基于改进谱修正迭代法的数值保角变换计算法

通过改进的谱修正迭代法,计算基于模拟电荷法的双连通区域数值保角变换的约束方程,得到了新的电荷点和变换半径,构造了近似保角变换函数.进而提出了新算法,并通过数值实验检验了新算法的有效性.     

基于双共轭梯度稳定法的数值保角变换计算法

根据复变函数中的保角变换,研究了基于模拟电荷法的单连通区域的数值保角变换法.针对约束方程的求解问题采用双共轭梯度稳定法,求得模拟电荷,构造了近似保角变换函数.用数值实验说明了本文算法的有效性,并将该保角变换法应用于图像变换中,将图像通过保角变换并显示出变换后的图像.     

两类单连通区域的数值保角变换计算法

针对基于模拟电荷法的内部区域数值保角变换计算法进行了研究,给出了以星形线和心脏线边界的单连通区域的约束点和模拟电荷点的取法,并对这两类单连通区域进行数值实验。数值结果表明,所提出的约束点和模拟电荷点的取法可以构造高精度的近似保角变换函数。     

基于BiCR算法的数值保角变换计算法

将BiCR(Bi-Conjugate Residual)算法与基于模拟电荷法的外部数值保角变换算法原理相结合,提出了基于BiCR算法的数值保角变换计算法,并通过数值实验检验了所提出算法是有效且可行的.     

基于LMS法的数值保角变换的计算法

根据模拟电荷法的原理,结合LMS(Least Mean Square)算法,提出了基于LMS法的数值保角变换的计算法,并且通过数值实验检验了所提出算法的有效性.     

外部数值保角变换的模拟电荷法的收敛性

根据模拟电荷法的基本原理,证明了当模拟电荷点和约束点给定时,外部数值保角变换的模拟电荷法的边界误差呈指数递减,并对结论进行了数值检验。     

有圆弧的角形区域空间中线电荷的电势

用电像法求解了无限大平面上圆柱凸起空间中的线电荷产生的电势分布,再将此结果推进到更为一般的情形。利用保角变换求解了成角度的两个半无限大导体平面与一段圆弧导体柱形成的角空间区域中线电荷产生的电势分布,用MATLAB软件绘出电势分布图,并绘出当圆弧半径取零值时的无限大角区域内线电荷产生的电势分布图。     

用区域变换计算单螺杆挤出机流动区域上的三维泊松方程数值解法

单螺杆挤出机流体流动区域是一个复杂的区域,其截面为双连通区域,且计算求解此流动区域上的泊松方程是用高效的投影算法求解单螺杆挤出机流体流动问题的核心步骤。利用共形映射将此不规则的双连通区域转化为同心圆环,进一步将复杂的求解区域变为规则的圆环柱体区域,可以大大简化问题的计算,并适用于计算包含漏流层的单螺杆挤出机流体流动问题。以截面内边界曲线为椭圆的单螺杆挤出机为例进行了泊松方程的求解计算,将求得的解与精确解进行了对比,结果表明此方法简单有效。     

三维地电体的静电场数值计算

为解决直流电法中三维地电体静电场的计算问题,通过静电类比,把稳定电流场的计算换为相应的静电场计算,再利用模拟电荷法求解.采用模拟电荷法建立了可以模拟稳定电流场的方程组,利用点电荷作为模拟电荷解决了三维地电体静电场数值模拟问题,编制了模拟计算程序.对球体这一典型的地电模型进行了模拟,结果与理论值相比较理想.该算法解决了以往求解静电场算法复杂、剖分困难等问题,可为电法勘探的正反演理论研究提供依据.     

一类复杂型腔内聚合物充模过程的数值模拟

基于一类厚度不均衡的三维复杂型腔,对聚合物注射成型的充模过程进行数值模拟.型腔不规则边界的处理采用区域扩充法,拟建立Navier-Stokes方程和Level Set方程耦合的两相流体模型,采用同位网格有限体积法及SIMPLE算法对模型分别进行离散和求解.基于上述模型和算法,对复杂型腔内熔体的流动和前沿界面的发展变化进行有效模拟,捕捉这类厚度不均衡型腔充模过程中的"跑道效应"与"喷泉效应".数值结果表明区域扩充法与有限体积法结合是有效的,能够模拟相对复杂型腔内聚合物熔体的充模过程.     

