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。     

计算双螺杆挤出机流体流动的共形区域变换

双螺杆挤出机机筒内部的流体流动区域截面是随时间变化的复杂三连通区域，采取共形映射方法将这样的三连通区域映射成不随时间变化的圆界区域，进一步将流动区域变成一个不随时间变化的柱形区域，可大幅简化双螺杆挤出机流体流动问题的计算。选择以外边界为圆周、内边界为随时间旋转的两个椭圆周的平面区域上的热传导问题为研究对象，用本文方法进行计算并比较了精确解和数值解，计算结果表明两解的绝对误差较小。本文方法可用于双螺杆挤出机流体流动问题的计算，并简化了计算过程。     

纳米流体流动与传热过程的LBM并行计算

建立了描述纳米流体流动与传热过程的格子-Boltzmann模型,针对格子-Boltzmann方法（LBM）高度并行性的特点,用消息传递机制实现了平板间纳米流体流动与传热过程的LBM并行计算,分析了处理器数目与区域分解模式对计算效率的影响。结果表明,纳米粒子的微运动强化了流体与壁面以及流体内部的换热过程,LBM并行计算方法应用于纳米流体流动传热计算能够提高计算效率。     

外肋圆管内层流换热耦合问题的边界元方法

本文讨论了在固体区域应用边界元方法(BEM)和在流体区域应用Duhamel理论相结合,求解外肋圆管内层流换热耦合问题的计算方法。计算分析了各参数变化时的影响。本文的工作很好体现了应用BEM求解耦合传热问题的优越性。     

用三维贴体网格分析柴油机缸内流动和传热

通过在计算区域与物理区域间引进一个参数区域，以双线性变换和调和方程为基础，推导出计算区域上的坐标变换控制方程。并据此提出了三维贴体网格的生成技术，建立了计算区域上流体流动传热控制微分方程的通用形式，给出了柴油机缸内流动传热的数值计算方法，实践表明，上述方法都是可行而有效的。     

二维稳态渗流场计算的有限元方法算法研究

二维稳态渗流场问题是流体流动和传热问题的经典问题,有限元方法则是求解流体流动和传热问题偏微分方程的数值方法之一。本论文主要研究二维稳定渗流有限元方法计算公式[K]{h}={F}的Jacobi、Gauss-Seidel、SOR三种迭代计算方法。     

圆柱绕流的非交错多层笛卡尔网格混合有限分析法

采用非交错多层笛卡尔网格离散计算区域，应用混合有限分析法(HFAM)离散控制方程，利用“壁法向插值法”处理不规则边界，以改进的动量插值法(MIM)解决压力锯齿波问题，立了一套完整的计算二维复杂边界流动的数值方法．通过低雷诺数圆柱绕流资料进行计算检验，计算结果与资料基本吻合，显示了本模型在不规则区域计算中的实用价值．     

高温高压模拟井筒流固耦合传热建模与数值求解

模拟井筒加温系统是用于模拟井下高温高压环境,对射孔器材进行高温性能检测的一种实验装置。模拟井筒为耐高温高压的厚壁圆柱形封闭腔体,为研究加温过程中腔体内流体与厚壁腔体之间的动态耦合传热过程,根据模拟井筒加热物理模型,建立了模拟井筒耦合传热数学模型。应用有限差分法离散模拟井筒耦合传热数学模型,得出厚壁井筒和腔体内流体数学模型的离散格式。使用迭代法分别计算厚壁井筒与腔体内流体区域的传热过程,在厚壁井筒与流体的交界边界处应用热平衡法进行耦合传热计算,求解模拟井筒耦合传热温度场,腔体内流体区域采用投影法对数学模型进行求解。通过仿真计算与实验结果的对比,验证了建立的高温高压模拟井筒流固耦合传热模型的正确性。     

Stokes方程的边界元区域分裂算法及其应用

用边界元求解不规则凹凸区域时,积分误差很大,区域分裂法是将不规则凹凸区域上的求解问题化的多个不重叠凸区域上的求解问题,在公共的边界上用Dirichlet条件,Neumann条件交替迭代得到全区域上的解。该方法计算精度高、适用于并行计算。作者给出了Stokes方程边界元求解不规则凹凸区域的区域分裂算法,并给出了将该算法用在贵阳市阿哈水库的流场计算的算例。     

颗粒球形度对平行斜板混合纳米流体对流影响

以均匀热流引起的混合纳米流体在两平行斜板间的混合对流为研究对象,可以解析求解其速度场和温度场。纳米颗粒球形度和体积分数,以及摩擦系数和努塞尔数是影响混合纳米流体流动问题的重要因素,深入研究很有必要。计算表明,混合纳米流体可以显著提高传热性能,纳米颗粒球形度对混合纳米流体的流动影响显著,球形接触面积最大而具有最佳的传热性能。纳米颗粒的数量对改变传热特性至关重要,但当纳米流体达到饱和时,影响就可以忽略不计。     

考虑不规则驾驶行为的城市隧道事故率预测

准确预测交通事故风险概率是实现隧道内交通安全主动管理的先决条件。本文从交通状态和驾驶员行为2个方面分析影响事故发生的主要因素,提出“不规则行为率”作为特征变量。对特征变量显著性检验,选用Logistic概率模型构造城市隧道事故率预测模型,并提出利用ROC曲线寻找阈值的方法。最后基于实测的青岛胶州湾隧道数据进行实例验证,研究结果表明,阈值确定为0.36较为合适,此时基于不规则驾驶行为的事故率预测模型准确度为78.4%,能够较为准确预测隧道内事故发生的可能性,研究成果可以为智能交通安全发展奠定理论基础。     

三维非规则碎片的分块算法研究

提出一种动态增长的平均法矢准则,采用宽度优先搜索的方法,对三维非规则碎片分块.首先,随机地选取碎片几何模型上任意一个三角片作为种子网格,通过法矢比较,将法矢方向一致的三角片加入到当前的种子网格;计算经过增长了的种子网格的平均法矢并继续上述的比较过程,得到碎片模型的初步划分结果;然后,对初步划分得到的相互混杂的大小区域分类、融合,进一步优化分块结果.应用实例证明了算法的有效性和可靠性.     

