FEM-BEM耦合方法分析弹性目标的声散射问题

利用有限元耦合边界元方法,建立了无界流体中内部有填充物的弹性壳体的声散射问题计算的数学模型,其中包括内部填充物与壳体的耦合、壳体与外部流体的耦合.为验证数学模型的正确性,对水中中空及有填充物的弹性球壳的反向散射特性进行了数值计算.结果表明,在低频时,散射声场的数值计算结果与解析解较吻合.进一步使用该方法计算了一端带半球帽的圆柱壳在中空和有填充物时的反向散射特性,得出了填充物可起到变异作用.     

无界流场中充流弹性壳体声透射数值研究

利用耦合有限元与边界方法计算了声流激励下浸没在无界流场中内部充满流体的弹性薄壳声透射,在有限元方法和边界元法中均采用了八结点曲面四形等参单元。耦合方程是以声场变量表达,为验证数学模型的正确性,针对声源激励下无界水域中充气球壳进行了数值计算,结果表明,壳体风外表面声压数值计算结果与解析解相当吻合。     

声悬浮条件下扇谐振荡液滴的内部流动规律

采用激光片光源照明和高速摄影技术,并使用聚苯乙烯微球作为示踪颗粒,研究了声悬浮条件下二阶和三阶扇谐振荡液滴的内部流场.耦合Level Set方法和标记网格法数值求解了不可压两相流的Navier-Stokes方程,模拟了液滴的扇谐振荡过程中的形态演化及其内部流动状态.数值计算的流场与实验结果吻合很好.对液滴扇谐振荡过程中的内部流速分布进行定量分析,发现流速在液滴中心区域几乎为零并沿液滴自由表面方向逐渐增大.二阶和三阶扇谐振荡的内部流速沿径向分别呈线性和二次函数分布并与理论预测结果相一致.     

液气射流泵内部流场的数值计算

通过闪频仪观测,泵内部流动可分为分层流、液滴流和泡状流.为了简化模拟和计算,将计算区域分为部分喉管和扩散管两块.对液气射流泵喉管内部射流流动,建立抛物型流动方程组,采用控制容积法将方程组离散,并用TDMA法求解;对扩散管内部泡状流,采用双流体模型建立液气两相流方程组,混合有限分析法离散,压力耦合半隐式方法(SIMPLE)求解.数值模拟获得液气射流泵内部流速分布.计算预测的射流碎裂位置与试验观测结果一致;壁面压力分布计算值与试验值吻合较好,趋势相近.计算结果能够较好地反映液气射流泵外部水力性能,为液气射流泵的优化设计与运行提供参考.     

二维涂敷导体柱电磁散射特性的有限元分析

本文利用有限元一边界积分方程混合方法计算一个介质涂敷二维导体柱的电磁散射特性。文中利用有限元算法来计算柱体虚构边界内部场,用边界积分方程法计算虚构边界外部场,虚构边界上通过场的连续性耦合,得到一个内部场和边界场解的耦合方程组,从而计算出边界外部任何位置的散射场及雷达散射截面。所得结果与其它文献中的精确结果比较,吻合很好。     

温度分布对多相氧化铝颗粒辐射特性影响

根据液滴凝固过程中的逐层凝固特性,建立多相分层共存氧化铝颗粒辐射吸收能量的分布模型.将球形氧化铝颗粒内部的各种相态分层共存的状态看作是不同相态组成的同心球,针对该模型采用多层同心球电磁理论对其进行计算和分析.考虑颗粒内部径向温度梯度对颗粒内部辐射吸收分布以及颗粒表面辐射特性的影响.计算结果发现,本文所考虑的径向温度梯度对氧化铝颗粒的吸收因子影响较小,但是对其表面光谱辐射力则产生较大影响.     

非对称平行双线传输线单位长度电容的精确计算

采用电轴法,精确计算了非对称平行双线传输线单位长度的电容,所得结果可直接应用在求两个半径不等的超导体球的电容上.另外,通过静电比拟法,也可将所求的电容结果比拟得到前面两个双导体系统漏电电阻的精确解.     

利用边界元法计算无界声场中结构体声辐射

建立了无界声场中结构体声辐射的边界元数学模型 .计算中以八节点曲边四边形等参元模拟结构体表面 .利用复合亥姆霍兹积分方程解决了边界元方法在计算声学外问题时解的不唯一现象 .同时利用正则化关系式将复合亥姆霍兹积分方程中的超奇异数值积分转化为弱奇异数值积分 .最后以脉动球和振荡球声辐射为例 ,验证了数值计算结果 ,表明利用边界元方法计算声学外问题时必须考虑解的不唯一问题     

荷磁矩中子星外部的电磁场能量动量张量

利用王永久等人所得到的具有磁矩的球对称质量外部的引力场度规和电磁势的表达式,计算出了球对称质量外部的电磁场量动量张量.数值计算结果和分布曲线表明,时空的弯曲将引起磁偶极子电磁场能量的增加.     

热传导方程初边值问题的谱方法

针对一维热传导方程初边值问题,给出了数值求解的谱方法。采用Chebyshev配置法,得到了理想的数值计算结果,并对该方法解的稳定性和误差估计进行了研究.     

