填充系数对脉冲爆震发动机性能影响分析

推导了守恒元与求解元(CE/SE)方法的计算格式,用于对几种不同填充系数的脉冲爆震发动机内流场进行计算,发现CE/SE方法是一种较好的爆震波模拟方法,能够有效地捕获爆震波等强间断.计算结果表明:填充系数对脉冲爆震发动机性能影响较大,填充系数越大.产生的平均推力就越大、比冲越大;减小填充系数可以增加燃料的效率.计算结果对改进或优化脉冲爆震发动机性能具有一定的参考价值.     

CE/SE方法在气动噪声研究中的应用

应用时空守恒元解元方法求解二维Navier-Stokes方程,将CE/SE方法应用于气动噪声的计算中,分别对低速流动的圆柱绕流及门式空腔的近场噪声问题进行了数值模拟。分析结果,流场解很好反应了流场的形态,得到的频率及声压级(SPL)分别与其它文献结果和实验结果吻合较好。结果表明了将CE/SE方法应用于声场模拟中的可行性。     

内弹道双一维两相流数值计算的CE/SE方法

该文将CE／SE方法从气相流拓展到两相流,构造了适合内弹道两相流动的计算格式,并将之应用于内弹道膛内双一维两相流动的数值模拟中。源项采用四阶Runge-Kutta方法进行处理：与传统的MacCormack格式相比,采用CE／SE方法对膛内两相流计算无需添加人工粘性。用该方法得出的计算结果符合实际过程,与实验结果一致,说明采用此方法进行内弹道两相流计算是可行的。     

SUPER CE/SE的新算法及其在爆炸力学中的应用

研究了SUPER CE/SE的新算法及其在爆炸力学中的应用.算法和模型方面,主要包括改进CE/SE算法、快速杂交粒子水平集方法、常用化学反应模型和两流体模型.使用上述算法和模型,对激波楔面反射、爆炸焊接、爆轰波胞格结构和气液两相爆轰问题进行了数值模拟.数值结果表明,该文采用的算法具有计算精度高、应用范围广和兼容性强等优点,可广泛应用于爆炸力学的数值研究.     

爆燃动力装置内弹道多相流数值模拟

为揭示爆燃动力装置内弹道特征量在空间和时间上的变化规律,在考虑主装药和辅助装药共同作用的基础上,应用内弹道多相流数值模拟和内弹道测试试验相结合的方法开展研究。在建立爆燃动力装置物理模型的前提下,构建了爆燃动力装置混合装药内弹道多相流守恒方程及其辅助方程;采用CE/SE差分方法,对爆燃动力装置内弹道多相流数学模型进行求解,获得了爆燃动力装置起爆过程中内弹道特征量随时间的变化规律及其典型时刻的空间分布规律。开展的爆燃动力装置内弹道测试试验表明,数值模拟结果与试验结果吻合,验证了爆燃动力装置内弹道多相流数学模型的合理性和CE/SE差分解法的有效性。     

指数时程差分Runge-Kutta法在非线性高振荡及迟滞系统中的应用

为满足非线性高振荡及迟滞动力系统的高精度数值计算,提出了指数时程差分RungeKutta法;将传统的差分改为积分,构造出了二阶和三阶指数时程差分RungeKutta算法;将指数时程差分法应用于二阶高振荡动力系统、参数激励与强迫激励联合作用下的非线性振动系统以及迟滞非线性系统中,并与传统的RungeKutta法进行了比较;讨论了计算精度和效率.数值计算结果表明,对于非线性动力学系统,二阶指数时程差分RungeKutta法在计算效率和精度上要优于四阶传统RungeKutta法;该方法适合用于非线性动力学系统分析和数值计算的方法,获得的数值解能够揭示系统的本质特性.     

型钢加固对称配筋小偏心受压柱简化计算方法

针对《混凝土结构加固设计规范》(GB50367—2013)外粘型钢加固对称配筋小偏心混凝土受压柱正截面承载力计算公式较为繁琐的问题,提出了直线拟合简化方法,将截面抵抗矩系数计算公式简化为混凝土相对受压区高度的一次函数,计算型钢加固量时无须求解一元四次方程.直线拟合法计算值与截面抵抗矩系数的理论计算值较为接近,相对误差最大值为5.83%,通过该方法计算所得的型钢面积与文献试验结果符合较好,满足工程精度的要求,可以用于工程结构加固设计.     

RP-3航空煤油替代燃料简化-优化反应动力学建模

针对传统化学反应机理简化方法无法兼顾精度和计算量的问题,提出了耦合化学反应机理简化和优化方法(CROM).应用CROM成功实现了对RP-3航空煤油3组分替代燃料详细化学反应机理的简化和优化,得到包含47组分、94反应的优化机理.采用优化机理,数值模拟了RP-3航空煤油在激波管和对冲火焰装置中的燃烧过程,并将模拟结果与文献实验值和文献计算值进行对比验证.结果表明,该优化机理能够准确预测RP-3航空煤油的点火延迟时间和火焰传播速度,且比文献的化学反应机理规模更小、计算效率更高,具有较高的工程应用价值.     

