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2008年, 第25卷, 第1期
刊出日期：2008-01-25 上一期    下一期
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研究论文   

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研究论文

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辐射输运菱形差分SN方程的扩散综合加速方法 李双贵, 冯庭桂 2008, 25(1): 1-6.  摘要 ( )   PDF(323KB) ( )   讨论辐射输运菱形差分SN方程的源迭代加速方法,在一维情形下给出与输运算子离散相容的线性多频灰体加速计算格式.数值算例表明该加速算法是健壮有效的.

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九点格式中网格边上切向流的计算——节点自适应加权格式 袁光伟, 杭旭登 2008, 25(1): 7-14.  摘要 ( )   PDF(349KB) ( )   针对网格扭曲的不同情形,直接考虑网格边上切向流的离散.基于扩散方程法向流连续的条件,给出离散法向流的构造,导出扭曲网格上九点计算格式中网格边上离散切向流的表达式,从而推导出加权系数的计算公式,适应于各种扭曲的网格.数值结果表明,与九点格式中节点量简单加权的方法相比,基于网格边离散切向流的节点自适应加权九点格式的精度有明显改进,迭代求解次数减少,计算效率明显提高.

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核爆氘能发电爆室设计中的物理问题 刘成安 2008, 25(1): 15-21.  摘要 ( )   PDF(379KB) ( )   对10 kt TNT级核爆氘能发电爆室设计中的物理问题作初步分析.估算热载体钠的最低用量,分析影响钠汽化的物理因素及对阻尼核爆击波的作用.对爆室中核爆非静态过程——冲击波对爆室外壳的作用强度及爆室外壳对核爆击波耐受能力作定性的评估.

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非结构网格边粘性公式 葛全文, 林忠, 王瑞利 2008, 25(1): 22-28.  摘要 ( )   PDF(419KB) ( )   利用Kuropatenko提出的人为粘性形式和Christiansen建议的TVD(Total Variation Diminishing)输运限制子构造非结构网格边粘性,用最大角原则选择邻边构造限制子,研制包括边粘性的相容流体程序,给出边粘性与体粘性数值模拟比较,对Saltzman活塞问题、Noh问题进行数值实验.数值实验结果比较说明,非结构网格边粘性准确检出强速度梯度不存在的情形,减弱人为粘性力的作用,有效捕捉流体的激波间断,提高模拟精度.

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双曲型守恒律的一种五阶半离散中心迎风格式 胡彦梅, 陈建忠, 封建湖 2008, 25(1): 29-35.  摘要 ( )   PDF(394KB) ( )   给出一种求解双曲型守恒律的五阶半离散中心迎风格式.对一维问题,该格式以五阶中心WENO重构为基础;对二维问题,用逐维计算的方法将五阶中心WENO重构进行推广.时间方向的离散采用Runge-Kutta方法.格式保持了中心差分格式简单的优点,即不用求解Riemann问题,避免进行特征分解.用该格式对一维和二维Euler方程进行数值试验,结果表明该格式是高精度、高分辨率的.

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激光线聚焦驱动平面银靶的二维数值模拟 郑无敌, 张国平 2008, 25(1): 36-42.  摘要 ( )   PDF(597KB) ( )   介绍新研制的二维非平衡辐射流体力学程序XRL2D的物理方程以及计算方法,并对神光Ⅱ上典型的类镍银X光激光实验条件,用3种ALE计算方法模拟了预主脉冲线聚焦驱动银平面靶的流体运动.几种方法模拟给出的物理图像清晰且相似,类镍离子丰度分布呈弯月形,同实验上XRL场图呈弯月形分布一致.对3种计算方法给出的结果进行了细致的比较分析.

