基于网格模型的光滑B样条曲面重建算法

提出并实现了一种基于网格模型的光滑B样条曲面重建方法.首先研究并实现了网格模型上特征线的定义和优化方法,在此基础上提供了多种交互式编辑工具,使用户可以方便地构建出符合原始设计意图的四边界区域拓扑模型;最后在综合考虑拟合精度、光顺性和连续性等条件下实现了B样条曲面的光滑拟合.实验证明算法的效率和曲面拟合质量都能较好地满足反求工程的要求.     

简化的WENO重构在h自适应RKDG方法中的应用

将简化的WENO重构方法应用到了一个基于坏单元指示子的h自适应RKDG算法,并从数值上证明了这个算法能有效提高间断附近的数值解质量。数值试验还表明这个重构方法对一维h自适应网格也能很好地消除数值振荡,同时还能保持光滑区域的精度。     

光滑有限单元法及其应用

对光滑有限单元法进行综述,介绍光滑有限单元法、边界光滑有限单元法、节点光滑有限单元法的基本思想、基本算法、方法特点以及在一些领域的应用.归纳得出:光滑有限单元法将应变光滑化措施引入有限单元法,可以降低网格划分要求,适应不规则网格;光滑有限单元法的算法与有限单元法基本相同,在有限单元法程序基础上进行少量修改即可实现;光滑有限单元法计算结果比有限单元法更精确.     

H(curl)-椭圆问题自适应内罚间断有限元方法的收敛性分析

针对H(curl)-椭圆问题的自适应内罚间断有限元方法,给出了相应的收敛性证明:把间断有限元空间分解成棱有限元空间及其正交补空间,然后结合误差的整体上界估计、关于加密网格之间的网格尺寸的2个条件以及后验误差指示子的单调性等性质,证明了在连续迭代过程中,关于误差函数的能量范数与尺度化的误差指示子之和是压缩的,即自适应内罚间断有限元方法是收敛的.     

改进型加权本质无振荡格式及其对典型激波问题的高精度数值模拟

为了提高加权本质无振荡(WENO)格式对流场结构的分辨率,提出了性能更优的WENOEX格式。在经典WENO格式的基础上,考虑各子模板光滑因子和整体模板光滑性之间的相互影响,引入表征整体模板光滑度的相关项,构造了新的光滑因子,优化了权分配。理论分析表明,WENO-EX格式保持了原有的设计精度,对间断模板的非线性权配置更大,具有更低的耗散,更高的分辨率。为验证改进格式的计算性能,采用不同的WENO格式来求解线性迁移方程控制的光滑和间断问题,并且求解了欧拉方程控制的双马赫反射和激波旋涡相互作用等几种典型激波问题。计算结果表明:WENO-EX格式在计算光滑问题时,在相同网格下可以取得更小的计算误差;在计算间断问题时,对流场结构有更高的分辨率。     

使用坏单元指示子的hp自适应RKDG算法

针对求解非线性双曲守恒律方程的Runge-Kutta间断Galerkin方法(the Runge-Kutta discontinuous Galerkin method, RKDG),为得到更好的计算效果,设计一种新的基于坏单元指示子的hp自适应算法,实现在间断区域采用密网格和低次多项式逼近,在连续区域采用粗网格和高次多项式逼近.数值试验结果表明,新的hp自适应算法兼有h和p自适应的优点,能有效节省计算消耗,提高数值解质量.     

一种模拟最速下降法的表面网格优化方法

提出的ADAW方法是一种基于优化原理的网格光滑化方法.它模拟最速下降法的过程,针对局部网格优化这个多目标优化问题,根据最速下降法的两个步骤对目标函数的连续或可导的要求,设计了一对目标函数（可导函数和连续不可导函数）,共同作用于网格光滑化过程.可导函数用于计算局部网格单元质量平均值;连续不可导用于计算最差单元质量和质量平均值的差.在寻找最速下降方向时,计算可导目标函数的梯度,得到最值所在方向;在线性搜索过程中,同时使用两种目标函数确定步长.给出了用于结合ADAW方法和Laplacian方法的完整算法,用于提高光滑化效率.实验结果证明,该方法在提高局部网格平均质量的同时,也改善了最差单元的质量,整体处理效果优于传统方法.     

非定常对流扩散问题间断有限元方法的后验误差估计

后验误差估计是自适应算法的基础.为了设计有效的自适应算法,必须恰当估计数值解的误差界,自适应算法依此来实现网格的局部调整,提高计算效率,改善计算精度.运用对偶论证,给出了非定常对流扩散问题间断有限元(DG)方法的后验误差分析.由有限元的正交性、分部积分和相关逼近性质,严格推导出误差泛函的上界.     

关于数学分析教材中一个定理的说明

本文主要通过光滑曲线面积为零的特性证明一类间断点只分布在有限条光滑曲线上并且在有界闭区域上有界的二元函数的可积性。     

基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法

提出一种基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法.该算法通过建立三角网格动态空间索引结构,快速准确获取局部型面参考数据并计算型面曲率.对曲率较大区域进行细分,对较平坦区域只进行网格顶点重定位,不进行面片分裂,实现三角网格的自适应细分.实例证明该算法可提高模型的光顺性与细分效率,以相对较少的面片准确表达模型型面特征信息.     

