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2006年, 第23卷, 第2期
刊出日期：2006-03-25 上一期    下一期
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研究论文

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螺线型爆磁压缩发生器的初始瞬态磁场分布 杨显俊, 董志伟, 赵强 2006, 23(2): 127-132.  摘要 ( )   PDF(313KB) ( )   研究了螺线管型爆磁压缩发生器中金属套筒的一维磁扩散模型,分别导出了不同边界条件下的近似解析表达式,分析了瞬态磁场分布的特点,指出了经典趋肤深度计算公式的高频局限性,得出了能够同时反映高频与低频特性的磁场分布与相应趋肤深度的近似解析结果.

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网络平均短程与网络乘积 周毓麟, 袁国兴 2006, 23(2): 133-136.  摘要 ( )   PDF(173KB) ( )   讨论网络的平均短程.网络乘积的平均短程等于网络平均短程之和.由此可用其计算一些结构网络的平均短程.

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基于CFD/Kirchhoff方法的直升机旋翼高速脉冲噪声模拟分析 招启军, 徐国华, 王适存 2006, 23(2): 137-143.  摘要 ( )   PDF(426KB) ( )   将三阶迎风格式(MUSCL)与通量差分裂方法相结合,以改进二阶中心差分格式导致较大尾迹数值耗散的不足,建立了基于N-S方程和嵌套网格技术的旋翼流场求解方法,提高了CFD/Kirchhoff方法中流场信息计算的准确性.在流场求解的基础上,提出了一种谐波展开分析方法,基于该方法,Kirchhoff公式中的被积函数可解析表达,从而简化了获得Kirchhoff公式中被积函数的插值方法,提高了插值效率和精度.用上述方法对旋翼跨音速流场的高速脉冲(HSI)噪声进行了预测,计算结果与实验数据一致;同时对高速脉冲噪声在不同桨尖马赫数时和不同方向观测点上的特点进行了计算和分析.结果表明:旋翼高速脉冲噪声具有很强的指向性,在桨盘平面内噪声最大,在桨盘下方,随着与桨盘平面的夹角增加,噪声的脉冲迅速减弱.

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高能X光照相中密度重建的共轭梯度算法 许海波, 魏素花 2006, 23(2): 144-150.  摘要 ( )   PDF(351KB) ( )   通过对高能X光照相过程的物理分析,得到了辐射照相的点扩展函数,给出了估价函数的表达式.并以典型的法国试验客体模型为例,将共轭梯度算法应用到高能X光照相的密度重建中,得到了较满意的结果.这种方法从模拟辐射照相过程出发,将辐射照相的模拟结果与实际测量结果做比较并找出最大可能解.可在一定程度上克服其它密度重建算法通过反卷积过程消除模糊效应所引起的不确定性.

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同伦正则化算法求解多宗量瞬态热传导反问题 薛齐文, 杨海天, 杜秀云 2006, 23(2): 151-157.  摘要 ( )   PDF(322KB) ( )   以Bregman距离函数作为正则化泛函,建立了多宗量瞬态热传导反演的一种求解模式,可对导热系数和边界条件等进行联合识别.时域上采用精细算法进行离散,并应用同伦算法进行求解.对信息的测量误差和初值选取作了初步探讨,并进行了数值验证.

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H3正三角形和H4正四面体结构的变分计算 郭志权, 王开明, 王宏德, 郭秋, 于永新, 高首山 2006, 23(2): 158-164.  摘要 ( )   PDF(232KB) ( )   采用改进排列通道量子力学(Modified Arrangement Channel Quantum Mechanics,简称MACQM)方法和变分法,计算了H3体系正三角形和H4体系的正四面体结构的能量曲线.当H3体系原子核的间距R=1.74a0,波函数变分参数α=1.03时,体系能量有最低值-1.58161 a.u.;当H4体系原子核的间距R=1.60a0,波函数变分参数α=1.07时,体系能量有最低值-2.28097 a.u.,这表明H3体系的正三角形构型和H4的正四面体结构是可以稳定存在的.

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包含动边界的非定常流场动网格数值模拟 张玉东, 纪楚群 2006, 23(2): 165-170.  摘要 ( )   PDF(308KB) ( )   发展建立了用于多体分离等包含动边界的非定常流场数值模拟方法,建立了笛卡尔坐标系下边界以任意速度运动的控制体上的流动控制方程,结合几何守恒律确定网格速度,发展了基于结构网格的动网格方法,网格移动量采用加权插值方法得到.通过数值模拟二维翼型及三维机翼的强迫振荡非定常流场,表明该方法可以数值模拟包含动边界的非定常流场.

