二维溃坝问题的高分辨率数值模拟

对二维浅水方程空间方向的差分分裂,引入ＭＵＳＣＬ型的两参数限量函数,采用组合型的二阶ＴＶＤ格式,建立了浅水方程的高分辨率计算模型．以Ｆｒａｃｃｒｏｌｌｏ 等的部分溃坝实验模型为物理模型,模拟了该模型长历时的溃坝洪水演进过程,给出了典型位置的水位和速度计算并与其实验结果的比较．研究表明,在间断波附近,没有产生数值振荡,数值结果与实验数据相比除溃坝初期在口门附近的水位存在一定的差异外,其余位置和时刻吻合较好,特别是计算速度与实验测定值吻合更好．应用二维浅水方程和本文的高分辨率数值方法能有效地模拟溃坝波的演进过程．     

二维边界元法的新算法

本文提出一种二维边界元法的算法。主要是提出新的离散方法，可以大大地节省内存，提高运算速度，系数矩阵元素计算不用高斯积分公式，而用坐标变换的方法导出一个新公式，减少了运算量，提高了计算精度，最后介绍了本文方法的实施。     

二维溃坝的数值模拟研究

为了研究溃坝问题中流体的运动和自由液面的演变,针对简化的块状水坍塌进行了数值模拟。其中,流体控制方程通过有限体积法进行离散,方程的对流项和扩散项分别采用了一阶迎风格式和中心差分格式;对压力与速度耦合的离散方程以IDEAL算法进行求解;以流体体积分数法和PLIC方法进行自由液面捕捉和重构;对两相流问题中的表面张力通过连续表面力(CSF)模型进行转化。基于上,分别对有限空间内的二维溃坝和带障碍物溃坝问题进行了数值模拟,对不同时刻的自由液面进行了捕捉并与实验结果进行了对比,证明了所采用方法的精确性。     

二维接触问题边界元法的研究进展

工程实际中经常涉及到弹性体的接触分析问题 ,人们对此问题进行了大量的研究 .随着计算力学和计算机技术的快速发展 ,非常复杂的接触问题已得到了成功地解决 .本文回顾了使用边界元法处理接触问题的情况及目前的研究进展 ,详细叙述了处理这类问题的理论方法及相应的公式 ,然后讨论了解决这类问题所采用的边界元法的步骤和各种数值方法 ,同时给出了的大量的有关接触问题研究的参考文献及作者近期的研究工作 ,并提出一些有待进一步研究的问题     

二维粘弹性问题的边界单元法

本文通过对粘弹性拟静态问题的方程进行Laplace变换,将粘弹性问题变换成在Laplace空间下与弹性静力问题相同的形式,推导出了用边界单元法分析粘弹性问题的基本公式,并用FORTRAN语言编制的计算机程序对粘弹性问题进行了分析计算。     

二维接触问题边界元法的研究进展

工程实际中经常涉及到弹性体的接触分析问题,人们对此问题进行了大量的研究。随着计算力学和计算机技术的快速发展,非常复杂的接触问题已得到了成功地解决。本文回顾了使用边界元法处理接触问题的情况及目前的研究进展,详细叙述了处理这类问题的理论方法及相应的公式,然后讨论了解决这类问题所采用的边界元法的边界元法的步骤和各种数值方法,同时给出了大量的有关接触问题研究的参考文献及作者近期的研究工作,并提出一些有待进     

对二维温度场敞开边界计算问题的研究

对二维温度场敞开边界计算问题的有限单元处理方法进行了探讨。提出了扩大边界法。这种方法有效地解决了求解无限域温度场时边界的处理问题。解决了利用常规有限单元法无法克服的困难,具有很大的实用价值。     

二维溃坝波传播的数值模拟

采用附加人工粘性的显式Maccormack格式求解二维浅水方程,并对人工粘性加上开关函数,建立了模拟大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型。用该模型预测了矩形河道中堤坝瞬间局部溃倒后8 min的洪水演进过程,得出了水面线和流场分布,并对溃坝洪峰到达时间和最大淹没水位的沿程分布作了分析。     

