求解椭圆方程的径向基无网格配置法

针对一、二维椭圆方程构造了径向基无网格配置法；给出了解的存在唯一性；同时得到了基函数中自由参数c与求解精度的关系，以及节点均布时自由参数最佳取值的计算公式。将节点均布下得到的自由参数取值公式应用于节点任意排列的情况，其求解精度仍能得到保证，表明这种无网格方法对节点的位置不敏感。     

阶梯溢流坝水流数值模拟及特性分析

针对Mixture模型,考察了Realizable k-ε模型,SSTk-ω模型,v2-f模型,LES模型等4种湍流模型对阶梯溢流坝水流数值模拟的适用性.通过对非掺气区域坝面平均流速、旋度大小、边界层厚度的计算,并与实验结果进行分析比较,结果表明：Realizable k-ε模型考虑了流体微团的旋转效应,提高了对较大曲率流动、旋流流动和涡旋运动的计算精度,对阶梯溢流坝有很好的适用性.以Realizable k-ε模型计算结果为基础,进一步分析了边界层内的速度分布、阶梯面压力分布等坝面水流特性.     

冲泻区水动力特性的数值分析

基于三维非稳态的Navier．Stokes方程，采用有限体积法进行数值离散，在构造高分辨率STACS格式的VOF方法的基础上，建立基于气液两相流的三维自由面流动模型，并基于该模型对三维剪切流场和圆柱水体坍塌进行了三维模拟，检验其数值精度．应用该模型数值研究冲泻区内涌波（bore）在均匀斜坡上的动态传播过程．对上爬水流自由面水位高度与实验数值进行对比，结果显示数值解与实验解吻合较好，模型能很好描述水流的掺气运动．数值分析了涌波崩塌（BoreCollapse）、上冲流（Uprush）和回落流（Backwash）等过程中的自由水面、瞬时流速及床面最大剪切应力的时空分布．结果表明，冲泻区水动力结构时空变化非常复杂，模型能捕捉到高速薄层水流结构，优于前人的数值结果，研究有利于进一步了解冲泻区内的泥沙输运规律及岸滩演变机制．     

辐射热力学的新进展——辐射有效能 光量子等效温度 光量子熵常数

对辐射热力学中光谱辐射能热力学特性研究的新进展进行了回顾．介绍了表征光量子能量品质的光量子等效温度乃新参数，给出了乃与波长的关系式λTλ=c3=5．33016×10^-3m·K和光量子熵常数sλ=3．72680×10^-23J／K．用Tλ和sλ讨论了黑体光谱辐射力、平衡态空腔辐射能、开口系辐射流等的有效能、熵参数、焓参数的表征及光子气的状态变化过程的熵变化；通过光谱辐射有效能的分析，证明了用于光合作用的光谱辐射能量的有效能效率大于光能量的有效能利用率．讨论了辐射能转换器的辐射有效能不可逆损失的计算方法．     

用虚拟环约束表示的机构自由度公式

本文介绍了用约束数表示的自由度公式的几个重要的发展阶段，指出了以往用环路公共约束表示的自由度公式的不足之处是：在处理含有虚约束机构时，必需通过计算虚约束数，才能得出正确的自由度结果．为克服这一缺点，本文用虚拟环路、虚拟环约束、广义副约束数等新概念，分析了构件的自由度数和运动副约束数之间的关系，给出了用虚拟环路公共约束表示的自由度公式．得出了机构自由度是机构所有构件自由度之和与所有运动副约束数之差，再加上各虚拟环公共约束之和的计算公式，以及机构总的过约束数就是各虚拟环约束数之和的重要的结论．这种用虚拟环公共约束表示的机构自由度公式，能避开虚约束的计算．通过多个计算实例，证明了虚拟环路法对自由度分析的正确性、有效性和适用性．     

