显式完全平方守恒差分格式的构造及其初步检验

构造完全平方守恒型差分格式是克服非线性计算不稳定的重要措施之一,并且在大气和海洋问题的数值模拟中已得到广泛的应用。以往构造的完全平方守恒的差分格式一般是隐式的,而具体求解时总是化为显式方式近似地求解。既然如此,能否直接构造出显式的完全平方守恒或完全能量守恒的差分格式呢?答案是肯定的。在文献[1]的基础上,本文采用加耗散的方式构造了多种形式的显式完全平方守恒的差分格式,并用Rossby-Haurwitz波进行了初步的检验,结果令人满意。     

发展方程的一种经济的差分计算方法及其应用

提高差分格式的计算精度和节省计算时间是数值天气预报十分关心的两大课题.本文根据大气运动适应过程(快过程)和演变过程(慢过程)的可分性对显式完全平方守恒差分格式进行分解计算.在此基础上,对适应项作了进一步分解的数值试验,发现一种影响积分运算不稳定的因素,并相应地引入积分区域“扣除-补偿”的计算方法加以克服,使积分时间步长增大了很多,节省了大量计算时间。用4波的Rossby-Haurwitz波进行检验,结果令人满意。本文还做了一些对比试验,得出了一些有意义的结论。考虑发展方程     

关于显式平方守恒格式精度的证明

自从我们建立显式平方守恒格式以来,该类格式得到了很大的发展和完善,并在实际应用中取得了显著的省时效果,节省了5～8倍的CPU时间.因此,该类格式不仅具有重要的理论意义,而且具有很强的实用价值.为了使显式平方守恒格式能够得到进一步的推广和应用,近年来我们对它作了更深入的研究.我们先从理论上进行了改进和完善工作,然后在大气环流模式、短期气候谱模式以及Hamilton系统等中作了应用检验,均取得良好的效果.其中一个重要的完善工作就是本文将要介绍的关于显式平方守恒格式精度的理论证明,关于这类格式的精度,在作者的博士论文和文献中虽给出了一个估计性定理,但只就特殊情形作了验证,并没有给出一般的证明方法.为了完善这方面的工作,本文将给出一个证明.     

一种判定非线性发展方程差分格式计算稳定性的新方法

针对非线性发展方程的非守恒差分和式和非周期边界条件,以一维非线性平流方程为例,给出了一种判定差分格式计算稳定性的新方法。数值试验证明是实用的和有效的,得到的稳定性判据的确定是保证差分格式计算稳定的必要条件。     

一种新型式的Boussinesq方程

Boussinesq方程关于变水深问题的应用早已被Peresrine所推导,其作用能够描述不规则波与方向谱在浅水区的非线性作用和能量转换。其沿水深积分使三维波浪传播问题转化成二维问题进行处理。近些年来,一些工作已经扩展了Boussinesq方程在深水中的应用范围,靠促进其方程频散性来实现。Madsen仿Witting作法采用变量线性组合构成的量级小项,加入到动量方程中来拓展变水深条件下的Boussinesq频散性,使其达到了2阶频散精度。Nwogu采用水深之某一特定层的水平速度变量来推导出可随不同水深层的选取来达到改善其频散精度的Boussinesq方程。     

一种新的高效高精度隐式矢通量差分方法

现代流体机械都向着高效率方向发展,航空发动机、工业燃气轮机、蒸汽轮机等现代原动机还不断提高功率,因而必然会对其通流部分的设计提出更高的要求。而其内部流动结构极为复杂,有二次流、边界层的发展转捩现象、分离、再附以及级间的干涉等等,现代叶栅还有部分工作在亚音、部分工作在超音的跨音流动状态。因此对流场的研究、设计应从两方面着手,一是粘性绕流问题;另一是内部的跨音流动。     

半隐式完全平方守恒时间差分格式的构造及其初步检验

以往构造的完全平方守恒时间差分格式是完全隐式的,通常需要求解非线性方程组,故往往仅具有理论上的价值,虽然可以用“瞬时线性化”方法将其化为线性方程组求解,但它对积分时间步长又带来了新的限制,因此,计算量仍然嫌大。最近文献[2]设计出显式完全平方守恒时间差分格式,并通过了初步检验,这是一个很重要的进展。但显式格式时间积分步长由于显式计算稳定判据的约束,用做预报方案时需要的积分时间仍然过大,因而不利于推广使用。     

对流扩散方程的高精度算法

对流扩散方程是描述动量、涡量、热量和能量输运过程的基本运动微分方程。传统的算法是一阶或二阶精度的中心差分或迎风差分格式。许多人一直致力于设计高精度、计算过程稳定的有限差分格式。林群、吕涛提出了一种预示校正差分格式。本文在Poisson方程高精度算法的基础上构造出一种求解对流扩散方程新的有限差分格式。     

多守恒差分格式的构造及其数值试验

针对全球正压浅水波方程, 通过选取合理的表示形式, 并对半离散方程的空间差分部分加以巧妙的修正, 使得其守恒性由原来的3个增加到4个, 最终构造出具有4个守恒性的差分格式, 并在数值检验中取得好的模拟效果.     

