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强脉动压力下飞行器随机振动分析算法与并行实现

范宣华, 王柯颖, 肖世富, 陈璞

计算物理 2021, 38 (2): 192-198. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8208

摘要（211）

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PDF （2911KB）（1059）

以飞行器再入大气层过程中承受多点强相关脉动压力下的随机振动分析为研究背景，从自由体模态分析入手，考虑脉动压力之间的强相关性，建立自由体动力学方程并推导刚-弹模态耦合作用下的随机振动理论，完成算法设计并在自主并行软件平台PANDA中进行代码实现，通过典型飞行器算例开展正确性验证和应用研究。研究表明：飞行器再入过程的刚体运动对结构在低频段的响应影响显著，甚至起到主导作用，越靠近零频附近，这种影响越大；在中高频段，弹性响应逐渐占据主导地位。基于自主研发形成的随机振动分析模块可以较好地模拟飞行器再入过程脉动压力诱导的随机振动响应，具备超大规模并行计算能力。

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圆内开缝圆自然对流的Ruelle-Takens混沌道路

赵明, 王柯, 余端民

计算物理 2020, 37 (6): 667-676. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8159

摘要（398）

HTML （8）

PDF （2216KB）（1576）

使用热格子Boltzmann方法针对圆内开缝圆自然对流的流动与换热进行数值模拟，通过相空间、功率谱等进行非线性动力学特性分析，研究其流动与换热的稳定性.结果表明：随着瑞利数Ra的增加，流场的相图从开始稳定的平衡点经历Hopf分岔后转变为极限环，表明流场进入一个倍周期性振荡状态；随着瑞利数进一步增加，稳定的极限环分岔为二维环面，系统相空间结构复杂化；当瑞利数Ra大于某一临界值时，二维环面分岔突变进入混沌状态，系统在相空间中出现非常复杂的轨线结构.总体上，通过系统不同瑞利数所对应的非线性动力学特性的表现形式，表明系统经过Ruelle-Takens道路到达混沌，展现出自然对流从稳定的流动和换热发展到非线性运动特征的混沌历程.

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基于PANDA平台的多点基础激励谐响应的并行计算

于晨阳, 范宣华, 王柯颖, 肖世富

计算物理 2018, 35 (4): 443-450. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7708

摘要（446）

HTML （1）

PDF （2083KB）（1483）

基于PANDA自主并行计算平台，采用模态叠加法对多点基础激励作用下的谐响应分析开展算法设计和并行实现研究，构建相应的并行求解模块.结合商业有限元软件对研发模块的正确性进行验证；将该模块应用于某光机装置，实现11.88亿自由度超大规模的高效并行求解.结果表明：研发的多点基础激励谐响应分析模块可用于复杂装备的高效精细数值模拟，具备强大的并行计算能力，最大可扩展CPU核数可达数千个，远超现有通用商业有限元软件.

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