结构随机响应计算的一种数值方法

摘要应用降维数值积分和C型Gram．Charlier级数展开方法，基于有限元理论讨论了随机结构响应概率分布的计算问题．首先依据正交多项式权函数与随机变量概率密度函数的关系，给出了随机响应统计矩计算的降维数值积分公式；进而应用C型Gram—Charlier级数逼近获得了随机响应的概率密度函数；提出了基于有限元方法求取结构随机响应概率分布的计算流程．数值算例中介绍了平面十杆桁架结构最大位移的概率分布、由随机参数表征的某型车架固有频率计算和弯管结构随机VonMises应力分析问题，所得结果同蒙特卡罗数值模拟结果进行了对比验证．结果表明：文中计算流程能够获得较为准确的随机响应概率分布，特别是对概率分布尾部的估计精度达到10^-44-10^-3数量级，为机械结构安全性分析与设计打下基础；同时，算法的计算效率较高，与传统的数值模拟方法相比通常能够节约计算资源消耗两个数量级以上；第三，算法流程实现简单，不需要计算结构响应对基本随机参数的梯度和二阶灵敏度信息，也不需要对结构有限元矩阵的修改，因此可以充分发挥现有成熟有限元程序的优点，在个人计算机上实现工程随机问题的分析与计算．     

有无植物条件下明渠水流紊动特性对比

在可变坡水槽中，模拟了带枝杈植物对明渠水流的干扰作用，借助超声多普勒流速仪（ADV）测量了不同水深下垂线不同测点的瞬时流速，计算了各测点的三维时均流速、脉动强度及雷诺应力等紊动参数，通过与无植物干扰的明渠均匀流紊动特性进行对比，分析植物对水流紊动参数的影响规律。试验结果表明：在有植物明渠水流中，时均流速呈三区分布特征；脉动强度及雷诺应力均在植物顶部附近出现最大值；脉动强度明显增大，在3个方向上趋于接近；可以用植物顶部以上的雷诺应力分布推求摩阻流速。     

改进的三维全矢量有限差分虚位移束传播法

提出了一种改进的三维全矢量有限差分虚位移束传播法，用以分析光波导承载的全矢量本征模．在纵向（z向）离散上，第一个子步采用半矢量公式，而第二个子步采用全矢量公式，但交叉项双倍计算．每个横向电场分量在两个子步中的次序交换，交叉项用隐式形式表示，计算效率高且稳定．在横向x和y向）离散上，基于多项式插值法，建立了一种统一的差分格式，考虑了电场法向分量在芯包分界处的不连续性，可应用于均匀和非均匀网格，差分系数引入了更多邻近节点的折射率分布，且交叉项采用六点差分格式，计算精度高，程序通用性强．首先分析了高折射率分布差的矩形、GaAs／GaAlAs双异质结脊形光波导，给出了全矢量基模及次高阶模（矩形波导）的电场分布及其归一化传播常数，揭示了全矢量本征模的混合特性，验证了该方法的有效性．接着分析了InP基InGaAsP／hGaAsP应变多量子阱脊形光波导，考虑了深刻蚀和浅刻蚀两种情形，讨论了其全矢量基模的模式特性，为设计以此为基础的光子集成回路奠定基础．     

考虑心墙不同破坏模式的黏土心墙坝漫顶溃坝过程数学模型

基于黏土心墙坝的漫顶溃决机理,提出一个模拟其溃决过程的数学模型.该模型基于坝体形状和漫顶水流特征确定下游坡冲蚀时的初始冲坑位置,采用宽顶堰流量公式计算溃口流量,并利用溯源冲刷公式模拟坝壳料的冲蚀;通过力矩平衡法与力学平衡法分别模拟了心墙的倾倒破坏与剪切破坏;为了模拟实际溃坝情况,模型考虑了坝体的单侧冲蚀、两侧冲蚀及坝基的冲蚀;采用按时间步长迭代的数值计算方法模拟溃坝时的水土耦合过程.选择国内外10个具有实测资料的心墙坝漫顶溃坝案例对模型进行验证,通过比对峰值流量、溃口最终宽度及溃坝历时等参数发现,模型计算结果与实测值的相对误差可满足工程需求,验证了模型的合理性.     