二维溃坝洪水波演进的数值模拟及动态显示

采用基于MacCormack预测—校正技术的隐式数值格式求解控制水流运动的二维浅水方程，建立了模拟大坝瞬间全溃或局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型；应用该模型对矩形明渠中缓、急流过渡的水面曲线进行了数值计算，并与理论解进行了比较；最后用该模型预测了矩形河道中大坝瞬间局部溃倒的洪水演进过程，并对模拟结果进行了定性分析。比较与分析结果表明，该模型对模拟溃坝洪水波很有效。     

含导体边界的等离子体空间二维静电场PIC算法

讨论了有界等离子体区域含待定边界条件导体时,二维准静电场方程与边界条件的耦合问题。通过典型问题的具体分析,提出处理这种边界条件的PIC算法。将其用于气体放电等离子体吸波管的数值模型,给出空间电势的正确分布。研究结果对丰富PIC粒子模拟程序的应用具有重要的意义。     

二维位势问题快速多极虚边界元解

快速多极虚边界元法是近期发展起来的一种数值算法;其对大规模复杂问题的计算,能在保证求解精度的前提下,使计算量和存储量均比常规虚边界元法具有在数量级上的减少.本文给出了二维位势问题快速多极虚边界元法的求解思想,并进行了数值论证;由文中的数值结果可知,本文方法具有可行性,且有较好的计算精度.     

二维弹性随机边界元中的奇异性问题

研究了二维弹性随机边界元问题,讨论了弹性模量、泊松比及载荷为随机变量时的随机边界积分方程的列式与推导,当采用线性单元离散化边界时,计算影响系数矩阵偏导数的对角元时会产生奇异性.推荐了一种方法能解决这个问题,且具有较好的效率和精度.     

用线性边界元分析二维静电场问题

从二维拉普拉斯方程的积分解和线性插值函数出发，推导出二维静电场边值问题的线性单元的边界元方程及电位、场强计算公式。编制用线性边界元法分析了二维静电场边值问题计算程序，并对几个算例进行了计算。所获得的计算结果与相关文献中所报道的数据吻合较好，表明该方法的有效性；同时还分析计算了十字形内导体圆外导体特种同轴传输线的电位、场强和特性阻抗。     

二维薄体结构位势问题的虚边界元法

提出求解平面位势薄体问题的虚边界元法,给出求解薄体问题的新的途径,验证了虚实边界的距离公式,阐释距离选取与边界离散单元数有关.数值算例表明,所取得的数值结果与精确解非常吻合,即虚边界元法是求解薄体结构问题的强有力工具,且方法简单、易于程序设计.     

二维静电场分析的边界元场强计算问题

本文从二维拉普拉斯方程的积分解出发，推导了二维静电场分析的边界积分方程边界单元方程，场点的电位计算公式和场强计算公式，计算实例表明，该方法计算精度高，计算量小，是一种十分有效的数值方法。     

二维弹性薄体问题的虚边界元法

拓展了虚边界元方法的应用范围,将其应用于二维弹性薄体问题,避免了奇异边界积分和几乎奇异边界积分的计算.通过数值算例验证了虚、实边界的距离公式,公式的特点是距离与边界离散单元数有关,表明公式对于二维薄体结构同样适用.按照张耀明等虚边界元法的理论分析公式选择虚、实边界间的距离,即使结构狭窄到纳米级(10-9 m),依然可获得高精度的数值解.     

大型二维装箱问题及其禁忌算法研究

对大型二维装箱问题进行描述,提出求解该问题的禁忌算法.算法基于自然数编码,设计了货物的摆放规则和序列生成方式,采用二种邻域,根据邻域的不同,构造了两种禁忌表.算法采用惩罚函‘数处理空间利用率约束.介绍算法的原理,给出了具有代表性算例试验结果并且进行了分析.试验结果表明了提出的禁忌算法对优化大型二维装箱问题的有效性.