基于正交最小二乘法的径向基神经网络模型

为提高神经网络模型的预测精度以及提高模型的计算效率,减少获得高精度模型的计算量,构建了基于正交最小二乘法的高斯径向基神经网络模型结构,给出了最小二乘法高斯径向基神经网络的递归模型.依据样本点序列信息,给出了高斯径向基函数中心参数的确定方法,并采用正交最小二乘法回归迭代,从而获得隐层同输出层间的连接权参数值.采用混沌Lorenz时间序列预测问题对该设计的网络模型进行验证,并同其他文献对该序列预测的精度以及迭代所需的时间作对比.结果表明,采用该设计方法获得的网络模型具有时间预测精度高及计算效率高等优点.     

求解声波方程的高精度NAD方法及其波场模拟

通过引入高阶精度的近似解析离散算子,给出了一种求解声波方程的八阶NAD方法.数值误差分析和计算效率结果显示,与四阶LWC方法和八阶LWC方法相比,八阶NAD方法具有高数值精度、高计算效率和低存储量.应用NAD方法模拟地震波在复杂非均匀3层介质和Marmousi模型中的传播,数值结果表明该方法能有效压制数值频散,具有较强的地震波模拟适用能力.     

有限元分析中体元和壳元的连接

对三维体壳组合结构进行了深入的研究,提出了新的合理假设,并以该假设为基础,应一维２０节点等参元与退化壳元的连接建立了一组新的多点约束方程,考虑了壳元节点的法向变形,实现了体壳的良好连接,这是一种增扩自由度法,消除了常规方法产生的不合理附加和,从理论上完善了有限元分析中的体壳连接问题,具有极大的工程意义,此外,还捞 单元的特性,并给出了算例分析。     

有限元法罚单元中的内外边界元方法

论证了边界元法及如何应用有限元法罚单元中的内、外边界法计算已知位移(变形)反求载荷(反力)类问题。它为工程界处理复杂的边界条件问题提供了一简单可行的方案。     

基于六节点三角形单元优化虚单元法

选取六节点三角形单元优化了虚单元法,弥补了三节点单元求解的自由面是折线的不足,同时解决了等参四边形单元难以寻找节点移动路径的问题.此外,在计算程序中引入节点相关次数矩阵,实现了对虚单元法的进一步优化,提高了计算效率和计算精度.与等效渗透系数法计算结果分别同电模拟试验解比较表明,本文方法在大网格单元划分下仍能得到准确且连续光滑的自由面曲线,计算精度没有因单元数量的减少而降低;在相同的精度条件下,计算效率较三节点单元提高.     

一种Mortar型旋转Q1元方法

提出了一种mortar型旋转Q1元方法,相应的mortar条件仅依赖于子区域边界上的自由度;并得到了较优的误差估计.     

最优控制问题有限元解的超收敛性

对积分微分方程的最优控制问题进行了介绍.讨论了积分微分方程的最优控制问题的有限元逼近,给出了最优控制问题的有限元逼近解的误差估计和超收敛性质.     

线性元有限体积元法的一种并行格式

为有效解决规模庞大的数值计算问题,充分利用机器资源,提高计算效率,基于线性元有限体积格式,通过区域分解法,在三角形网格上提出一种适用于在多核机器或并行系统上运算的并行格式.数值实验结果表明,该格式在各类扭曲网格上,不仅可达到最佳的收敛速度,而且拥有良好的并行效率.     

抛物问题的基于Crouzeix-Raviart元的有限体积元方法

我们考虑了二维抛物问题的基于Crouzeix Raviart元的有限体积元方法.为了得到误差估计,我们引入Ritz投影并研究了它在H1和L2范数意义下的逼近性质.证明了微分方程的真解和有限体积元方程的解在H1和L2范数意义下的误差估计是最优的.     

有限元多尺度小波

利用有限元插值和多尺度分析理论构造出了有限元多尺度小波.这些小波函数集许多优良性质于一身,如固定的短支集,高阶的消失矩,半正交性及正则性等.     

应力集中单元

本文借助于复变函数方法，以圆孔为例，给出一个八节点的应力集中单元。单元的复应力函数，精确地满足孔边的边界条件，而在单元的外边界上，借助于最小余能原理，在变分意义下满足由节点位移参数表示的位移边界条件。实例表明，这样的单元可以较精确地反映出孔边的应力集中现象，在通用程序中应用该单元计算应力集中是非常有效的．