金属矿留矿法采场顶板力学模型及蠕变损伤断裂分析

为了分析金属矿留矿采矿法采场顶板允许暴露的极限宽度,以及顶板岩石在蠕变损伤作用下的稳定时间,运用薄板理论和弹塑性理论,对采场顶板断裂失稳过程建立由四边固支向四边简支演化的力学分析模型,推导出两个阶段顶板允许暴露的极限宽度的计算公式,然后基于蠕变损伤理论分析上述两个阶段顶板各自的稳定时间,并推导出相应的表达式。将理论推导结果应用于工程实践,在给定的参数下(顶板厚度h、长度2a、自重应力q、泊松比μ、岩石抗拉强度σ_t、岩体抗拉强度σ_s、岩石材料参数n和C),即可计算出采场顶板允许暴露的极限宽度及其稳定时间。结果表明,所推导出的计算公式计算简便,与现场实际相吻合,具有良好的适用性。     

二维垂向射流沙质河床冲刷的数值模拟

基于紊流理论和射流冲刷机理,本文提出了二维垂向射流冲刷的数学模型．以拖曳力为主要参变数,导出了基于希尔兹数的推移质泥沙输运模型,将临界希尔兹数作为泥沙颗粒起动的判别标准,模型中没有考虑悬移质的运动,推移质运动所引起的河床形态变化用动网格技术来描述,从而形成了基于动边界的二维射流冲刷数学模型．针对二维垂向射流清水冲刷进行了试验研究,得出了射流流态及冲刷坑的几何特征等资料．选用实验室物理模型参数对二维射流冲刷进行了数值计算,试验和数值模拟均展现了射流冲刷摆动的发展过程,两者给出的射流摆动现象的良好吻合验证了模型和算法的有效性,进而在计算和试验研究基础上给出了射流冲刷平衡时冲刷坑特征长度的半经验公式．     

基于热流与强度复合目标的立式绝热壁构形优化

针对立式绝热壁，引入了热流与强度的幂权积函数作为兼顾隔热性能和机械性能的复合优化目标，在给定外形尺寸和安全性要求的全局约束下，以该复合函数最大化为目标进行了构形优化．研究表明通过允许绝热壁内部结构自由变化（进化），能够获得一定环境条件下的最大目标值及对应的最佳内部结构设计；结果验证了热流与强度复合目标函数的合理性、有效性和适用性，且幂权参数取值在0．4与4之间能更好地兼顾隔热和强度要求．详细讨论了热流与强度并重时的构形优化及结果，给出了不同使用环境下的最优结构设计及性能分析；当使用环境的变化较大且总Rayleigh数较高时，宜采用空腔较多的绝热壁；当总Rayleigh数较小时，合理选用空腔较少的绝热壁，能获得更好的性能．复合目标具有良好的自适应性，最近文献结果是本文研究的特例．     

OFDM无线通信系统的时间和频率同步误差分析

由于无线信道的时变性、频率选择性、加性噪声以及发送和接收端晶体振荡器频率非一致性的影响，实际的OFDM系统中总存在时间和频率同步误差．定义了归一化干扰功率(NIP)来研究这两种误差对系统性能的影响．在此基础上，我们首先推导出：(1)由时间误差产生的NIP公式和它的两个上界；(2)由频率同步误差产生的NIP公式和它的两个上界，这两个界比Moose上界更逼近实际NIP值．然后，通过在典型短波和中波信道的仿真进一步验证了这些界的有效性和正确性．这些界有助于通信工程师在实际应用中在给定NIP值的条件下选择满足系统要求的时间和频率同步算法．同时，还提出一种新的方法以减少OFDM系统对时间同步算法的精度要求，该算法能实现时间同步精度和频谱利用率的有效平衡．     

基于时域方法的结构声辐射模态研究

针对平板结构声辐射，采用瑞利积分构造辐射算子，在时域里给出声辐射模态的计算公式及其物理意义；讨论了其与频域声辐射模态之间的关系，明确了声辐射模态为辐射体的固有性质，可通过不同方法获得．进一步研究表明这些辐射模态能独立的辐射声功率，因此可实现对某一阶辐射模态进行单独控制而不影响其它各阶；特别是结构辐射声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定，这使得计算和控制结构辐射声功率大为简化，在此基础上运用时域声辐射模态进行振动结构辐射声功率的数值计算，并分别对影响计算精度的因素和计算结果进行了讨论和分析．     

南水北调中线工程输水渠道桥梁影响分析

采用堰流公式对南水北调中线总干渠中的大量桥梁对渠首水位和水头损失的影响进行模拟计算和分析。计算结果表明，桥梁对渠首水位的影响不能用每座桥梁的水头损失进行简单叠加；在采用阻水能力较小的半圆头尾型桥墩时，设计和加大流量下由764座桥梁引起的渠首水位增加分别仅为0．194m和0．238m。通过对所有桥梁水头损失的计算比较发现，不同的桥墩形状造成的总水头损失相差较大，选用流线型、水流易于通过的桥墩形状可以节约相当部分的水头。     

