基于Level-Set的多介质流体动力学数值分析

针对水中爆炸中涉及的多介质高压比和高密度比数值计算精度不高的问题,提出了解决该类问题的可行性方法,并对该方法进行了程序实现.该方法利用位标函数追踪多介质流体运动界面,采用修正的虚拟流体方法对界面进行了处理.通过黎曼问题、激波打击气泡和激波打击液气面问题的计算,得出计算结果与理论分析结果吻合.TNT水中爆炸的计算结果与实验相似律求得的冲击波参数对比表明,两者计算结果比较吻合.     

蒙特卡罗方法用于研究堆的屏蔽计算

为解决研究堆的屏蔽计算问题 ,讨论了应用 MonteCarlo方法的 MCNP程序进行反应堆的屏蔽计算 ,引入了结合抽样技术的 MCNP分步计算的方法。该方法特别适用于计算物理模型比较大 ,屏蔽层比较厚 ,粒子的穿透距离比较长的问题。在这一类的问题中 ,单步计算根本无法计算出结果 ,利用分步计算和抽样技术则能在较短的时间内以较高的精度 (统计误差小于 10 % )得出结果。结合抽样技术的MCNP分步计算方法能够很好地解决深穿透问题     

具有表面辐射的导热和对流耦合问题的数值计算方法

本文发展了一个处理具有表面辐射的导热和对流耦合问题的数值计算方法,并应用此方法对一个实际问题进行了温度场的计算,得到了与实验测定值相一致的结果。计算结果与实验测定值的比较表明,忽略该问题的表面辐射对于换热的影响将带来较大的误差。     

变分法计算H2+的基态能级

介绍了采用全关联的Hylleraas坐标下的变分波函数法这一新的方法计算少体分子离子的能量本征值问题。并且将之应用到H2^＋基态能级的数值计算上．将计算所得的结果和用其他各种方法计算所得的结果相比较,表明变分法计算对于解决能量本征值问题是非常有效的．     

边坡岩土参数的改进分析方法

针对高边坡稳定性计算过程中岩土参数选取问题,基于锚索基本试验和声波测试,提出岩土参数的改进计算方法.通过将数值计算和边坡位移观测结果比较,发现利用改进岩土参数数值计算结果与实际观测结果更加接近,验证了边坡岩土参数改进方法的可行性.     

修正的振型叠加法的探讨

计算结果表明一般的振型叠加法计算无质量处的位移是不正确的.为了解决这个问题,本文给出修正的振型叠加法,用该方法计算结果完全符合问题的精确解.本文也给出了该方法的严格理论证明.     

三维瞬态热传导问题的无网格对称粒子法

为了准确分析瞬态热传导问题,构造了一种三维无网格对称粒子法。首先,基于泰勒级数展开和加权最小二乘方法导出了一阶导数的对称粒子近似。然后,利用得到的粒子近似离散一阶导数,建立了求解三维瞬态热传导问题的无网格对称粒子法。应用该方法计算了各向同性介质中的瞬态热传导问题,得到了典型时刻的温度分布,计算结果与解析解吻合良好,验证了该方法的正确性。进一步将该方法应用于各向异性介质热传导和非线性热传导问题,计算结果与有限元法的计算结果非常接近,说明该方法对于复杂热传导问题的求解也是可行的。     

计算流体力学的微机网络集群系统的研究

介绍了微机集群架构和PVM技术在计算流体力学复杂课题研究中的有效性.着重讨论了在微机并行机群上进行CFD计算,以及计算中的负载平衡等相关问题.给出了并行分区计算的方法,并给出了实际计算结果.结果证明本文介绍的方法是正确的,能有效地均衡计算负载,达到较理想的并行效率.     

任意形体金属目标电磁散射计算中奇异积分处理的新方法

针对用S.M.Rao提出的模型对任意形体金属目标散射计算遇到的奇异积分的难题,提出了一种新的解析计算方法.用该方法将全局坐标下的积分转换为局部坐标求积,通过坐标的平移和旋转,将问题由三维直角坐标系转换到二维极坐标系,解析计算出中间结果后,再通过坐标反变换得到原问题中的结果.用该方法对方形金属平板、弯折金属板和金属球分别进行了计算,计算结果与已有文献吻合.结果表明该方法具有较好的计算精度和较快的计算速度.     