自适应四叉树网格下的N-S方程数值求解模型

提出了一种自适应四叉树网格下的N-S方程数值求解模型.网格能够根据涡度值大小进行自动加密或合并,以达到在不显著增加计算量的前提下,提高重点区域分辨率的目的.模型中采用了无条件稳定的MacCormack格式计算对流项,采用修正的中心差分格式离散压力泊松方程,并提出了在树型网格下黏性项的变通离散格式.通过算例证明,利用新模型所得到的压力泊松方程的数值解具有二阶精度,速度解的精度超过一阶.计算得到的方腔流中轴线上速度分布与Ghia计算结果一致,圆柱绕流中拖曳力系数和升力系数与实测结果一致.方腔流算例还表明,在相同分辨率情况下采用自适应网格计算时间可减少近一半.     

A numerical error analysis method and its application on a 4RRR parallel kinematic machine

<正> To guarantee the accuracy of error analysis and evaluate the manufacturing tolerance s influence,anumerical error analysis method for parallel kinematic machines (PKMs) is presented in this paper.Quasi-Newton method and genetic algorithm are introduced for the forward kinematic solution.Based onthe inverse and forward kinematic solutions,the end-effector s error calculation procedure is developed.To solve the accuracy problem caused by the length and angular parameters' different units,a normalizationmethod is proposed based on the manufacturing tolerance.Comparison between the error analysis resultscalculated by the traditional method and the numerical method for a 4RRR PKM shows that,this numericalerror analysis method is more accurate,simpler,and can evaluate the machine s real error basedon the manufacturing tolerance.     

时间分裂空间小波自适应方法在薛定谔方程中的应用

将时间分裂空间小波自适应方法应用于数值求解薛定谔方程(普朗克常数ε很小时). 为了得到稳定且高精度的数值格式, 采用随空间分辨率提高时间步长也自适应的逼近格式, 并给出具体的数值例子.     

一类半线性反应对流扩散模型的特征混合有限元方法

对一类半线性反应对流扩散模型进行分析,提出了解该问题的特征混合有限元方法,并通过数值逼近和误差分析,得到了该特征混合有限元格式解的最优阶L2模误差估计。     

基于DtN映射和三次样条逼近的二维分段均匀波导的算法

基于DtN映射的双向传播算法是计算具有二维分段均匀结构波导的最有效的算法之一。本文发展了一种新的计算DtN映射的算法，该算法主要利用三次样条函数逼近来计算每一均匀段上的DtN映射。此方法可以直接解析地表出需计算的特征值与特征向量，直接给出一阶导数的计算公式，减少了近似计算过程，从而减少计算误差。另外，它对解的光滑性要求较低，因此具有更好的适用性。本文给出的Cost 268 modeling task算例表明，这种基于DtN映射的三次样条函数逼近算法是一种高效的算法。     

具有输入时滞的随机非线性系统的自适应神经网络控制

考虑一类具有输入时滞的随机非线性系统的自适应神经网络控制问题。通过定义含输入积分项的设计变量,将输入时滞系统转变为非时滞系统。结合神经网络控制、积分中值定理与Decoupled Backstepping技巧,针对该类系统提出一套自适应控制策略。所提出的控制器保证闭环系统的所有信号皆4阶矩半全局一致最终有界,并且跟踪误差收敛于原点附近的小邻域内。仿真实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

解Schrodinger方程的高精度外推差分格式

通过构造Schrodinger方程的Crank-Nicolson格式,再利用Richardson外推法得到了一种高精度差分格式,这种格式具有O(τ4+h4)阶精度,且是无条件稳定的.数值算例表明,该算法比古典Crank-Nicolson格式精度更高.     

星间光通信系统BER的自适应带宽控制方法

从接收机的接收功率与卫星振动幅值的关系出发,采用OOK调制方式,以APD为光电探测器,通过近似处理,推导得到了带宽与卫星振动的直接关系式。针对比特误码率(BER)随振动幅值增加而上升的问题提出了用带宽自适应方法控制的解决方案。用MATLAB6.5计算得到了自适应和标准条件下与卫星振动的关系曲线,以及自适应条件下带宽与BER卫星振动的关系曲线。计算结果表明,采用带宽自适应方法可将BER值控制在设计要求以下。     

非线性对流扩散方程迎风有限元的自适应方法

对二维非线性发展型对流扩散方程的迎风有限元格式给出了显式后验误差估计,建立了真实误差由后验误差估计器上下界定的估计式,由此给出了相应的自适应算法,数值试验表明了该算法的有效性.     

美式期权定价问题的一类有限体积数值模拟方法

考虑随机波动率下美式期权定价问题的数值模拟求解. 针对描述美式期权定价的二维问题提出了一类新的有限体积九点格式和相应的算子分裂格式，该格式对对流项占优问题，用迎风技术近似对流项；同时，结合对流的方向近似二阶混合导数. 提出的格式有极大值原理和一致误差估计. 最后为说明所提格式的有效性，给出了几个数值算例.