过刊目录

2011年, 第28卷, 第2期
刊出日期：2011-03-25 上一期    下一期
---
论文   

全全选选:

导出引用 EndNote Ris BibTeX

隐藏/显示图片

论文

Select

二维可压缩流体力学Lagrange有限点方法 孙顺凯 2011, 28(2): 159-166.  摘要 ( )   PDF(579KB) ( )   提出二维可压缩流体力学问题的拉格朗日有限点方法,将求解区域离散为适当的点集.在每个时间步,每个离散点与其周围适当的五个邻点组成一个基本计算单元.在每个计算单元上,利用有限点方法中的典型微分算子的五点近似公式直接离散流体力学方程中的微分算子,并在每个方程中加上一个人为拉普拉斯粘性项,达到稳定格式的目的.给出时间步长的自动选取算法.数值算例结果验证了算法的有效性,初步展示了其计算大变形流体问题的良好发展潜力.

Select

基于高阶守恒重映对窗口嵌入技术的改进 张宇飞, 陈海昕, 符松 2011, 28(2): 167-173.  摘要 ( )   PDF(910KB) ( )   采用高阶守恒重映方法提高窗口嵌入技术中非点对点搭接网格界面的流场信息传递精度和分辨率,研究不同精度和模板选择方式下的重构对重映精度的影响.界面守恒变量的数据重构使用常数分布、线性分布和二次多项式分布.结果表明,基于WENO的线性重构在精度和计算量方面获得了较好的平衡.将改进的方法应用于机翼贴片修补问题的数值模拟,成功模拟出修补后翼面压力分布出现的明显跳跃.

Select

一种求解流体力学方程组的自适应显式时间积分算法及其应用 刘青凯, 徐小文, 吴俊峰 2011, 28(2): 174-180.  摘要 ( )   PDF(609KB) ( )   针对交替方向显式离散格式,提出一个基于结构网格局部加密技术(SAMR)的求解流体力学方程组的自适应时间积分算法;基于该算法,在JASMIN框架上研制多介质流体力学并行自适应数值模拟程序;在512个处理器上模拟惯性约束聚变中的二维内爆模型.数值模拟结果和并行性能分析显示了算法的正确性和并行实现的高效率.

Select

非定常Navier-Stokes方程基于完全重叠型区域分解的有限元并行算法 尚月强, 何银年 2011, 28(2): 181-187.  摘要 ( )   PDF(309KB) ( )   基于完全重叠型区域分解技巧,提出三种求解非定常Navier-Stokes方程的有限元并行算法.其基本思想是首先对空间施行完全重叠区域分解,然后各个处理器使用向后Euler格式独立并行求解关于时间t的常微分方程;对于非线性的对流项,分别采用半隐格式和全隐格式进行处理.算法中每个处理器所负责的子问题是一个全局问题,它定义在整个求解区域上,但绝大部分自由度来自其所负责的子区域,从而使得算法实现简单,通信需求少.数值算例验证了算法的有效性及其良好的并行性能.

Select

基于静动态重构的高阶DG/FV混合格式在二维非结构网格中的推广 张来平, 刘伟, 贺立新, 赫新, 邓小刚 2011, 28(2): 188-198.  摘要 ( )   PDF(647KB) ( )   通过比较间断Galerkin有限元方法(DGM)和有限体积方法(FVM),提出"静态重构"和"动态重构"的概念,进一步建立基于静动态"混合重构"算法的三阶DG/FV混合格式.在DG/FV混合格式中,单元平均值和一阶导数由DGM方法"动态重构",二阶导数利用FVM方法"静态重构";在此基础上,构造高阶多项式插值函数,得到三阶精度的DG/FV混合格式.将DG/FV混合格式推广应用于二维非结构网格,求解二维标量方程和Euler方程.典型算例数值实验表明,DG/FV混合格式达到了理想中的三阶精度.