用PDE工具箱计算非完整带电圆环的电场强度

传统的编程计算电磁场数值问题过程繁琐且不易修改。该文利用MATLAB软件中的偏微分方程(PDE)工具箱,首先计算完整均匀带电圆环环平面内的电场强度分布,并将其与传统编程方法的计算结果作比较;其次计算不完整圆环的电场强度分布,研究电场强度径向的分布规律。分析表明,PDE工具箱与传统编程方法计算结果一致,而且更为方便、快捷,能适用于更复杂的计算问题。     

计算黑体空腔有效发射率分布的矩形区域近似法

文中提出一种计算黑体空腔有效发射率分布的新方法——矩形区域近似法。本方法同 Bedford’s 梯形区域近似法相比,其突出特点是避开了奇点处理问题,从而使问题得到充分简化,便于推广应用。以Buckley-Sparrow's积分方程为基础,可以计算任何轴对称黑体空腔的有效发射率分布。计算结果与用Bedford法计算结果完全相同,属于一种精确计算方法。     

基于BCP方法的复合材料方向角优化的研究

基于一种新的双值编码的参数化方法(BCP方法),以结构柔顺度优化问题为例,研究了复合材料方向角的优化问题,并与传统的离散材料优化方法(DMO方法)在纤维方向角优化构型、刚度优化结果和计算效率上进行了比较。结果表明,BCP方法在纤维方向角优化构型和刚度优化结果上与DMO方法保持一致,但在单步计算效率和总计算效率上远远高于DMO方法。     

粗糙表面TE散射的Monte Carlo摸拟

研究了随机粗糙表面的电磁散射问题.在用数值方法研究粗糙表面电磁散射过程中,经常遇到大型的数值计算问题,为此提出一种新的基于积分方程的区域分散算法.采用这种算法,可以将大型计算问题分解为几个小型的问题进行求解.用此新的算法对粗糙表面的散射进行了Monte Carlo模拟.散射计算结果与用直接反演的计算比较结果表明,两种方法符合很好,从而证明了所提方法的可行性.另外,从散射结果我们也得到粗糙表面的背向加强现象.     

基于最佳一致逼近的高阶矩量法及其应用

文章应用最佳一致逼近理论构建了一种高阶基函数方法,并将其应用于二维电磁散射问题的求解。将计算结果与传统矩量法及解析解比较可知,该高阶矩量法在较低的剖分情况下,具有很高的计算精度。将此新型的高阶基函数方法用于电大导体和其它形状散射问题中,计算结果依然有较高的计算精度,从而有效降低了计算复杂度。     

卫星星座对地面目标的连续性覆盖分析

为了对地面目标的连续性覆盖问题的相关理论进行分析及得到严格有效的计算方法,定义覆盖状态函数和覆盖区域函数,对其性质进行分析,并在此基础上进行推演.就星座对区域的完全覆盖问题和连续性覆盖问题进行分析,根据卫星在固定时刻对纬线的覆盖范围计算方法,得到了可以消除计算过程中误判的方法.该方法消除了对区域采样及时间采样导致的连续性覆盖的结果可信度较低的问题,同时使得计算效率有一定的提升.数值仿真实验结果验证了算法的正确性和有效性.     

基于单自由度共振反应的模态质量计算方法

基于单自由度在简谐荷载下的共振响应结果反算单质点质量的思想,提出一种计算多自由度结构体系模态质量的方法,并利用MIDAS有限元软件求得模型模态质量,解决若干有限元软件不能直接提取模态质量的问题.模态质量原始公式计算结果与仿真实验结果的对比分析表明,该方法计算数值误差均小于5%,计算结果可以满足计算精度要求.     

非线性波浪的数值模拟

为快速有效地模拟三维波浪问题,采用高阶谱方法建立了完全非线性波浪的数值计算模型.高阶谱方法是将速度势函数展开成Fourier级数的形式,通过快速Fourier变换求其空间导数,具有很高的计算效率和精度.把数值结果与五阶Stokes波理论解和聚焦波实验结果相比较,并计算了初始面升高引起箱体内液体运动问题,验证了所建立的数值计算模型的有效性.     

非饱和带溶质运移问题的有限元解法

ＳＵＰＧ有限元法应用于土体的非饱和溶质运移问题,导出了其数值表达式,编制了计算程序。以一维入渗问题为例进行了数值计算,与其他方法及野外试验结果进行了对比,表明该方法是正确的、稳定的,可用于非饱和带溶质运移问题的实际计算。     

控制-状态受限椭圆最优控制问题的新误差估计

构建了控制-状态积分受限椭圆最优控制问题的谱方法计算格式,推导了最优性条件,并利用收敛性结果和分类讨论的方法对拉格朗日乘子的逼近误差进行估计,进而得出了后验误差估计结果.文中为偏微分方程最优控制问题提供了具有高精度的求解方法,并为发展最优控制问题的hp自适应谱元方法计算奠定了基础.     

无网格伽辽金法在施工导流二维数值模拟中的应用

针对有限元法等传统数值计算方法存在受单元网格限制、前后处理工作复杂的问题,提出应用一种数值计算方法--无网格伽辽金法,对具有简单边界条件的水利水电工程施工导流的恒定二维浅水流动问题进行了分析、计算.同时利用有限元法进行了对比计算,从流速、水位的计算结果来看,两种计算方法结果相近、误差较小,表明采用无网格伽辽金法解决此类问题是可行的.