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粒子模拟程序的发展及其在激光等离子体相互作用研究中的应用 陈民, 盛政明, 郑君, 马燕云, 张杰 2008, 25(1): 43-50.  摘要 ( )   PDF(637KB) ( )   介绍针对超短超强激光脉冲与等离子体相互作用研究的多维粒子模拟程序KLAP.在其一维程序KLAP1D中,考虑场电离、碰撞离化及两体碰撞效应后,程序可以用于研究短脉冲激光与中性物质的相互作用.在其三维程序KLAP3D中,为了研究加速能量达GeV的长距离激光尾波场加速问题,程序采用移动窗口技术,使得模拟尺度可以达到厘米量级.同时介绍了利用KLAP程序得到的有关THz辐射、激光与中性气体相互作用中的脉冲及离化波前演化、激光固体靶作用中表面电子加速及激光尾波场加速的研究实例.

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一种求解可压缩Navier-Stokes方程的隐式迭代时间推进方法 高慧, 周晓君 2008, 25(1): 51-57.  摘要 ( )   PDF(449KB) ( )   针对有壁面边界的可压缩流动问题,提出与基于非等距网格的高精度紧致型差分格式相结合的简化隐式迭代时间推进法,建立求解可压缩Navier-Stokes方程的直接数值模拟方法,提高了计算效率.应用该方法,直接数值模拟两种有壁面边界的二维可压缩流动问题,即可压缩平板边界层流动和可压缩槽道流动.

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一维过驱动爆轰波形成的数值研究 滕宏辉, 姜宗林 2008, 25(1): 58-64.  摘要 ( )   PDF(457KB) ( )   利用有限速率的基元反应模型对一维过驱动爆轰波的形成过程进行数值模拟.研究表明,在上游高温、高压、高速来流作用下首先会形成一道强激波,其波面方存在诱导区和放热区,然后诱导区和放热区界面会在来流扰动的作用下发生失稳,经过复杂的波系运动过程形成过驱动爆轰波.通过对不同初始条件下界面失稳过程的模拟和分析,研究了混合气体的组元、温度,来流的压力、温度、速度对过驱动爆轰波形成的影响.

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求解Boltzmann模型方程的气体运动论大规模并行算法 李志辉, 张涵信 2008, 25(1): 65-74.  摘要 ( )   PDF(855KB) ( )   研究各流域三维流动问题的Boltzmann模型方程计算方法,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;基于变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性分析,使用区域分解并行化方法,建立气体运动论数值算法并行方案,发展求解各流域三维绕流问题的气体运动论并行算法.拟定高低不同马赫数下来自不同流域的三维球体及返回舱绕流算例,进行高性能Fortran(HPF)大规模并行计算,将计算结果与有关实验数据、相关理论预测等进行比较分析,研究揭示不同流区复杂绕流现象及流动机理.研究表明,所发展的气体运动论并行算法具有很好的并行独立性,基本达到线性加速的并行效果,显示出良好的并行可扩展性.

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考虑壁面接触效应的微流动数值模拟 宋昱, 王飞, 郝鹏飞, 何枫 2008, 25(1): 75-82.  摘要 ( )   PDF(405KB) ( )   使用level set和volume of fluid(VOF)方法对考虑壁面接触效应的不可压缩两相微流动进行数值模拟.对于level set方法,计算基于MAC网格,使用二阶投影算法求解二维Navier-Stokes(N-S)方程和level set函数方程;对于VOF方法,通过引入计算网格内的体积分数,将流场的参数转化为体积平均值,界面的形状由体积分数连续方程的解决定.给出一些计算实例,并和现有的实验结果进行比较.

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用Lattice Boltzmann方法模拟1/4圆腔内的定常层流运动 施卫平 2008, 25(1): 83-86.  摘要 ( )   PDF(285KB) ( )   分析格子Boltzmann方法中二阶精度的曲线边界处理方法.应用格子Boltzmann方法及其边界处理方法模拟1/4圆腔内的定常层流运动,引入流线图和等涡线图分析流场随Re数的变化.并且发现当Re数在10~100区间内变化时,随着Re数的增大,顺时针旋转流场的涡心位置偏离x轴的角度逐渐减小,而逆时针旋转流场的涡心位置偏离x轴的角度却越来越大.

