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2006年, 第23卷, 第4期
刊出日期：2006-07-25 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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非常密集随机分布球粒子相关散射的数值模拟 杨青, 金亚秋 2006, 23(4): 379-386.  摘要 ( )   PDF(400KB) ( )   讨论非常密集(占空比>0.4)随机分布球粒子的散射.用Monte Carlo方法和随机搅拌产生非常密集随机分布粒子,求解电场体积分方程的解,获得散射、吸收和消光系数及有效介电常数.与现有的准晶体近似、具有相干势的准晶体近似和Maxwell-Garnett混合方程等几种方法作了比较.非常密集随机分布粒子表现出群聚性产生的大粒子散射效应.

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直线感应加速器束心偏移轨迹的计算 李献文, 王文斗, 冯莉, 王强, 李平, 邓建军 2006, 23(4): 387-390.  摘要 ( )   PDF(230KB) ( )   给出了直线感应加速器在磁体失准情况下电子束质心运动轨迹的计算机模型.利用坐标变换求磁体失准后的三维磁场分布,并采用束包络方程和束心偏移方程耦合求解的方法计算束心的运动轨迹.磁体失准度与束流质心偏移的定量关系的计算研究对磁体安装定位及校正线圈使用是有意义的.

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界面捕捉Level Set方法的(AMR)数值模拟 宫翔飞, 张树道, 江松 2006, 23(4): 391-395.  摘要 ( )   PDF(305KB) ( )   在流体力学方程的计算中采用高精度WENO格式,用AMR(adaptive mesh refinement)方法提高流场局部分辨率,在采用Level Set函数标定物质界面的计算中用GFM(ghost fluid method)方法进行界面处理,尝试将AMR技术与界面追踪技术相互融合并应用于数值模拟,对不同的模拟结果进行了比较.

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Burgers方程的声速点故障问题 吴昊, 沈智军 2006, 23(4): 396-404,440.  摘要 ( )   PDF(417KB) ( )   研究了在Burgers方程跨声速稀疏波计算中遇到的sonic point glitch问题,对它产生的原因及其与数值格式熵条件的关系进行了分析.对若干著名格式,按照是否满足熵条件进行了分类.为了消除sonic point glitch现象,提出了一种新的两步分裂方法,并用这种方法改进了一系列典型格式.数值试验表明这是一种很好的消除sonic point glitch的方法.

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格子Boltzmann方法中的曲边界处理 杜睿, 施保昌 2006, 23(4): 405-411.  摘要 ( )   PDF(335KB) ( )   研究了格子Boltzmann方法中实现曲边界条件的3种格式,对它们的精度和稳定性进行了分析和比较.通过二维Poiseuille流和等边三角域上空腔流的模拟,讨论了这3种格式的数值精度和稳定性.

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流动数值模拟中一种并行自适应有限元算法 周春华 2006, 23(4): 412-418.  摘要 ( )   PDF(508KB) ( )   给出了一种流动数值模拟中的基于误差估算的并行网格自适应有限元算法.首先,以初网格上获得的当地事后误差估算值为权,应用递归谱对剖分方法划分初网格,使各子域上总体误差近似相等,以解决负载平衡问题.然后以误差值为判据对各子域内网格进行独立的自适应处理.最后应用基于粘接元的区域分裂法在非匹配的网格上求解N-S方程.区域分裂情形下N-S方程有限元解的误差估算则是广义Stokes问题误差估算方法的推广.为验证方法的可靠性,给出了不可压流经典算例的数值结果.

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无网格方法中粒子分布与自适应研究 倪国喜, 王瑞利, 林忠 2006, 23(4): 419-424.  摘要 ( )   PDF(361KB) ( )   给出了一种区域粒子的Voronoi面积均匀的划分方法,先利用边界点得到边界粒子,再得到内部粒子,利用这种方法可以得到一般区域上粒子的均匀分布.同时,给出了计算过程中按流场的物理量对粒子进行自适应分布的方法.并给出了几个算例.