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微尺度后台阶流动的Monte Carlo直接模拟 秦丰华, 孙德军, 尹协远 2006, 23(2): 171-176.  摘要 ( )   PDF(367KB) ( )   对DSMC方法中压力边界条件的实现给出了一种改进的方法,并分区模拟了微尺度后台阶气体流动,得到了其流动的一般典型结构.计算结果表明经典后台阶流动中的回流区在一定参数范围内仍然存在,但上壁面的分离区消失.讨论了流动参数对流动结构的影响,并给出了再附长度与流动参数的关系.

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各向异性浮力紊流的显式代数应力模型及其验证 赖锡军, 王志东, 汪德爟 2006, 23(2): 177-183.  摘要 ( )   PDF(369KB) ( )   在Wallin & Johansson的显式代数雷诺应力模型(EARSM)基础上,引入浮力的紊动效应,使该模型能够反映浮力对紊流运动的影响.利用同位网格上的SIMPLEC算法,模拟了T-型连接管内的温度混合流动.与实验资料和DNS计算结果比较表明,提出的模型能够反映各向异性的浮力紊流特征,而且模型在计算进程中显示出良好的数值收敛性能,与涡粘性两方程模型的计算花费相当.

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确定延迟时间互信息法的一种算法 吕小青, 曹彪, 曾敏, 黄石生, 刘晓光 2006, 23(2): 184-188.  摘要 ( )   PDF(256KB) ( )   介绍了相空间重构中确定重构延迟时间的互信息法理论及其具体的计算方法.针对互信息法应用中计算复杂、程序难以编写问题,提出了一种基于网格层数的简便实用程序算法.对网格层数参数进行了结果分析,表明在利用互信息法确定重构延迟时间时,只需要计算到某一个网格层数即可,不需要计算出精确的互信息值,简化了计算的复杂程度.最后通过对Lorenz和Rossler两个吸引子的Lyapunov指数计算,证实了该算法的合理性.

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自旋梯可积模型的研究 吴俊芳, 张淳民 2006, 23(2): 189-192.  摘要 ( )   PDF(168KB) ( )   通过对自旋梯可积模型的研究,求出该模型的能量本征值和两体散射矩阵.用可积模型中的坐标Bethe Ansatz方法,首先由薛定谔方程求得能量的本征方程.设定波函数的具体形式,求出本征能量,然后利用能量本征方程和波函数的连续性求出两体散射矩阵.求出单粒子、双粒子和N0个粒子的本征能量,同时求得粒子的两体散射矩阵.自旋梯可积模型的本征能量和两体散射矩阵可通过Bethe Ansatz的方法求得.

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CH4/O2/N2层流火焰瞬态响应特性数值分析 王海峰, 陈义良, 陈华蕾, 刘明侯 2006, 23(2): 193-198.  摘要 ( )   PDF(404KB) ( )   用数值分析方法研究CH4/O2/N2层流扩散火焰的瞬态响应特性.采用详细的GRI-Mech 3.0机理(包含53种组分,325个基元反应)描述CH4氧化和NOx生成.首先比较火焰面稳态结构的计算结果和实验数据,以验证数值方法的可靠性.用台阶跃变的火焰拉伸率来模拟瞬态流场对火焰面局部结构的影响,给出了火焰面结构(温度、组分浓度)的瞬态响应曲线,分析了火焰面的响应特性.着重探讨了不同拉伸率跃变幅度对响应特性的影响,发现火焰面的响应对于拉伸率正向跃变和负向跃变并不对称,而是相反,且在小的拉伸率跃变范围内火焰面响应时间和拉伸率跃变幅度近似成反比关系.另外,温度的平均响应时间远大于一个典型湍流燃烧场的流动时间尺度,说明火焰面非稳态效应对于湍流燃烧数值模拟有重要意义.

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反扭曲向列相液晶盒中的引流 张志东, 姜丽, 魏怀鹏 2006, 23(2): 199-203.  摘要 ( )   PDF(228KB) ( )   根据Erickson-Leslie流体动力学方程,研究了反扭曲向列相液晶盒.该液晶盒只有在有外场的情况下才会扭曲.通过计算模拟得出指向矢构形和流速与时间的关系.在外加电压情况下,由于存在引流效应导致指向矢分布不正常.

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光在超声速湍流边界层中的传输 陈勇, 柳建, 李树民, 金钢 2006, 23(2): 204-208.  摘要 ( )   PDF(481KB) ( )   采用数值方法分析超声速边界层流场对光传输的影响,并根据光波的变化对流场特征进行分析.用法福尔质量加权平均N-S方程及两方程湍流模型求解三维超声速平板湍流边界层流动;光在流场中的传输采用傍轴近似光波传输方程描述,用相屏法和快速傅里叶变换(FFT)技术求解.利用穿越流场的光波光强和相位的改变,直观分析光波畸变和流场的部分特征信息.

