用时域有限差分方法计算电磁散射

首先介绍了时域有限差分方法的基本原理,然后用该方法计算了球形目标的散射场,并与由ＭＩＥ理论所得到的精确解作了比较,两种结果的很好符合说明了时域有限差分方法的有效性,最后指出了使用时域有限差分方法应该注意的问题     

基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟

在化学驱中,各种化学剂在地层中的浓度对于驱油是极为关键的,理想的情况是合理设计化学剂注入参数（注 入浓度、注入量和注入速度）,使得地层各处化学剂的浓度接近实验室设计的最佳浓度,从而驱油效率最高。化学剂在 地层中除正常的对流外,还会发生扩散和吸咐,而平面渗流中,各处渗流速度的不同,使得化学剂在平面的浓度分布比 一维情况复杂得多。依据有限差分法和雅可比迭代方法,根据达西渗流定律确定平面渗流速度场和压力场分布,再根 据已求得的速度场结合化学剂运移的对流弥散方程,求解得到了化学剂的浓度场。数值模拟结果给出了不同时刻化 学剂在地层中的浓度分布,并针对不同的运移滞后系数、弥散系数和化学剂注入量,分析了这些参数对于化学剂分布 的影响。     

基于辛时域有限差分方法微带天线的数值分析

从麦克斯韦方程出发,研究了在时间和空间上进行高阶差分的辛时域有限差分数值方法(SFDTD),给出其三维差分公式.将吸收边界条件有效地应用于微带天线的计算中,计算了一种微带贴片天线并给出了天线的回波损耗及输入阻抗等.计算结果证明了该方法的精确性和正确性.该方法对于天线优化设计及电磁散射计算具有一定的借鉴作用.     

高精度有限差分方法研究进展

综述高精度有限差分方法的研究进展,指出了存在的问题,并展了发展趋势。     

三维不可压缩N-S方程的紧致有限差分和Fourier谱方法

采用高精度紧致有限差分－Fourie谱杂交的方法直接数值模拟了三维不可压缩的NavierStokes方程,该算法的时间离散采三阶精度混合显隐分裂格式,空间离散则结合Fourie谱方法及高精度紧天才有限差分逼近,该方法与普通的有限差分格式相比,具有很高的逼的精度及波数分辨率,针对三维平面槽道流的情况,应用该算法,直接数值模拟了三维T－S波在平面槽道流的传播问题,计算结果与流动稳定性分析结果吻合一致。     

花岗岩裂隙储层各向异性高阶有限差分数值模拟

在花岗岩型高放废物地质处置库中,花岗岩中裂隙带的发育程度直接影响到预选区的稳定性和安全性,必须及时有效地探测出裂隙带的发育位置,而地震勘探方法是有效预测和确定裂隙带分布的地球物理勘探方法之一。利用交错网格高阶有限差分算法,采用完全匹配层吸收边界条件(PML),对不同厚度各向同性裂隙带和VTI型裂隙带进行了弹性波场数值模拟,获得裂隙带层状介质的波场快照和地震单炮记录,结果显示,弹性波在花岗岩各向同性和各向异性裂隙带中的传播特征几乎相同,然而随着裂隙带厚度的变化,波场的动力学特征会随之发生改变。     

地铁隧道施工过程的数值模拟与工法比选

结合广州地铁六号线工程,应用三维有限差分岩土计算软件模拟了浅埋暗挖地铁隧道不同施工方案的施工过程,分析了施工所引起的地表沉降、洞周变形、支护结构受力和掌子面突起等,通过对不同施工方案的施工效应进行预测与方案的比选,以达到有效发挥掘进机的特点,提高施工效率,确保隧道围岩的稳定性,有效控制由于开挖引起的地表和洞周变形的目的,为工程实际施工提供参考。     

基于有限差分方法的水中爆炸三维数值模拟

针对水中爆炸的三维数值模拟问题,采用基于有限差分的拉格朗日与欧拉相结合的方法,在矩形网格上离散差分基本方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;编写了数值模拟程序,进行了炸药在水中爆炸的三维数值模拟.爆炸场中考虑了有刚性障碍物及有反射有限边界计算域.结果表明,模拟结果与实际情况基本吻合,特别是冲击波在水中传播的模拟效果较好,证明所采用的三维数值模拟方法是有效和可行的.     