Select

曲率相关的爆轰波在非结构四边形网格上的数值方法 程俊霞 2011, 28(2): 199-206.  摘要 ( )   PDF(509KB) ( )   假设爆轰波阵面的法向速度是曲率的线性函数,在非结构四边形网格上采用水平集方法模拟爆轰波阵面的运动过程.水平集方程的曲率无关项采用正格式离散,曲率项采用伽辽金等参有限元方法空间离散,时间离散采用半隐格式.在笛卡儿网格和随机网格上,含曲率的水平集方程的离散格式为强一阶精度,重新初始化方程的离散格式精度为近似一阶精度.曲率收缩的不光滑界面和多个爆轰波阵面相互作用的算例说明格式可有效地模拟爆轰波与曲率相关的运动.

Select

高速碰撞数值计算中的SPH分区算法 卞梁, 王肖钧, 章杰, 赵凯 2011, 28(2): 207-212.  摘要 ( )   PDF(585KB) ( )   针对高速碰撞问题大变形局部化的特点,提出一种分区计算的光滑粒子法.将整个计算域划分为若干子域,在可能发生大变形的子域布置较多的粒子,其它子域布置较少的粒子.分析子域交界面上产生计算不稳定的原因并提出解决方案.采用该方法对长杆弹侵彻厚靶板问题进行数值模拟,并与传统方法进行对比.结果表明,分区算法在保证计算精度的前提下,能显著提高光滑粒子法的计算效率.

Select

SPH后处理研究 郑俊, 于开平, 魏英杰, 张嘉钟 2011, 28(2): 213-218.  摘要 ( )   PDF(423KB) ( )   提出一套相对完整的光滑粒子流体动力学(SPH)后处理方法.凸区域和严重变形的非凸区域上的SPH计算结果都可用该方法处理.首先,对SPH粒子集进行Delaunay三角化,可得到由粒子作为节点的三角单元集;根据每个单元中三个节点是否彼此为粒子作用对,决定是否将该单元从单元集中删除.将保留下的单元作为有限单元并利用它们节点上的函数值,根据有限元插值方法即可得单元内部任何一点的函数值.根据该方法,可提取介质的自由表面.数值算例表明方法可行.对含固体壁面、严重粒子飞溅、多重介质互相作用的情况,提出相应对策;为SPH以至其它无网格方法形成较通用的后处理软件提供可行的途径.

Select

一种有限元-光滑粒子流体动力学耦合算法 肖毅华, 胡德安, 韩旭 2011, 28(2): 219-224.  摘要 ( )   PDF(580KB) ( )   介绍一种新的有限元-光滑粒子流体动力学耦合算法.通过将SPH法中的粒子固连到单元边界上实现有限元计算与SPH计算的耦合,粒子可以连接到单元边界上的任意点,且一条单元边界可以与多个粒子连接,耦合界面处粒子分布与单元分布无相互限制.应用该算法模拟应力波传播和高速冲击问题.结果表明,算法在应力波传播计算中具有良好的精度,在高速冲击问题中计算精度与SPH法相近的,而计算效率大大提高.

Select

用格子Boltzmann方法模拟壁面微结构对管流特性的影响 张任良, 狄勤丰, 王新亮, 顾春元, 王文昌 2011, 28(2): 225-229.  摘要 ( )   PDF(371KB) ( )   采用格子Boltzmann方法和Shan-Chen多相流模型,模拟液滴在常力驱动下在微管道内的流动,研究微孔道壁面润湿性和几何结构对降压增注效果的影响.阐明具有一定粗糙度的疏水表面阻力减小的原因,研究表明,壁面润湿性和粗糙度对管流特性有显著的影响,同时也表明,用Lattice Boltzmann方法模拟,具有相当精确的可预测性,在石油储层微观渗流减阻机制研究方面有很好的应用前景,其可为研究纳米降压增注效果提供有用工具.

Select

裂缝性油藏水平井产能计算方法 程林松, 皮建, 廉培庆, 黄世军 2011, 28(2): 230-236.  摘要 ( )   PDF(329KB) ( )   根据裂缝性油藏水平井渗流特征,将渗流区域等效为近井区域和远井区域.远井区域视为连续均匀介质.在近井区域,基于势叠加、镜像反映原理和微元线汇思想,建立考虑天然裂缝和水平井生产段共同渗流的耦合模型.组合两个流动区域得到裂缝性油藏水平井产能评价模型,并进行求解.实例计算结果表明,由于考虑了裂缝之间的干扰,用建立的模型计算的水平井产能小于用理论公式计算的水平井的产能,与实际产能比较接近;随着裂缝密度增加,产量逐渐增加,但增加的幅度降低.