亚90nm沟道MOSFET亚阈值状态下二维电势和阈值电压的半解析模型

本文提出一个亚90nm沟道MOSFET在亚阈值状态下的二维电势和阈值电压的半解析模型．文章首先根据短沟道MOSFET在亚闽值状态下的物理模型提出定解问题,然后用特征函数将由氧化层和空间电荷区衔接条件所得到的超越方程组作正交展开,得到关于未知量的线性代数方程组．求出了氧化层和空间电荷区的二维电势、耗尽层厚度和阈值电压的表达式．该模型不需要适配参数,运算量小,避免了方程离散化,计算精度与数值解精度相同．文章给出了沟道长度为90nm以下MOSFET的电势分布、表面势、耗尽层厚度和阈值电压计算结果．计算值与二维数值模拟值高度吻合．     

正交平衡对称的区问多小波研究

研究基于任意紧支长度γ的L2(R)上2重对称／反对称正交多小波的区间多小波系统构造理论与性质．主要贡献是：(1)系统研究了保持消失矩不降低的一般正交区间多小波的构造，得到了区间多小波的参数化表示；(2)给出了区间多小波的分解重构公式；(3)定义了区间多小波的平衡性概念，研究了正交平衡多小波的构造，这是以往工作所忽视的；(4)研究了区间多小波关于给定对称性的充要条件．     

环境一号B星热红外波段单通道算法温度反演

文中在考虑环境一号B星(HJ-1B)热红外波段(infrared scanner,IRS4)光谱响应函数和有效波长的基础上,通过MODTRAN4模型模拟,对Jimenez-Munoz和Sobrino(JM&S)单通道算法中的大气函数进行改进,重新计算得到了适合HJ-1B星IRS4地表温度(land surface temperature,LST)反演的3个大气函数公式,并反演了福州地区的地表温度.采用基于星上辐亮度法对反演的地表温度进行精度评价,并将反演的地表温度与JM&S算法、段四波等修正的JM&S算法反演的地表温度进行对比分析.结果表明:使用文中改进后的大气参数对HJ-1B星IRS4进行地表温度反演,可取得较好结果.     

饱和砂土的渐近状态特性及其模拟

在UH（统一硬化）模型的基础上,基于部分塑性体积应变与塑性剪应变有耦合的思路,把对土塑性变形有影响的硬化参量分为耦合硬化参量和非耦合硬化参量,提出了一个新的双硬化的弹塑性本构模型．此模型新颖之处在于它不但可以有效的考虑应力路径也可以考虑应变路径对应力应变特性的影响,所以新模型既能合理预测排水、不排水,也可以模拟部分排水及部分吸水条件下的应力应变关系．结合渐近状态概念,还给出了基于饱和砂土排水试验参数计算不排水极限应力比、静止土压力系数梳的简单公式．模型参数简单,仅比Camclay模型多了一个特征状态点应力比,全部可通过常规三轴压缩试验简单确定．     

平面三自由度并联机床的分步运动学标定

针对一台平面3自由度并联机床的运动学标定,提出一种基于最少参数线性组合的分步运动学标定方法．该方法利用并联机器多参数耦合误差传递系统中的参数线性组合映射关系,将一般运动学标定中参数的误差建模、辨识和误差补偿,改变为参数线性组合的误差建模、辨识和误差补偿．首先由最少参数线性组合的4个定理进行辨识性分析,确定出影响机床终端绝对和相对精度的最少参数线性组合;然后给出工程实际中常用的基本绝对测量方式和基本相对测量方式,逐一进行最少参数线性组合的辨识性分析,抗干扰指标的抗扰动性能计算,兼顾测量成本的条件下,设计出最少参数线性组合的分步测量方案、分步辨识和分步误差补偿方案,完成运动学标定．最终的实验结果证明这种方法具有如下优点：（1）消除了其他无关参数的影响;（2）反映了误差传递中的参数线性组合映射关系,提高了参数辨识的准确性;（3）方法简洁高效,最终的机床精度已经接近测量扰动精度．因此,该方法不仅可用于这台平面3自由度并联机床,也可适用于其它运动学非线性弱的并联机器．