变步长的有限差分线法

在等步长有限差分线法的理论基础上,构造出变步长的有限差分线法格式,并对其进行了误差分析。     

基于有限差分FLAC~(3D)的边坡稳定分析及工程对策

以鹤岗3052项目cE段边坡工程为背景,结合现场测试数据,运用有限差分法FLAC~(3D)对边坡稳定性进行数值模拟分析,探究坡体发生变形破坏的原因及其影响因素,进而提出相应的工程对策。分析结果表明:边坡局部白浆土夹层遇水软化、抗剪强度大幅降低且形成边坡滑塌破坏潜在滑动面,是坡体发生变形破坏的主要原因;白浆土分布是边坡稳定性的主要控制因素。据此,后续工程建设应对白浆土的分布进行详实准确勘察,结合工程地质条件对白浆土分布集中区域坡体采用削坡减载法处理。     

基于FLAC的圆形隧道数值模拟

介绍了有限差分数值计算软件FLAC（fast lagrangian analysis of continua）,采用FLAC对地下圆形市政隧道进行二维数值模拟,分别进行了隧道自重应力场的模拟计算、隧道开挖模拟计算和隧洞支护后模拟计算.得出了隧道位移、变形、各种应力云图等重要工程信息,其结论可为工程施工提供依据,以便更加安全、经济、合理地完成工程建设.     

基于有限元及有限差分法的超声空化场模拟

基于Commander和Prosperetti的理论,考虑大功率超声场中空化泡作用的阻尼效应,计算了常见矩形槽体内的超声空化场. 为了使计算更接近实际情况,模型的声源边界条件利用通用有限元软件得出. 计算结果与铝箔腐蚀实验结果进行了比较,两结果是一致的. 这对于掌握不同超声场的声场特性和设计高效的超声液体处理设备均具有重要的指导意义.     

用有限差分法分析列车对隧道中电磁波传播特性的影响

文章推导出复杂边界条件下二维Helmholtz方程的差分公式，实例分析了列车对矩形隧道和半圆形隧道中电磁波截止频率的影响、列车-矩形隧道中主模的衰减常数。实例计算结果表明：有限差分法的计算结果与有限元法计算结果完全一致，有限差分法是分析列车-隧道中电磁波传播问题的一种有效方法。     

有限差分-谱方法求解Allen-Cahn方程的误差分析

利用一阶有限差分-谱方法求解Allen-Cahn方程u_t-Δu+1/(ε~2)f(u)=0并进行严格的误差分析,其中交面宽度ε是一个很小的参数.误差分析结果表明:若初始解u_0的正则性受ε~(-σ)控制,当时间步长δt充分小以及多项式阶数N充分大时,全离散格式的误差界也受ε~(-σ)控制.该误差分析有效改进了误差界受1/e~(ε~2)控制的结果.     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。     

简支梁屈曲问题收敛性研究的一种精确方法

应用U变换法和有限差分法,研究了简支梁的屈曲问题,求得了临界荷载的解析解和误差项系数的精确值,并对两种不同的差分格式的收敛速度进行了比较。     

三维Boussinesq方程有限元格式的POD降维模型

针对帝国理工大学三维海洋模型(Boussinesq方程)的无结构有限元格式,用特征正交分解方法(POD)得到了降维模型.并且给出了POD降维模型的误差估计.最后,通过数值算例验证了POD方法的可行性和有效性.     

基于有限差分法的汽轮机转子低周疲劳计算

根据火电机组运行的实际数据,介绍了有限差分法计算汽轮机转子低周疲劳损耗的原理.结合模拟机组冷态启动和停机过程,采用该方法计算了转子上两个特征点的温度变化曲线和应力变化曲线,再根据Miner线性累积法则得到了转子的低周疲劳寿命损耗.通过计算发现,该方法具有计算精度高、计算速度快和实时性强等优点,能够很好地满足工程实际问题的需要.