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基于变量变换伽辽金法光波导半矢量分析 张夕飞, 马长峰 2006, 23(2): 209-216.  摘要 ( )   PDF(345KB) ( )   基于变量变换伽辽金法(VTGM),建立了半矢量分析光波导本征值问题的数理模型;获得了矩形光波导、脊形光波导的本征模的模场分布及归一化传播常数,计算结果和已发表的结果非常接近.半矢量VTGM采用平面映射边界条件,避免了边界截断,又能反映模场的偏振特性,是一种较为理想的光子器件分析方法.

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堆积床内非驻定过滤燃烧的一维研究 张根烜, 陈义良, 刘明侯, 叶桃红, 王海峰 2006, 23(2): 217-223.  摘要 ( )   PDF(419KB) ( )   多孔介质内气体过滤燃烧不同于自由流中燃烧,燃气与多孔介质强烈换热.热波波速和燃烧波波速是燃烧过程的特征参数.以惰性堆积床内的甲烷/空气的低速过滤燃烧为例,提出一维解析模型,用摄动理论推导出燃烧波波速,用直接求解方法和格林函数方法给出充分发展后的和瞬态的燃烧温度分布,并进行计算验证.

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BNCT蒙特卡罗剂量计算中网格构造和材料确定的一种简便方法 李刚, 邓力 2006, 23(2): 224-230.  摘要 ( )   PDF(604KB) ( )   BNCT国际基准问题分别推出了16 mm,8 mm和4 mm三种标准化网格模型,用MCNP蒙特卡罗程序模拟了这些模型,并与Snyder解析模型进行了比较.在此基础上,给出了一种质量守恒好,网格逼近程度高,且基于4种基本材料成份的BNCT网格构造方法.计算结果表明,在4 mm网格尺寸上,新方法采用基本材料模型可以达到采用混合材料模型的精度;用这种方法进一步产生了5 mm网格模型,把模拟结果和解析模型进行了比较,发现5 mm网格模型大脑内剂量计算误差较小,质量守恒好,并且能大大节省计算机模拟的时间,是一种很好的优化网格.

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EAST位形磁流体平衡的模拟 黄勤超, 王华忠, 罗家融, 袁旗平 2006, 23(2): 231-236.  摘要 ( )   PDF(371KB) ( )   对托卡马克平衡反演数值计算代码EFIT进行了改进,使之适用于EAST装置的磁流体平衡研究.用改进后的平衡反演代码EFIT模拟了EAST装置稳态阶段的偏滤器平衡位形.提出极向场线圈电流作为线性方程组主约束条件,期望位形作为从约束条件,求解非对称电流条件下自由边界平衡问题的方法.结果表明,该方法能较为容易地得到非对称电流条件产生的平衡位形,在非对称电流条件下自由边界平衡计算是收敛的.

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球谐函数法求解辐射传输方程的假散射和射线效应 张昊春, 易红亮, 谈和平 2006, 23(2): 237-242.  摘要 ( )   PDF(391KB) ( )   假散射和射线效应是辐射传输方程近似解法中出现的特有误差.从辐射传输方程的近似求解过程出发,在定性分析的基础上构造物理模型,通过数值模拟研究球谐函数法(P1和P3近似法)的假散射和射线效应.构造激光平行入射和倾斜入射二维半透明介质的物理模型,通过内部温度场的分布特征研究假散射.构造顶部侧面保持高温而其余侧面保持低温的二维半透明介质方案,通过对比底面边界净热流密度分析射线效应.计算结果表明球谐函数法中同时存在假散射和射线效应,P3近似比P1近似减小了射线效应.同时,球谐函数法的射线效应随光学厚度的增加而减小.

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局部相空间压缩实现对时空混沌和螺旋波的控制 马军, 吴宁杰, 应和平, 蒲忠胜 2006, 23(2): 243-248.  摘要 ( )   PDF(642KB) ( )   采用相空间压缩方法研究时空混沌和螺旋波系统的抑制问题.以局部控制方式将系统变量的幅值限制在一定范围内,对CO在Pt(110)表面氧化模型(Fitzhugh-Nagumo方程)与心肌组织模型(Panfilov方程)的数值研究表明:无论是否存在外界噪声,该方案都可以消除螺旋波和时空混沌;尤其是存在噪声时,相空间压缩控制暂态过程会更短,系统很快达到稳定均匀态(从几个到几十个时间单位).

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叠加激发相干态的量子特性 卢道明 2006, 23(2): 249-252.  摘要 ( )   PDF(185KB) ( )   构造了2个强度相同位相不同的激发相干态的叠加态,并通过数值计算研究了该叠加态的反聚束效应和振幅平方压缩效应随激发光子数m、光场强度x和相位差θ的变化,结果表明:随激发光子数m和光场强度x增大,该量子态的振幅平方压缩均会加深;压缩效应与相位差θ有密切的关系;随光场强度x的增大和激发光子数m的增大,其反聚束效应减弱.