤波器设计的改进提供更多的信息。对于集成滤波器，一般阶数不高或者以二阶滤波器为单元电路，解析法能够充分发挥其优点。     

卡尔曼滤波与离散型数值积分相结合的示功图位移计算研究

为解决利用加速度传感器计算油井示功图的难题,提出一种卡尔曼滤波算法与离散型数值积分算法相结合用于油井示功图的位移计算和析出位移周期。卡尔曼滤波算法既过滤了加速度信号的噪声干扰,又保持了加速度信号的原始形状特征。位移周期的准确析出保证了位移计算原始数据的正确性。离散型数值积分算法可使位移测量的相对误差小于1％,满足了示功图精度的要求,适用于不同冲次的井型。     

除尘器内烟草粉尘爆炸规律的数值研究

在工业生产中,除尘器内经常发生爆炸灾害事故,给安全生产带来了严重的挑战。为探究除尘器内发生爆炸时爆炸超压演化及爆炸火焰传播的规律,基于球形爆炸装置对烟草粉尘的实验数据,构建了大规模爆炸仿真软件FLACS的烟草粉尘爆炸模块,进而实现了对带管道除尘器内爆炸及传播过程的数值仿真。模拟结果表明:除尘器内部发生爆炸时,内部的粉尘质量浓度、点火位置、管道形状均对爆炸过程有一定影响。在500~1000 g/m~3范围内,除尘器内粉尘质量浓度越大,爆炸超压越大,火焰传播速度越快;点火位置离管道入口越远,爆炸超压越大,火焰传播速度越快;管道若设置有折弯结构,火焰经过该部分后,可以一定程度上减弱爆炸超压和火焰传播的速度。     

有源滤波与惯性滤波方法的综合应用

针对无源滤波、有源滤波方法对噪声信号去除能力的不足,提出一种新的有源滤波和惯性滤波相结合的滤波方法.分析了由电器元件组成的无源RC滤波器和有源RC滤波器;阐述了惯性滤波的方法及其函数,进行了对污染信号的仿真实验,将无源RC滤波、有源RC滤波及有源RC滤波与惯性滤波结合的方法进行了比较.结果表明,有源RC滤波与惯性滤波结合的滤波方法明显优于前两种滤波方法,而且结构简单,操作方便,效果较好,并降低了算法复杂度,达到比较理想的滤波效果.     

基于Tow-Thomas二阶节的椭圆低通滤波器的设计

针对滤波器的设计问题,为了提高滤波器的性能,方便滤波器的参数调整,简化滤波器的设计过程,提出了基于Tow—Thomas二阶节的椭圆低通滤波器的一种设计方法。根据给定的设计指标,首先利用MATLAB求出满足指标要求的数值传递函数,然后根据Tow-Thomas二阶节的电路结构求出其符号传递函数,再将数值传递函数与符号传递函数进行比较,综合出电路中各元件的计算公式,文中给出了设计实例并进行了PSPICE仿真,结果表明其性能完全能达到设计要求。该方法对任意阶椭圆低通滤波器都实用。