矩量的显式表示

在许多逼近问题中,需要求出算子的矩量,但矩量的实际计算并不容易,即使对熟知的几个线性算子,迄今仍无矩量的显式计算公式,本文对Bernstein算子,给出任意阶矩量的计算公式,同时得出几个组合公式.     

引力规范理论的一种方案

一就大范围吋空而言,在一定精度上证实洛仑兹不变性的实验只具有局部的意义.而且,定域性场论也没有理由要求不同时空点的洛仑兹标架的选取有內在的联系.因此,把场论的基础从全时空的洛仑兹不变性改变为局部洛仑兹不变性,应当更深刻地反映物理世界的本质.     

地震预报的一种可靠方法

地壳最外层(30公里左右)是由坚硬的岩石组成的.在这层地壳内,始终存在着起因尚不清楚的地质构造力的作用.某些地区暂时尚能抵挡住在这些力的作用下形成的位移,但结果是这一地区内的应力梯度逐渐增大.这种应力的积聚过程可能长达几百年到几千年,最后,当局部应力达到足够的强度时,就会引起     

有限单群的一种新刻划

在本世纪70,80年代,Kwok Marcel等和Adilson等人证明了PSL(2,2~m),G_2(q),J_1可由其特征标表唯一决定.本文将证明如下:主要定理 设G是有限群,M是单群,G和M有相同的特征标表,则G(?)M.我们的证明思路是这样:由文献[5]知,要证明主要定理只需证明B_n(q)和C_n(q),q为奇质数幂,不能有相同的特征标表.我们下面去证B_n(q)和C_n(q)的共轭类长度之集合不同.     

应对气候变化：一种综合的减排方案

有关联合国气候变化的谈判,最不堪回首的,是4年前以失败而告终的在哥本哈根举行的第十五届缔约方会议——由《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）组织召集的此次会议上,各国元首未能制定出一份全世界期盼已久的具有牢固约束力的条约.     

在Auto CAD中标注表面结构符号的一种方法

零件的表面结构符号是衡量零件表面加工质量的一项重要技术指标,也是机械图样中经常使用的一种标注符号.而在Auto CAD绘图环境下,自动化和智能化的标注表面结构符号的方法在该绘图软件中没有提供.因此,探讨方便快捷的标注表面结构符号的方法,对提高绘图的效率和质量、减轻劳动强度有着积极的意义.在分析国家标准GB/T131-2006<产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法>的基础上,从表面结构符号的绘制、标注位置、方向以及表面结构符号数值的注写,提出了一种在Auto CAD中标注表面结构符号方便可行的方法.     

一种定量分析量子秘密共享方案安全性的新方法

由于量子加密的无条件安全性和窃听的可检测性,在过去的二十多年里,量子加密引起了国内外科学界和工业界的研究热潮,并已成为计算机科学和物理中的一个重要研究方向.量子加密将量子力学和经典密码学相结合,利用量子物理的客观规律来保证通信的安全.量子秘密共享     

一种优化的交错变网格有限差分法及其在井间声波中的应用

提出了一种优化交错变网格有限差分算法, 并在二维速度-应力关系的弹性波方程中实现. 利用频散关系守恒准则构造了四阶精度的差分算子, 该算法属于连续变网格方法, 不需要在精细网格和粗糙网格之间进行插值. 将优化算法的数值结果与解析解及八阶规则交错网格差分算法进行了比较, 验证了该算法的精度. 与基于Taylor展开的变网格有限差分算法比较可知, 优化算法的频散特性较好, 在数值模拟中可使用更粗糙的网格. 将提出的优化算法应用于复杂的井间声波模型. 该数值实例表明, 优化算法可以节省大量的计算内存和计算时间, 同时具有优良的稳定性.     

在AutoCAD中标注表面结构符号的一种方法

零件的表面结构符号是衡量零件表面加工质量的一项重要技术指标,也是机械图样中经常使用的一种标注符号。而在AutoCAD绘图环境下,自动化和智能化的标注表面结构符号的方法在该绘图软件中没有提供。因此,探讨方便快捷的标注表面结构符号的方法,对提高绘图的效率和质量、减轻劳动强度有着积极的意义。在分析国家标准GB／T131--2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》的基础上,从表面结构符号的绘制、标注位置、方向以及表面结构符号数值的注写,提出了一种在AutoCAD中标注表面结构符号方便可行的方法。     

广义Fisher方程的显式精确孤波解

1975—1978年,Aronson和Weinberger系统地研究了如下的非线性问题这里要求非线性函数f(u)满足如下的泛定条件在相应的限制下,文献[1,2]给出了非线性方程(1)解的渐近行为相当普遍和深入的讨论。所得重要结论之一表明,在任意局域的初始扰动下,方程(1)的解将发展成为具有确定波速的局域行波。这种性质的行波是耗散系统中的一种孤波。