双重介质油藏数值模拟并行算法研究

裂缝型碳酸盐岩油藏非均质性极强,数值模拟运算时间长,迫切需要一种切实可行的解决方法。介绍了区域分解法在数值模拟中的应用方法,提供了油藏数值模拟串行算法并行化的一般策略与方法。基于已开发的双重介质油藏数值模拟串行算法及建立的Windows平台PC集群网络并行计算环境,利用消息传递界面（MPI库）实现了并行过程中所有消息的传递功能。通过对国内某实际碳酸盐岩油田的模拟表明,并行后的算法是成功的,2个PC加速比高达1.86,4个PC达到3.46,8个PC达到6.89。通过模拟还发现,并行数值模拟时,存在最佳的子区域规模和数目。该算法解决了大规模碳酸盐岩油藏数值模拟时间长的问题,具有实际的应用价值。     

新型螺旋漏泄同轴电缆主要参数的研究

运用模拟电荷法和保角变换法相结合求解了新型的螺旋漏泄同轴电缆的电容。借助Ｈｅｒｔｚ位函数推导了这种电缆的电磁场场量，并建立一个模式方程对电缆的传播常数，实现了数值计算，进而获得了描述这种电缆泄漏量大小的参数－转移阻抗的数值解。最后通过实验验证了理论计算结果。     

三维数值流形法覆盖系统并行分区生成算法

三维数值流形方法（three dimensional numerical manifold method,3D-NMM）是岩土工程数值模拟中强大的数值方法之一。但一直存在接触判断困难、计算处理数据量大,效率低等问题。将并行计算技术应用于三维数值流形方法覆盖系统生成可以有效提升其覆盖系统的生成效率。详细研究了并行编程模式下三维数值流形法覆盖系统的生成算法。基于MPI分布式内存编程原理,将分区覆盖生成作为三维数值流形法并行覆盖生成基本思路。先采用规则粗六面体网格覆盖问题域,并利用Metis划分网格形成负载基本均衡的子区域,在原有串行算法的基础上设计了子区域覆盖系统的生成算法。并基于分布式内存存储模式下不同区域间数据传递需求,对本并行算法建立了界面信息传递算法,用以并行计算过程不同区域间中数据交流。最后,使用C++开发了基于布尔运算的三维数值流形单元及覆盖系统并行生成算法。算例表明此并行覆盖系统生成算法可有效提高三维数值流形法覆盖系统的生成效率及其应用规模     

一类带限函数的外推算法及应用

将带限函数的外推Gerchberg-Papoulis算法在维数和已知区域方面进行了推广,证明了推广的算法在L^2范数下的收敛性,并应用于限制角图像重建。在一维情形下进行数值模拟,验证了推广后算法的有效性。     

模的共形不变性

复平面内两个有界非交闭集的模是共形不变的。本文对双连通区域的情形给出一个比较简洁的证明。     

一类带限函数的外推算法及在有限角图像重建中的应用

将带限函数的外推Gerchberg-Papoulis算法在维数和已知区域方面进行了推广,证明了推广的算法在L2范数下的收敛性,并应用于限制角图像重建.在一维情形下进行了数值模拟,验证了推广后算法的有效性.     

模的共形不变性

复平面内两个有界非交闭集的模是共形不变的，本文对双连通区域的情形给出一个比较简洁的证明。     

基于实测数据的润扬大桥悬索桥全寿命评估随机温度场模拟

为了得到桥梁全寿命评估的温度数据,提出了一种基于实测数据的钢箱梁桥随机温度场模拟方法.首先,采用最小二乘估计和假设检验,对润扬大桥悬索桥扁平钢箱梁为期5年的实测温度和温差进行了统计分析;然后,提出了一种复杂统计模式下样本序列模拟的数值逆变换抽样方法,并建立了扁平钢箱梁的全寿命评估随机温度场.研究结果表明:扁平钢箱梁实测温度服从2个正态分布的加权和,实测温差则服从1个Weibull分布和1个正态分布的加权和;利用数值逆变换抽样方法模拟得到的样本的概率密度函数与目标概率密度函数吻合良好;模拟温度场能准确描述扁平钢箱梁的温度特性.因此,该数值逆变换抽样方法能够准确模拟大跨悬索桥扁平钢箱梁全寿命期的随机温度场.     

Voronoi图模拟生长算法的性能研究

对Voronoi图的模拟生长法进行了系统分析和研究,研究了现有模拟生长算法不能正确处理不连续区域、存在斑马纹和生成元覆盖区域边界不精确等问题,分析了引起这些问题的算法终止条件设置不科学、角增量固定和权值过小等原因,提出了相应的解决方案。在此基础之上,给出了一种Voronoi图模拟生长法的改进算法,提高了现有模拟生长法构造Voronoi图的算法效率。通过实验证实,改进后的模拟生长法算法正确且效率高。     

边界为导体平面的角域的静电场研究

对导体平板构成的角域内具有线电荷密度的静电场进行了求解.主要利用保角变换法以及电像法和数学软件Mathematica相结合,得到了任意夹角角域内的电势的表达式,并做出夹角为直角时的等势线簇图形.