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常压DBD二维流体模型的FCT方法数值模拟 张文静, 张梅 2008, 25(1): 87-91.  摘要 ( )   PDF(502KB) ( )   根据常压介质阻挡放电流体模型的物理方程,采用固定网格有限差分算法,分别用四阶和六阶相位误差FCT方法模拟求解二维流体连续方程.在均匀的初始条件下研究放电雪崩过程中电子密度的时空演化,具体分析和比较两种算法的差异.FCT方法模拟求解得出的计算结果与气体放电理论吻合较好,是一种具有较好的准确性和高精度的算法.

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加氢单壁硅纳米管的热稳定性与拉伸力学特性 沈海军, 史友进 2008, 25(1): 92-96.  摘要 ( )   PDF(316KB) ( )   采用Tersoff势的分子动力学方法,研究外部加氢及内/外加氢单壁硅纳米管的热稳定性与拉伸力学特性,进而将两种单壁硅管与(14,14)碳纳米管的拉伸特性进行对比.研究结果表明:①外部加氢和内/外加氢单壁硅管的"骨架"结构近似于单晶硅的{110}晶面,两种硅管分别只能在低于150 K和75 K的温度下稳定存在;②外部加氢以及内/外加氢硅管硅的抗拉强度分别为4.0和1.2 GPa,断裂应变(抗拉强度对应的应变)分别为35%和32%,均远小于(14,14)碳管的抗拉强度和断裂应变.

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Fen/Crn超晶格磁性和电子结构的第一性原理研究 李恒帅, 胡海泉, 任忠民, 崔守鑫 2008, 25(1): 97-100.  摘要 ( )   PDF(254KB) ( )   采用基于密度泛函原理的全势线性缀加平面波方法(FLAPW),计算了超晶格Fen/Crn(n=1,3,5)的电子结构和磁性,结果表明铁磁耦合状态是基态,铁层的磁矩由于铬层的加入而有一些变化,铁层的磁矩随着n的增大而逐渐增强.铬层的磁矩的方向是正负相间变化的,相邻的铁层和铬层之间是反铁磁性耦合的,铁原子的d轨道和铬原子的d轨道在费米能附近有中等程度的杂化.

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C6v对称TIR-PCF结构参数对基模零色散点的调节数值研究 汤炳书 2008, 25(1): 101-105.  摘要 ( )   PDF(380KB) ( )   用多极方法数值研究构成六重对称全内反射型光子晶体光纤各种结构参数对基模零色散点的调节.数值结果表明,在相对孔径较大时,包层空气孔柱层数不影响零色散点,在其它结构参数相同的条件下,空气孔直径越大,零色散点波长越短,而在其它结构参数相同的条件下,空气孔孔距越大,零色散点波长越长,当空气孔直径与空气孔孔距都很小时,零色散点出现在长波区域,当空气孔直径与空气孔孔距大到一定程度时,色散曲线在零色散线出现振荡特性,并出现多个零色散点,在包层空气柱层数一定的条件下,中央纤芯缺省空气孔层数对零色散点的调节范围大.

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多子空间投影分解法及收敛特性分析 孙连友, 洪伟 2008, 25(1): 106-112.  摘要 ( )   PDF(414KB) ( )   提出一种求解大型区域上电磁场边值问题的多子空间投影分解法,证明其具有几何的收敛速度,并且从理论上分析影响收敛速度的主要因素及收敛特性.该方法非常适合求解多枝区域上的问题,实际算例和理论分析完全一致.结果表明子区域间的连接边界越短,其收敛速度越快,且收敛速度主要取决于子区域间的关联网格点的个数.

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热应力边界元法中几乎超奇异积分的计算 程长征, 牛忠荣, 周焕林, 杨智勇 2008, 25(1): 113-118.  摘要 ( )   PDF(316KB) ( )   通过分部积分变换将热弹性力学应力边界积分方程中的超奇异积分转化为强奇异积分,然后与另一个强奇异积分求和,得到仅含几乎强奇异的热应力自然边界积分方程.再对其中的几乎强奇异积分施以正则化,消除了热弹性力学边界元法中的几乎奇异积分,可以准确计算出热弹性力学问题中近边界内点的热应力.算例证明了方法的有效性.