Select

多层快速多极子算法中的两步插值技术 向道朴, 周东明, 何建国 2011, 28(2): 237-242.  摘要 ( )   PDF(303KB) ( )   多层快速多极子算法(MLFMA)在快速多极子算法(FMM)的基础上按多层聚集、层间转移和多层扩散的思路以达到优化矩阵向量积的运算的目的,其中多层聚集和多层扩散过程,随着层数递增,角谱积分采样点数逐层递增,为了快速计算角谱积分,需要采用插值技术和反插值技术以提高计算效率.应用两步插值技术替代传统的单步插值技术,大幅提高了多层快速多极子层间插值反插值操作的计算效率,对于应用普通个人计算机求解特大电大尺寸问题,具有重要意义.

Select

粒子模拟中的一种高频噪声抑制算法 刘大刚, 周俊, 杨超, 蒙林 2011, 28(2): 243-249.  摘要 ( )   PDF(360KB) ( )   对粒子模拟中的高频噪声的产生机理进行分析,并给出一种既能对高频数值噪声进行过滤又能满足Q值较高的相对论型微波器件计算要求的时域有限差分(FDTD)算法——High_Q FDTD算法.在中心差分FDTD算法和时偏FDTD算法的基础上,给出High_Q算法的计算公式,并着重分析算法的稳定性与收敛性.通过对相对论返波管(RBWO)的计算,将计算结果与中心差分和时偏FDTD算法的计算结果比较,验证算法有较好的滤波特性和计算精度.

Select

射频辉光放电CH4等离子体中电子的能量分布 吕少波, 蔺增, 王庆, 巴德纯 2011, 28(2): 250-258.  摘要 ( )   PDF(1338KB) ( )   通过求解Lorentz简化的玻尔兹曼方程,得到射频放电CH4等离子体中电子的能量分布函数.求解过程中使用一个简化的射频电场模型代替泊松方程求解放电电场.共计包含6类环境气体及27种电子碰撞反应.通过EEDF对等离子体中的电子反应率系数、电子平均能量、电子的传输率系数等进行求解分析.结果表明,在等离子体鞘层区域电子能量具有Maxwell分布形式,在正柱区域具有Druyvesteyn分布形式.最高电子能量和最大反应率系数出现在鞘层区域.电子的迁移率系数和扩散率系数随射频周期的演化时空分布不均匀.

Select

高阶CIP数值方法及其在相关物理问题中的应用 傅德月, 彭晓东 2011, 28(2): 259-267.  摘要 ( )   PDF(496KB) ( )   利用函数的高阶空间导数值构建其高次插值,得到高阶CIP(Constrained Interpolation Profile)数值算法,并在此基础上模拟研究等离子体物理中著名的伏拉索夫-泊松(Vlasov-Poisson)方程相关物理问题.高阶CIP数值方法具有更高数值精度,从而可以在同等精度的情况下减少计算格点数,加速数值计算速度.

Select

光子相关光谱的自寻优累积反演算法实现 邱健, 杨冠玲, 韩鹏, 陈超雄 2011, 28(2): 268-274.  摘要 ( )   PDF(382KB) ( )   提出自寻优方案改进,用于光子相关光谱技术测量纳米颗粒粒径及分布的累积反演算法.阐述光子相关光谱技术测量纳米颗粒的基本原理.详细分析光子相关光谱技术中传统累积反演算法的原理,分析传统方法中造成反演结果不稳定的主要原因.提出以标准差为判定依据的自寻优累积反演算法,改善累积反演算法的测量精度和稳定性.实验结果证明方法可行可靠.

