一类变系数抛物方程的有限差分区域分解算法

讨论了一类数值求解变系数抛物方程的具并行本性的有限差分区域分解算法,通过引进内界点,将求解区域分裂成若干子区域.在子区域间内界点上的值可显式求解,一旦这些值被计算出来,各子区域上完全可并行求解.得到了稳定性条件和最大模误差估计.该格式有令人满意的稳定性,并有较高的收敛阶.     

抛物型方程的一种高阶并行差分格式

构造了求解抛物方程的高阶并行差分格式。首先,通过前三个时间层内界点的值及四阶紧致格式并行计算子区域的值,然后再用区域边界点显式计算内界点的值,并证明算法的稳定性条件至少为23+16, 收敛精度为四阶。最后用数值算例验证算法的稳定性及收敛性,数值结果表明此算法具有比其他算法更好的精度。     

高聚物注塑成型填充过程有限元分析并行迭代算法

进行了高聚物注塑成型填充过程并行数值仿真分析.首先给出问题的控制方程,然后用Galerkin法将其离散为有限元系统方程.发展了一个并行子结构迭代并行算法,该算法在有限元区域分解的基础上,将有限元节点分为子区域内部点、二子区域边界点和多子区域边界点,在此基础上实现了有限元方程的组集和求解的并行化,并研制了相应的程序.讨论了该算法的并行执行.最后给出两个注塑填充过程压力场分析的实例,数值算例表明所提方法有较高的并行计算效率,可以适应高聚物成型填充过程仿真分析的需要.     

热传导方程基于C-N格式的并行差分方法及其数值分析

基于C-N格式提出了热传导方程区域分解的并行差分方法.该方法在子区域的边界处采用由Saul’yev非对称差分格式导出的组显(GE)格式计算,在子区域内部使用C-N格式进行求解.对算法进行了稳定性分析,得到稳定性条件为r≤1.464 1.     

求解变系数奇异摄动问题的精细积分法

将高阶乘法摄动法与子区段消元法结合,提出一种求解一端有边界层的变系数奇异摄动2点边值问题的精细积分方法.首先用一个不大的步长将求解区域均匀离散,然后采用高阶乘法摄动方法求解出每个子区段内的传递矩阵.由状态参量在相邻节点间的精细积分关系式确定一组代数方程,该方程可通过递推消元法高效求解.由于每个子区段内的传递矩阵为一系列指数矩阵之积,可利用精细积分法精确计算,因此该方法具有很高的精度和效率.数值算例证明了方法的有效性.     

四阶抛物方程的一个并行有限差分格式

针对一维四阶抛物方程给出了一类并行差分格式. 利用非对称差分格式, 通过格式组合, 将空间区域分裂成若干子区域, 然后使每个子区域独立求解, 且各子区域上的计算可以并行. 分析表明, 通过格式在不同时间层的交替, 如分组显式(GE)方法、 交替分组显式(AGE)方法、 交替分段显-隐(ASE-I)方法, 后两种方法是绝对稳定的, 而且数值试验表明计算精度较好.     

色散方程的一个新的区域分裂并行格式

对于色散方程的边值问题提出一个新的区域分裂的并行差分格式,该格式在每一时间层上取三个点作为内边界点,通过显式差分格式计算子域之间内边界点处的近似值,然后,对于各个子域的内点,应用隐格式并行求解.证明了网格比小于3.50时,数值解在离散L₂范数意义下关于初值稳定.数值实验验证了理论分析的正确性.     

间断常系数抛物方程组特征修正区域分解有限元法

研究了间断常系数抛物型方程组，应用特征修正区域分解有限元方法处理此问题．定义了一个函数，用这个函数在前一时间层的值近似在剖分子区域相交界面上的法向导数值，使得问题在子区域上是相互独立的，从而实现了并行．并给出了收敛性分析和L^2模误差估计.     

线性不等式约束优化问题的仿射内点信赖域子空间算法

使用仿射变换内点回代技术的信赖域子空间算法解线性不等式约束的非线性优化问题．通过构造一个二维子空间，在子空间中求解信赖域的子问题得到迭代方向，结合线搜索内点回代技术获得可接受的步长因子，产生保证目标函数值单调下降的严格内点可行迭代序列．子空间技术的应用使得该方法适用于求解大规模问题．在合理的假设条件下，给出了信赖域子空间算法的良好性质，从而保证了算法不仅具有整体收敛性，而且保持超线性收敛速率，数值计算结果表明了算法的有效性。     

基于并行策略的热固耦合多材料柔顺机构设计

热效应在结构设计领域受到广泛的重视,文中利用拓扑优化的方法,对热驱动柔顺机构设计进行了研究,提出了相应的基于并行策略的求解模型.该模型的核心是将一个复杂的多材料热固耦合问题离散成为单材料热固耦合子问题,然后对这些子问题并行求解,并根据整体目标的需要,对所有子问题的解进行调整以得到原始问题的解.对所有的单材料子问题,基于SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)材料插值模型,建立了热固耦合拓扑优化求解模型,然后利用顺序耦合方法进行热-结构多物理场耦合分析,独立并行求解.该模型在理论和实践上都比较简单,可以处理任意多种材料,并且可以避免零碎的拓扑结构,因而有利于制造.文中还通过数值算例说明了此方法的有效性.     

