扩散-反应非线性数模逼近解析解

针对片状多孔催化剂内反应-扩散耦合过程的非线性问题,应用Adomian分解法,推导出普遍化方程逼近解析表达通式.给出了在Thiele模数φ≤10时,有代表性的1级,2级和0.5级反应的反应物浓度分布、效率因子数学表达式及其函数曲线,并与Newman的BAND法数值计算结果进行了比较.与数值解相比,当φ较小时,使用该逼近解析表达通式前3项即可达到满意的效果;当φ较大时,随着分解项数的增加,计算值向数值解逼近,一般分解项数为6时,可获得较满意的效果.     

多孔催化剂内二级反应反应物浓度分布及催化剂效率因子

应用变量代换、摄动分析和级数展开的方法, 求解了颗粒催化剂内二级反应的反应扩散方程, 得到了催化剂颗粒内的反应物浓度分布的级数近似解, 并由此得到了效率因子表达式, 与数值解比较表明计算精度较高     

旁通式烟气循环流化床脱硫特性的数值模拟

应用标准k-ε模型、DPM模型和物质输运与化学反应模型模拟了烟气循环流化床内的两相流动及脱硫反应,模拟结果和实验数据吻合较好。模拟研究了2种脱硫塔的脱硫效率和流动阻力,并进一步研究了入口SO2浓度对旁通式脱硫塔脱硫效率的影响。结果表明：旁通式脱硫塔的脱硫效率和阻力特性要优于无旁路脱硫塔;旁通式脱硫塔的脱硫效率随入口SO2浓度的增加而降低;脱硫塔内湿度增加时,脱硫效率增加。     

半平面上零级Dirichlet级数的逼近增长

主要研究半平面上的零级Dirichlet级数的增长性,当lim sup n→∞lnλ/λn=0时,零级Dirichlet级数所表示的解析函数f(s)在右半平面内处处绝对收敛。利用Dirichlet多项式去逼近零级Dirichlet级数,得到了Dirichlet级数逼近误差与Dirichlet级数增长级和型函数之间关系的充要条件。     

特征函数法求解甲醇合成催化剂效率因子

由ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇的反应是一个复合反应体系，其催化剂颗粒内的浓度分布的表征方程为二阶常微分方程组。本文针对所涉及方程的特殊性，运用特征函数法，采用双曲型的动力学方程得到效率因子的数值解，并与实验数据进行对比，吻合良好。     

基于恒等变换的单摆振动解析逼近

应用修正的谐波平衡法构造了单摆大幅振动的解析逼近周期和周期解.通过引入三角变换或反三角变换将单摆振动方程恒等变形为关于新变量的Duffing方程或其他易于处理的非线性振动方程,利用牛顿谐波平衡法构造了单摆振动的解析逼近解.给出的解析逼近周期及周期解简单易用,几乎在振幅(初始摆角)的全部取值范围内,都有很高的逼近精度.     

基于液芯柱透镜测量随浓度变化的液相扩散系数：方法综述

液相扩散系数是溶液浓度的函数D(c)，通常采用浓度配对法、Boltzmann-Matano(BM)图解法、Hall解析法和多项式数值逼近等方法测量D(c)关联式.文章在综述以上几种测量方法的基础上，重点介绍了测量D(c)关联式的一种新方法，即BM半解析法. BM半解析法基于液芯柱透镜测量扩散过程中溶液浓度的空时分布函数cexpt(x, t)s，结合Hall解析法以及BM图解法，能够快速、准确、稳定地测量D(c)关联式.用BM半解析法测量了葡萄糖水溶液在室温下的D(c)关联式，采用时域有限差分法(FDTD)求解Fick扩散方程，计算了不同D(c)关联式下扩散浓度的空时分布函数，计算结果与实验浓度分布函数cexpt(x, t)s进行了分析比较.结果表明，采用FDTD计算并比较实验扩散浓度空时分布的方法，为实测D(c)关联式的正确性提供了一种有效的判断手段.     

二次特征值反问题的中心斜对称解及其最佳逼近

利用矩阵的奇异值分解,讨论构造n阶中心斜对称矩阵M,C和K,使得二次束Q(λ)=λ2M λC K具有给定特征值和特征向量的特征值反问题.首先证明反问题是可解的,并给出了解集SMCK的通式.然后考虑从解集SMCK中求给定矩阵[M~,~C,~K]的最佳逼近问题,给出了最佳逼近解的存在唯一性及表达式.     

污水回注在多孔岩层裂缝中传输的数值模拟

本文介绍了污水回注污染物在多孔岩层裂缝中传输的数学模型，采用Ｌａｐｌａｃｅ变换求得污水浓度在裂缝和岩层中的分布．数学模型包括了两种不同的边界条件，一种是井底浓度为常量，另一种是井底浓度呈指数衰减．当时间较大时，对Ｌａｐｌａｃｅ空间解采用Ｃｒｕｍｐ方法进行Ｌａｐｌａｃｅ数值反演．当时间很小时，可采用卷积定理得到浓度分布的解析解．数值解和解析解的结果吻合良好．利用该数学模型能预测污染物在地层中的分布．     

3-RPS型并联机构运动正解的研究

并联机构运动学正解是一个位置和姿态耦合的复杂非线性问题,一般难以求得封闭形式的解析解.应用解析法对3-RPS型并联机构进行运动学正解问题进行了求解,并给出正解方程通式以及各项系数值,得到封闭形式的解析解.并给出具体数值实例进行求解,得出全部位置解,同时给出部分机构空间图形验证了解法可靠性.     