Select

Klein-Gordon-Schrödinger方程的辛Fourier拟谱格式 王兰, 马院萍, 孔令华, 段雅丽 2011, 28(2): 275-282.  摘要 ( )   PDF(293KB) ( )   主要讨论Klein-Gordon-Schrödinger方程的Fourier拟谱辛格式,包括中点公式和Störmer/Verlet格式.首先构造一个哈密尔顿方程,针对此哈密尔顿方程,在空间方向用Fourier拟谱离散得到一个有限维的哈密尔顿系统,对此有限维系统在时间方向用Störmer/Verlet方法离散得到KGS方程的完全显式的辛格式.中点格式虽然是隐式的但效率也很高,且具有质量守恒律.数值实验表明,辛格式能够在长时间内很好地模拟各类孤立波.

Select

一种新的二维离散Hartley变换算法 董志芳, 伍家松, 舒华忠 2011, 28(2): 283-288.  摘要 ( )   PDF(450KB) ( )   提出一种新的基于离散矩的二维离散Hartley变换(DHT)快速算法,并应用于MRI图像压缩.通过核函数的变换和泰勒展开,将二维DHT用线性离散矩加权和近似,这样可以利用一种简单的并行计算结构,适用于任意长度的序列并具有很高的计算精度,应用于MRI图像压缩,当压缩32倍时,依然具有很高的峰值信噪比.

Select

液态氧化铝结构的分子动力学模拟 吴言宁, 王丽萍, 朱义强, 黄银生, 王戴木 2011, 28(2): 289-294.  摘要 ( )   PDF(587KB) ( )   利用分子动力学模拟液态氧化铝从2663 K到过冷温度2223 K的结构变化,通过总双体分布函数得到的液态氧化铝的原子第一、第二近邻距离与Ansell研究小组的实验结果基本一致.通过配位数和偏角分布函数的分析,液态氧化铝的局域结构主要是由氧的三重铝原子配位和铝原子四重(AlO4)和五重(AlO5)氧原子配位组成.没有观察到可能因铝原子高、低配位数氧原子的团簇分离而出现的液-液相变.

Select

同分异构体分子器件的电输运特性 刘瑞金, 李宗良, 王传奎 2011, 28(2): 295-300.  摘要 ( )   PDF(324KB) ( )   利用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,计算杂环分子体系同分异构体的电导和电流.结果表明,扩展分子轨道和耦合系数是影响分子体系电输运特性的两个重要因素.各同分异构体中氮原子位置和终端原子的不同,使其分子轨道的扩展性和与电极的耦合程度存在差别,导致其电输运特性的差异.

Select

固-流结构矩形掺杂声子晶体的滤波特性 刘启能 2011, 28(2): 301-305.  摘要 ( )   PDF(336KB) ( )   利用一维固-流结构矩形掺杂声子晶体中弹性波横向受限的条件,推导出弹性波在一维固-流结构矩形掺杂声子晶体中各个模式满足的关系式.研究弹性波各模式的缺陷模随模式量子数和杂质厚度的变化规律.利用缺陷模随模式量子数的变化规律可以实现多通道滤波,利用缺陷模随杂质厚度的变化规律可以实现调谐滤波.

Select

结终端采用JTE保护技术的4H-SiC PiN二极管模拟和研制 张发生, 张玉明 2011, 28(2): 306-312.  摘要 ( )   PDF(303KB) ( )   利用二维器件模拟软件ISE-TCAD 10.0,对结终端采用结扩展保护技术的4H-SiC PiN二极管平面器件进行反向耐压特性的模拟,并获得许多有价值的模拟数据.依据所得的模拟数据进行此种二极管器件的研制.实验测试表明,此二极管的模拟优化数据与实验测试的结果一致性较好,4H-SiC PiN二极管所测得到的反向电压达1600 V,该反向耐压数值达到理想平面结的击穿耐压90%以上.

Select

基于电力网络的级联故障模型 周海平, 蔡绍洪 2011, 28(2): 313-316.  摘要 ( )   PDF(237KB) ( )   以电力系统的停电事故为例,提出一种节点具有能量耗散和扩容行为的级联故障模型,并分别在二维规则网络和无标度网络上对该系统的演化过程进行计算机模拟.结果表明,在两种不同结构的网络中系统的演化过程都出现了自组织临界现象,说明网络中节点能量的耗散及容量的扩充是导致电力系统出现自组织临界现象的重要因素.此外,还发现无标度网络中的最大级联故障规模要远大于二维规则网络中的级联故障规模.