基于彩虹技术的蒸发液滴温度分布测量

基于多层球彩虹的Debye级数分解理论,结合蒸发液滴的集总参数模型、折射率指数模型以及三次多项式分布模型,模拟计算液滴的折射率及温度参数。数值计算结果表明,三次多项式模型中温度分布曲线与试验数据更匹配,无需辅助手段测量液滴表面温度,能够直接求解蒸发液滴的温度分布曲线。利用三次多项式模型结合改进的彩虹测量算法,具有较高的反演精度且避免其他模型存在的多解问题,能够准确反演蒸发液滴内部的温度分布。     

用改进的一点配置法计算催化剂有效因子

采用本文第（Ⅰ）报提出的计算多孔催化剂有效因子的方法,针对三种不同形状的催化剂颗粒,对幂函数型动力学方程和双曲动力学方程进行了大量的计算,采用改进的一点配置法所得得计算结果与正交配置解符合。改进的一点配置法的优点是使用简便,计算快速。采用改进的一点配置法还可以计算催化剂颗粒“死区”半径。并且计算结果合理。     

有关Amann三解定理的注记

引入无界集上严格集压缩映像的不动点指数被 ,进而得到几个相关的不动点指数的计算定理 ,应用这些结果得到了Amann三解定理的改进形式     

一类奇摄动边值问题的边界层

讨论一类最高阶导数项带有小参数的二阶半线性方程奇摄动Dirichlet边值问题. 通过直接展开法, 构造了问题解的外部展开式, 并引用伸长变量分别在区域内部和边界层附近构造了内层解和边界层解. 利用匹配原理将对应的外部解、 内层解和边界层解分别进行匹配, 构造解的合成展开式. 得到了原奇摄动边值问题解在整个区间内一致有效的渐近展开式.     

用改进的一点配置法计算催化剂有效因子(Ⅱ)方法的应用

采用本文第（Ⅰ）报提出的计算多孔催化剂有效因子的方法，针对三种不同形状的催化剂颗粒，对界函数型动力学方程和双曲动力学方程进行了大量的计算，采用改进的一点配置法所得得计算结果与正交配置解符合。改进的一点配置法的优点是使用简便，计算快速。采用改进的一点配置法还可以计算催化剂颗粒“死区”半径。并且计算结果合理。     

Symm积分方程的快速Fourier配置法

采用快速Fourier配置法求解Symm积分方程.首先,根据配置法求解Symm积分方程离散化得到稠密矩阵.其次,提出相应的矩阵截断策略,将稠密矩阵压缩成稀疏矩阵.最后,求解方程组得到近似解珘un.在保持收敛阶的前提下,大大减少了计算量.     

面向对象的边界元程序设计

按照面向对象的程序设计方法，遵循边界元分析的本质，建立了有关描述边界元模型的类，用链表方式实现结点、配置点、边界单元和内部单元的数据存放、用多态性实现单元的自由链接，方便的实现了单元增减、复连通区域和同一程序解不同问题等功能。采用VC 编制了边界元配置法的数值计算程序，并给出了三维Laplace方程在球体区域上的算例。并将此方法的计算结果与精确解进行了比较，计算结果吻合良好。     

微扰法解Einstein场方程

首先从已知具有对角型度规的Einstein场方程的精确解出发,近似推导了含有微扰条件下的场方程形式;其次,利用这一微扰形式具体计算了静态球对称引力场的外部微扰解,并进而讨论了球状星系外部的引力特征.结果表明,该微扰解不仅可以与内部解衔接,而且在消除微扰的情况下还可以自动恢复到Schwarzchild解的形式.     

基于Lagrange-Euler方法的多液滴运动模型

建立基于Lagrange-Euler方法的多液滴运动模型,数值模拟汽水分离器的分离效率和内部液滴湿度分布。根据多液滴运动特点,选取数目密度函数描述其运动行为。通过分析液滴和流场之间的作用机理,采用δ函数构建液滴运动参数等Lagrange变量和流场参数等Euler变量的联系,从而建立多液滴运动的物理模型,并给出该物理模型的数学描述及数值求解方法。利用该模型计算得到的分离器效率与实验值及商用软件模拟值符合良好,且通过对速度场的分析,认为计算所得的分离器内部湿度分布合理。结果表明:多液滴运动模型所得结果可靠,该模型的提出为设计和优化分离器的结构提供了强有力的工具。     

无界域—维热平流热传导问题的解析人工边界条件

以核废料处置库近场环境的对流传热过程为研究对象,采用解析法,推导了无界域内一维热平流热传导过程的准确人工边界条件.针对饱和多孔介质的一维水流传热问题,考虑半无界域内的温度边界情况和无界域内的热流集度情况,分别采用准确人工边界条件和下游特定位置处的温度人工边界条件,利用有限差分法计算任意时刻的温度分布.通过与半无界域内一维水流传热问题的解析解对比,验证了准确人工边界条件的可用性和准确性.结果表明,采用温度人工边界条件计算时,如果传热时间足够长,则温度计算点离人工边界位置越近,计算误差就越大;相比之下,采用准确人工边界条件计算时,计算误差很小,并与人工边界的具体位置无关.