随机数学中若干典型问题的计算机仿真

运用计算机代数系统Maple研究了随机数学中若干典型问题的计算机仿真．研究结果表明，计算机仿真是数学实验的重要手段之一，也是科学研究的重要方法．     

二维溃坝洪水波演进的数值模拟及动态显示

采用基于MacCormack预测—校正技术的隐式数值格式求解控制水流运动的二维浅水方程，建立了模拟大坝瞬间全溃或局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型；应用该模型对矩形明渠中缓、急流过渡的水面曲线进行了数值计算，并与理论解进行了比较；最后用该模型预测了矩形河道中大坝瞬间局部溃倒的洪水演进过程，并对模拟结果进行了定性分析。比较与分析结果表明，该模型对模拟溃坝洪水波很有效。     

碾压混凝土直剪试件细观结构的数值模拟

从细观层次上将碾压混凝土试件当作是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者间的粘结带以及水泥砂浆中间层面组成的非均质复合材料，由随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构，用非线性有限元法模拟试件在直剪作用下的细观损伤断裂，从而求得其宏观抗剪断强度，计算结果与《混凝土重力坝设计规范》所提供的参考值较为吻合，据此还进行了试件破坏机理分析，应用此种计算方法，可节省直剪试验工作量，并可进行直剪试件的尺寸效应分析，有广阔的应用前景。     

周期性机械系统误差的内模控制研究

根据内模控制原理，针对以正弦规律变化的机械系统误差，设计了一种改进的内模控制器，并用于滚齿运动误差的计算机补偿控制中，以取代常规的比例积分微分调节器．在对滚齿运动误差来源进行分析的基础上，建立起滚齿工作台转角误差的数学模型，借助于Matlab软件平台，对模型准确和有误差的情况进行了仿真实验．仿真和实际应用结果表明，改进的内模控制器能使滚齿机工作台的转角输出准确地跟踪计算机补偿输入，因此有效地消除了滚齿运动误差，使系统对设计时的建模误差具有较强的鲁棒性．     

污水处理塔加固环强度的有限元数值模拟

对加固环的受力分布情况进行了分析，用有限元法对其受力强度进行了数值计算。结果表明，加固环应该处于污水处理塔柱体与锥体的连接处，且加固环的横截面积A≥45cm^2时，即可保证污水处理塔工作的稳定性和安全性。     

基于喷水强度均匀分布的多级阻尼集管设计

利用计算流体动力学(CFD)和有限元数值模拟方法(FEM)，研究了阻尼板数量和阻尼孔布置方式对集管管内流动和喷水强度分布的影响．对无阻尼板、一道阻尼板对称结构、两道阻尼板对称结构、一道阻尼板非对称结构等四种集管阻尼形式的喷水强度及其偏差进行了比较，两道阻尼板对称结构阻尼的集管喷水强度相对偏差最小．     

计算机模拟的认知功能及其可能性

尽管计算机模拟实现了人类认知功能的物化，也为揭示人类认知活动机理开辟了新的途径，但学术界对认知功能的计算机模拟仍存在不同评价。为此，本文从理论层面对认知模拟作了辩证分析，在肯定其具有三项意义的同时，也指出其无法克服的诸多局限。笔者认为，客观评价认知功能的计算机模拟，有助于认知科学家在理论研究中尽早揭示和了解人类认知的规律与机制，在应用研究中能牢牢把握智能模拟的正确方向。     

应用于微波电磁场FDTD数值模拟的吸收边界条件

在应用FDTD方法模拟复杂空间中微波电磁场分布时,不仅要考虑入射电磁波的贡献,还要考虑反射电磁波的影响。对于后者,一般常采用吸收边界条件的方法予以处理。针对TEM电磁波的传播特点,推导出了一种新的吸收边界条件的表达式,并利用其对微波法金刚石膜沉积系统沉积室中电磁场的分布进行了数值模拟。     

基于电磁暂态仿真的电压骤降概率评估

为了准确预测电力系统中电压骤降的特性及后果,提出了基于非序贯Monte-Carlo模拟和电磁暂态仿真相结合的电力系统电压骤降的概率评估新方法和概率评估指标体系。Monte-Carlo法的优点在于能反映电力系统的随机特性,使用该方法几乎不受系统复杂性的限制。算法利用Monte-Carlo仿真得到各种故障信息,通过仿真程序PSCAD/EMTDC对Monte-Carlo模拟法随机产生的各种故障形态进行仿真计算,最后分析统计得到系统和敏感负荷点电压骤降的各项概率指标。文中以RBTS标准测试系统为例进行了分析计算,结果表明模型和算法是可行的。     

发汗冷却湍流换热过程的数值模拟

为了验证湍流二方程模型在数值模拟发汗冷却过程的适用性,在PHEONICS3.3软件平台上采用两层k-ε湍流模型对无发汗冷却和有发汗冷却时的矩形槽道内湍流流动和换热进行了数值模拟。计算结果表明:发汗冷却使得边界层显著增厚,壁面摩擦阻力因数大为减小;随着冷却气体流量的增加,壁面温度和局部对流换热系数都大大下降。在注入率为1%左右时,发汗冷却段的壁面温度相对值降到了20%左右,局部对流换热系数相对值降到了50%以下。所得到的计算结果与已有关系式符合得很好:注入率在2%以内时误差小于10%。