面向船体分段建造的二维不规则空间调度方法

针对船体分段建造计划的时空特性和分段投影不规则形状的特点,提出了综合时间和空间的多目标分段建造空间调度优化模型.该模型将船体分段投影抽象为更接近实际形状的不规则多边形,提出分段调度中的悬挂和重叠现象的检验方法和解决方案.设计了具有时空特性的改进粒子群算法,采用均值自适应加权法解决多目标权值分配问题,使目标函数值比例均衡.最后,以船厂实际数据为例进行实验验证.结果表明,所提出的调度方法能有效地提高船舶分段生产效率和空间利用率,并具有较强实用性.     

二维不规则零件排样问题的粒子群算法求解

提出了一种基于粒子群算法求解二维不规则零件排样问题的方法．该方法首先将二维不规则零件的排样问题转化为矩形件的排样问题，然后利用粒子群算法优化求解，在求解过程中运用自适应调整策略对零件的排样位置进行微调．最后用该优化排样算法对文献中的两个算例求解，排样结果表明该算法是有效的．     

近岸多向不规则波传播变形的数学模型

开发了考虑非线性弥散作用的缓坡多向不规则波传播变形的数学模型．首先，根据线性波动的叠加原理和波浪方向谱理论，以考虑非线性弥散影响的规则波缓坡方程为基础，推导出考虑非线性弥散影响的缓坡多向不规则渡传播变形的微分方程；其次，基于以上方程使用有限差分方法建立数学模型；然后，采用实验室波浪试验资料对本数学模型进行验证计算；最后，对非线性弥散对波浪传播的影响进行研究．研究结果表明：开发的数学模型合理、可信；在浅水区，非线性弥散作用明显，考虑非线性弥散作用十分必要．     

浅水非线性不规则波数值模拟

在洪广文等提出的缓变水深、水位与流场水域中完全频散性的非线性传播数学模型的基础上,建立了非线性不规则波的计算模型。计算不规则波的主要谱参数,分析比较不同模式下不规则波传播变形的规律和差异等,得出数学模型能够较好地模拟出非线性不规则波的传播,适用于工程应用。     

非线性不规则波的数值模拟

根据波动方程得到了二阶非线性不规则波的模拟公式，以及二阶波谱的计算式； 探讨了有限水深不规则波的数值模拟方法。利用波浪槽中实测的波谱和理论谱分别计 算了二阶谱，并对不规则波时间序列进行了数值模拟．结果表明，二阶谱对实测谱的影 响主要发生在二倍谱峰频附近及低频区附近；二阶模拟对线性模拟有一定改善作用，     

一种复杂背景下非规则带状区域的分割算法

边界层辐合线具有很强的气象风暴灾害的预示能力,它在多普勒雷达图像上表现为一条蜿蜒的、可能有岔路的、宽度不定的、取值变化的、若隐若现的带状区域.为此,提出一种"探测窗"协同加深"印象"算法,用于提取这种具有复杂背景的非规则带状区域.其中,探测窗探身于复杂对象的局地,用以击中疑似局部目标区,并将区域形态、取值等特点纳入探测准则之中,加深"印象"法有利于进一步地去伪存真.实验表明,该算法可以将落入值域的各种边界层辐合线提取出来.     

薄壁异形管面内绕弯过程的模拟与实验研究

研究了一种薄壁异形铝管面内绕弯成形过程.基于LS DYNA软件平台建立了铝管弯曲过程的有限元仿真模型,并通过实验验证了模型的可靠性.提出了该口琴形截面薄壁异形管弯曲成形过程中孔道畸变的评价方法,分析了弯曲变形后各孔道的变化规律,以及弯曲角度、弯曲半径、模具与管坯间隙和模具与管坯间的摩擦对异形管孔道畸变的影响规律.研究结果表明：异形管弯曲变形后外侧孔道缩小而内侧孔道扩大,其孔道的畸变程度近似呈线性分布;增大弯曲半径有利于减小孔道畸变程度,而弯曲角度、模具与管坯间隙和模具与管坯间的摩擦对孔道畸变影响不大.     

非规则部分校准阵列下的宽带LFM信号二维DOA估计

提出了一种宽带线性调频（LFM）信号的二维波达方向（DOA）估计新方法.该方法在空域和时域同时对信号进行采样,并利用观测样本的分数阶Fourier域峰值构造出新的时频空DOA矩阵,进而通过特征值分解的方法实现多个LFM信号的DOA估计.该方法充分地挖掘了观测信号所包含的时频信息,降低了对阵列结构和阵元一致性的约束,使其适用于阵元几何分布不规则且大部分阵元未经校准的阵列.此外,该方法无需谱峰搜索和二维参数配对,计算简单且估计精度较高.仿真结果显示,在DOA估计的均方根误差（RMSE）相同时,与传统方法相比,该方法可获得6～8 dB的信噪比增益.