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聚合物驱两相流试井参数敏感性 张德志, 姚军 2006, 23(4): 425-430.  摘要 ( )   PDF(321KB) ( )   考虑油水两相、生产历史、油藏平面非均质性、井筒储存和表皮效应等因素,建立了生产历史阶段聚合物驱数学模型和不稳定试井阶段的流线模型,用流管法对解释模型进行了数值求解.研究表明:随着油水粘度比的增大,压力及压力导数曲线向上平移,随着生产时间的增加,储层的有效渗透率降低,当高渗透条带沿主流线方向分布时,注水井压降导数曲线反映不出油水前缘的影响,而随着聚合物注入浓度的增大,压力导数曲线下凹出现的越来越早.

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三维光滑粒子流体动力学并行计算程序 王裴, 洪滔 2006, 23(4): 431-435.  摘要 ( )   PDF(347KB) ( )   介绍了基于消息传递并行程序设计平台研制的三维光滑粒子流体动力学并行程序CSPH3D.包括计算格式、并行方案、并行程序逻辑,以及加快邻域粒子搜索的处理方法.对三维微喷射和斜侵彻的计算表明:CSPH3D程序可以较好地计算这类问题.并且程序具有较高的并行效率.对于粒子总数为1527402的微喷射算例和粒子总数为1454225的斜侵彻算例,使用100个处理器时,并行效率可以达到80%.

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一类奇异复本征方程组的数值计算 龙永兴, 牟宗泽, 王爱科, 董家齐 2006, 23(4): 436-440.  摘要 ( )   PDF(227KB) ( )   利用基本解矩阵法数值求解一类带有奇异点的复本征方程组,并对奇异点的消除和复本征值的确定及数值不稳定性等问题进行了讨论,编制了求解程序代码,并应用于离子温度梯度(ITG模或ηi模)驱动不稳定性研究的数值模拟.实例计算表明,数值结果与理论分析完全吻合.

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微喷射粒子团簇探测算法及其应用 张颖, 陈其峰, 曹小林, 蔡灵仓, 陈栋泉, 卢铁城 2006, 23(4): 441-446.  摘要 ( )   PDF(396KB) ( )   在团簇多重标号技术基础上,提出了团簇探测的新算法,并以此作为大尺度二维和三维分子动力学模拟冲击加载金属材料微喷射粒子团簇分析的子程序.以二维为例描述了算法的逻辑结构,测试分析了算法的运行效率,并将其应用到二维分子动力学模拟冲击加载金属Cu和Al微喷射粒子的团簇统计分析中,对微喷射粒子团簇尺寸分布得到一些规律性认识.

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空间弹性细杆在扭矩作用下的屈曲 谈梅兰, 王鑫伟, 甘立飞 2006, 23(4): 447-450.  摘要 ( )   PDF(235KB) ( )   用有限元方法研究了三维弹性细杆在扭矩作用下的屈曲.利用自然坐标形式的细长空间曲杆的能量方程和2节点12个自由度的自然坐标形式的三维曲梁单元,采用特征值分析方法,研究分析了同时受有轴力和扭矩作用时的空间弹性细杆的屈曲问题.数值结果与存在的理论解极为吻合.具有一定曲率和挠率的空间细长曲杆,其临界扭矩值与扭矩的指向有着极其明显的关系.

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时域自适应精细算法求解对流热传导问题 赵潇, 杨海天, 高强 2006, 23(4): 451-456.  摘要 ( )   PDF(267KB) ( )   应用时域自适应精细算法求解对流传热问题.通过展开技术,可更准确地描述变量随时间的变化,同时将时空耦合的初边值问题转化为一系列的空间边值问题,并采用有限元方法递推求解.自适应技术可弥补时间步长不同时可能造成的计算精度损失.并进行了数值检验.

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蒙特卡洛模拟漫辐射时两种确定表面发射方向方法的比较 李鹏, 肖泽娟, 程惠尔 2006, 23(4): 457-460.  摘要 ( )   PDF(235KB) ( )   介绍一种有效的确定能束发射方向的方法——切球法.分析传统方法和切球法确定发射方向的原理及实施过程,说明切球法更为方便.采用2种方法对一简单的几何模型的角系数进行蒙特卡洛计算,所得结果与文献中积分结果进行比较,说明了切球法的可行性,计算精度能满足工程要求.同时对2种方法的计算耗时进行比较,切球法可以节省计算时间.将切球法应用到复杂系统中其优越性将会得到更加充分体现.