Adomian分解法求解非线性分数阶Volterra积分方程组

通过Adomian分解法求解非线性分数阶Volterra积分方程组的数值解.将多元Adomian多项式与分数阶积分定义有效结合,得到了Adomian级数解;结合Laplace变换讨论级数解的收敛性,证明了所得级数解收敛于精确解,并给出最大绝对截断误差.数值算例表明,该方法可行、有效.     

Adomian分解法求解非线性分数阶Volterra积分方程

Adomian 分解法求解非线性分数阶 Volterra 积分方程的数值解,将 Adomian 多项式与积分方程的定义相结合,得出一个递推公式求解方程的级数解,并进行了收敛性分析,给出了级数解的最大绝对截断误差,通过数值算例说明了该方法的有效性和可行性。     

数值求解椭圆型微分方程的降阶法

本文对于含混合导数的变系数椭圆型微分方程Ｎｅｕｍａｎｎ问题提出了一种间接构造有限差分格式的降阶法。首先引进将原问题变成等价的一阶方程组，对此方程组建立差分格式；然后进行变量分离得到仅含原变量的差分格式。证明了这一差分格式是唯一可解的、二阶收敛的、且是稳定的，引进新变量的目的是为了对差分格式作理论分析，这一方法特别适用于数值求解导数边界条件问题，间断系数问题以及内边界问题，给出了一个数值例子。     

带端板地效应翼性能的数值研究

通过求解不可压缩流体ＲＡＮＳ方程,数值模拟带端板三维地效应翼的性能及周围流场。数值方法引进了Ｃｈｏｒｉｎ的人工可压缩性概念,应用近似因式分解技术同时求解速度和压力场,动量方程对流项用二阶迎风差分格式离散,其余空间导数项均采用四阶精度的中心差分格式离散,时间离散采用欧拉隐式格式,计算在非交错网格上进行,为了避免压力场的振荡,在连续方程中隐式地加入了压力的四阶数值耗散项,湍流计算采用了Ｂａｌｄｗｉｎ－     

具有任意梯度分布函数的梯度板的三维热弹性

研究任意梯度分布函数的功能梯度板的三维热弹性问题.从正交各项异性功能梯度材料板热弹性力学的基本方程出发,假设材料参数沿板厚方向的梯度分布函数是任意的,基于状态空间法,获得了板在上下表面作用热/机荷载时的Peano-Baker级数解.通过数值算例,研究了级数解的收敛性以及不同的材料梯度分布对板位移、应力和温度场的影响.     

Approximate solution for nonlinear model of the second and half order reactions in porous catalyst by decomposition method

The problem of the process of coupled diffusion and reaction in catalyst pellets is considered for the case of second and half order reactions. The Adomian decomposition method is used to solve the non-linear model. For the second, half and first order reactions, analytical approximate solutions are obtained. The variation of reactant concentration in the catalyst pellet and the effectiveness factors at φ＜10 are determined and compared with those by the BAND's finite difference numerical method developed by Newman. At lower values of φ, the decomposition solution with 3 terms gives satisfactory agreement with the numerical solution; at higher values of φ, as the term number in the decomposition method is increased, an acceptable agreement between the two methods is achieved. In general, the solution with 6 terms gives a satisfactory agreement.     

拟线性反应扩散方程的数值解

处理了一类拟线性反应扩散程的数值解,得到了隐式差分格式的解收敛到连续问题的解的证明,并从减少计算时间的角度出发,给出了一个收敛的改型差分方程.     

轴向扩散模型的近似计算法

轴向扩散模型是非理想流动的主要模型，它对于一级不可逆反应具有解析解，而对于其它反应只有数值解，而且计算过程较为复杂，限制了该模型的使用。文章给出了轴向扩散模型的近似计算法，轴向扩散模型的计算过程大大被简化。计算结果同数值解相比，相对误差小于３％。     

多孔底面轴对称二相重力流的数值模拟

对于具有多孔介质底面的轴对称二相重力流,引进基于浅水近似的控制方程和相应的边界条件,采用贴体坐标变换使运动边界问题化为固定边界问题,提出了基于特征插值并结合使用梯形积分公式和Newton-Raphson迭代法在时间和空间都具有二阶精度的数值边界条件．为检验格式的性能和避免编写程序时可能出现的错误,对类似的方程构造了一类精确解．在空间上采用了二步Lax格式、二阶TVD格式、三阶ENO格式及五阶WENO格式,在时间上采用了二阶及三阶的TVD-Runge-Kutta方法对该问题进行数值模拟．数值结果表明,在解的光滑区域,这几种格式的精度都很高,但是在大梯度区,二步Lax格式将会产生强烈的数值振荡,且振荡不会随网格宽度的减小而减小,而其他3种格式将不会或仅会产生幅度要小得多的数值振荡,且振荡会随网格宽度的减小而趋向于零．对实际应用目的来说,结合使用二阶TVD-Runge-Kutta方法的二阶TVD格式是一个经济而又适当的选择．     

一类二阶四点边值问题解的存在性

研究一类二阶常微分方程四点边值问题解的存在性. 利用上下解方法、 比较原理和Schauder不动点定理证明了相应问题解的存在性, 并给出了数值算例.