基于区域分解的组合结构振动分析方法

提出了一种分析一般边界条件下组合结构动力学特性的区域分解法.首先,沿组合结构连接处和位移边界而将组合结构分解成若干自由子结构,并将子结构分解为一些规则子域,以获取组合结构的高阶振动特性;采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将子域界面的位移协调方程引入组合结构的能量泛函中,以使组合结构的动力分析问题归结为在满足分区界面位移协调条件下的无约束泛函变分问题.同时,采用区域分解法分析了不同边界条件的圆锥壳 环肋骨圆柱壳 圆锥壳组合结构的动力学特性,通过与有限元软件ANSYS的相应结果进行对比,验证了其计算精度和稳定性.结果表明,所提出的区域分解法具有高效率、高精度和良好收敛性等优点.     

抛物型方程的Schwarz交替法及其误差分析

考虑一般线性抛物型方程的Schwarz交替法,就重叠子域的情形给出两种区域分解格式,并证明其按最大范数的收敛性和稳定性以及误差估计。     

青藏公路冻土路基最大设计高度研究

针对冻土路基斜坡稳定性受温度场影响的特殊性,采用自行开发的数字路基仿真平台对不同地温、不同坡度和不同路基高度条件下的大量工况进行了温度场数值模拟。采用冻土力学参数与地温的拟合公式将温度场与力学场关联起来,并考虑到冻融交界面作为软弱夹层对于冻土路基稳定性控制作用,采用自行编制的冻土斜坡稳定性评价程序对各工况进行了稳定性系数计算,并考虑了荷载作用对冻土路基斜坡稳定性的影响。参照《公路路基设计规范》中对于路堤软弱层滑动稳定性的设计规定,提出了不同坡比、不同荷载作用条件下的冻土路基最大设计高度。     

Experimental study of oil-water interface layers dilatation rheological properties

Oil-water interface layers dilatation rheological properties have been measured with the liquid-liquid interface film pressure measurement apparatus, which was based on the principles of Langmuir film balance. Experimental results show that it is possible to form the interface-associ- ated material caused by the attraction of the dispersion forces at the pure alkane-water interface. The type of material is sensitive to the interfacial pressure. Under the influence of the interfacial pressure, the stability of the interface associated materials decreases with the increase of the number of alkane carbons.     

移动交界面流固耦合传热的数值稳定性分析

研究了交界面移动情况下流固耦合稳态传热的数值稳定性问题.考虑Dirichlet-Robin组合边界条件,用速度表征交界面的移动情况,流体域和固体域分别采用有限体积法和有限单元法进行离散及数值求解,利用Goudonov-Ryabenkii理论正则模态分析方法重点研究了交界面移动时数值方法的稳定性,最终获得了一条由耦合系数和移动速度组成的最优曲线,并且证明了当耦合系数和移动速度在这条曲线上取值时,离散的求解域能够达到最快的收敛速度及绝对的稳定性特征.为设计人员进行数值仿真时选取合理的参数提供了参考.     

多晶硅凝固界面形态演化过程的相场法模拟分析

采用有限差分法求解小平面晶生长Wheeler相场模型,对多晶硅凝固界面形态演化过程进行相场模拟,详细分析了初始晶核条件、扰动强度和时间步长对界面形态演化的影响。结果表明:在多晶硅凝固过程中,九个晶核初始条件下,固液界面比较平坦,晶核生长空间差异小,易于形成垂直于生长界面的棱角胞晶组织。随着扰动强度的增加,棱角胞晶出现侧向分支,根部缩颈严重甚至出现熔断现象。选择强度为0.01的界面扰动,能够真实再现多晶硅凝固界面形态演化过程。在保证计算结果稳定性条件下,增加时间步长能够提高相场模拟计算效率。     

铅（Ⅱ）的三元混合配体化合物的稳定性研究

测定了铅（Ⅱ）以丙二酸根（ｍａｌ）作为第一配体，以一些氨基酸（ａａ）作为第二配体形成的１：１：１型混合配体化合物的稳定常数ｌｏｇβ＿（１１）。其中氨基酸分别为组氨酸（ｈｉｓ）、脯氨酸（ｐｒｏ）、甘氢酸（ｇｌｙ）、苯丙氨酸（ｐｈｅ）、丝氨酸（ｓｅｒ）、丙氨酸（ａｌａ）和谷氨酸（ｇｌｕ）。计算了混合配体化合物的统计期望值和△ｌｏｇＫ、ｌｏｇＸ值。结果表明，上述混合配体化合物具有额外的稳定性，其稳定性与第二配体的碱性之间存在着直线关系。     

凝胶型聚合物电解质电化学性质的研究

研究了以ＰＶＣ和ＰＭＭＡ为基的锂盐复合物凝胶电解质的电化学性质,结果表明,这些电解质具有高的离子电导率和宽的电化学稳定区,但用于二次锂电池时,会因锂电极界面被逐渐腐蚀而影响电池寿命。     

解一阶双曲问题间断有限元方法的超收敛性质

研究求解一阶双曲问题的间断有限元方法并分析方法的稳定性和收敛性.对于k次间断有限元,利用对偶论证技术建立了在求解区域和某些子区域上的负模误差估计.利用负模误差估计进一步证明了间断有限元解在这些区域和它们的流出边界上均值逼近具有O(h2k+1/2)阶超收敛性质.数值实例验证了理论分析结果.