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相变材料模拟金属构件热特性的数值研究 叶宏, 江利锋, 王西耀, 庄双勇 2006, 23(4): 461-469.  摘要 ( )   PDF(1091KB) ( )   通过理论分析和数值计算论证了用相变材料模拟多种常用金属构件热特性的可行性.利用相变材料模拟了厚度分别为20 mm,30 mm,50 mm和100 mm的金属板材,发现在模拟较厚的金属板材时,相变材料的低导热系数对模拟效果产生了不利影响.在此基础上,利用导热系数增强的相变材料对厚度大于100 mm金属板材进行模拟,取得了较好的模拟效果.并利用相变材料模拟了金属构件轮和管的热特性.

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二维荷电粒子维格纳晶格:边界效应 张振中, 蒋昌忠, 常凯 2006, 23(4): 470-476.  摘要 ( )   PDF(390KB) ( )   采用一种非线性的优化方法,研究了处于硬壁限制势下二维带电多粒子系统的基态,分析不同形状边界对系统基态构型的影响.由于圆形边界对称性高,基态结构和抛物限制势下情况相似.在正方形边界下,当系统粒子数N<66时,荷电粒子形成方形晶格;当N≥66时,由于边界影响被削弱,内层粒子形成六角维格纳晶格.进一步分析了椭圆和矩形边界对维格纳晶格的影响.

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基于能带结构的布里渊区非均匀四面体网格生成技术 陈勇, RAVAIOLI Umberto 2006, 23(4): 477-482.  摘要 ( )   PDF(325KB) ( )   基于非局域赝势能带计算及四面体网格单元中能量满足线性关系,提出一种布里渊区非均匀四面体网格产生方法,在满足精度条件下能自动得出数目最少的四面体网格,使布里渊区积分计算的精度和效率大为提高.通过对硅、锗两种金刚石结构半导体简约布里渊区所产生网格的比较,表明该方法可以根据能带结构的特点自动生成优化的非均匀网格.对现有的态密度四面体计算公式进行了补充完善,并根据生成的网格和完善后的公式计算了硅和锗导带第一、二能带的态密度.

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Gross-Pitaevskii方程的数值解及其动力学研究 花巍, 刘学深, 丁培柱 2006, 23(4): 483-488.  摘要 ( )   PDF(262KB) ( )   采用辛-打靶法求解了简谐势阱中碱金属玻色-爱因斯坦凝聚原子在T=0时的基态波函数,检验了波函数的稳定性,并研究了当简谐势阱突然改变时波函数随时间演化的动力学.

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双原子分子在啁啾激光作用下的经典解离 匙玉华, 刘学深, 丁培柱 2006, 23(4): 489-493.  摘要 ( )   PDF(271KB) ( )   采用辛算法及经典理论方法,计算了HF分子在啁啾激光作用下的经典解离,讨论了解离几率随激光强度的变化,以及在相同激光强度下,选取不同的振动态作为初始态时解离几率的变化.

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压强梯度对Ws12M⊙模型瞬时爆发能量的影响 刘门全, 罗志全, 彭秋和, 谢佐恒 2006, 23(4): 494-498.  摘要 ( )   PDF(303KB) ( )   对超新星前身星模型Ws12M⊙的瞬时爆发进行了数值模拟,讨论了压强梯度对超新星瞬时爆发能量的影响.数值分析发现增加压强梯度对压强本身修改不大,但爆发能量对压强梯度很敏感,无论在坍缩、反弹或传播过程中,压强梯度增加都会使瞬时爆发能量有很大的提高.

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稳恒磁场下金属电沉积枝晶生长的模拟 吴黎黎, 陆杭军, 吴锋民 2006, 23(4): 499-504.  摘要 ( )   PDF(433KB) ( )   采用Monte-Carlo模拟方法,给出用于描述稳恒磁场作用下电沉积枝晶生长的模型.该模型综合考虑了外加磁场B,电解溶液浓度和离子在阴极发生还原反应的几率Ps等因素对电沉积过程的影响,模拟得到与实验结果一致的枝晶生长图形.模拟结果表明:团簇的形状和它们的分形维数都与外加磁场B的强弱,即体现在模型中离子的旋转角速度ω的大小有关;随着磁场强度的增加,沉积团簇会从分形向非分形转变;在相对强的外加磁场作用下,较高离子浓度时的沉积物是非分形的;离子在阴极的反应概率Ps越小,随着磁场强度的增加枝晶生长越易趋向非分形.