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2005年, 第22卷, 第1期
刊出日期：2005-01-25 上一期    下一期
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研究论文

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一般阻尼随机微分方程的拟局部振荡算法 宋艳丽, 包景东 2005, 22(1): 1-6.  摘要 ( )   PDF(251KB) ( )   提出了一种模拟随机微分方程的拟局部振荡算法,即利用算符劈裂方法和势函数的泰勒展开,对噪声作用下耗散粒子的时间演化算符进行分解,得到了对应涨落行为的扩散算符和对应确定轨迹的漂移算符.其中局部简谐势场的涨落过程可获得解析解,而剩余的确定项则利用简单的Euler算法积分.应用到几个算例并与常用的两种算法相比较,结果表明:本算法随时间步长最稳定,可使用较大的时间步长.

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自适应坐标变换方法 袁光伟, 沈隆钧, 沈智军 2005, 22(1): 7-12.  摘要 ( )   PDF(248KB) ( )   提出求解流体力学Euler方程的自适应坐标变换方法,它们保持网格夹角近似不变、保持物质界面为Lagrange描述,且使得网格速度与流体速度的差在最小二乘意义下达到极小.所提出的新坐标系能自适应于流体流场的若干重要特性.

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双曲型守恒律的一种高精度TVD差分格式 郑华盛, 赵宁 2005, 22(1): 13-18.  摘要 ( )   PDF(242KB) ( )   构造了一维双曲型守恒律方程的一个高精度高分辨率的守恒型TVD差分格式.其主要思想是:首先将计算区域划分为互不重叠的小单元,且每个小单元再根据希望的精度阶数分为细小单元;其次,根据流动方向将通量分裂为正、负通量,并通过小单元上的高阶插值逼近得到了细小单元边界上的正、负数值通量,为避免由高阶插值产生的数值振荡,进一步根据流向对其进行TVD校正;再利用高阶Runge KuttaTVD离散方法对时间进行离散,得到了高阶全离散方法.进一步推广到一维方程组情形.最后对一维欧拉方程组计算了几个算例.

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带扩散项色散方程的交替分组差分方法 王文洽, 付树军 2005, 22(1): 19-26.  摘要 ( )   PDF(295KB) ( )   给出了逼近带扩散项色散方程的非对称差分格式,并用这些差分公式构造了求解色散方程的交替分段差分算法,算法是无条件稳定的,能直接在并行机上使用,并给出了模型问题的试验结果.

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油资源运移聚集并行数值模拟和分析 袁益让, 杜宁, 韩玉笈, 冯国祥, 杨成顺, 左东华 2005, 22(1): 27-37.  摘要 ( )   PDF(572KB) ( )   多层油资源运移聚集并行数值模拟,其功能是重建油气盆地的运移聚集演化史,对于油资源的评价,确度油藏位置,估计油藏贮量均具有重要的价值.从生产实际出发,提出数学模型,构造大规模精细并行计算的耦合算子分裂隐式迭代格式,设计了并行计算程序和并行计算的信息传递和交替方向网格剖分方法.并对不同的网格步长进行了并行计算和分析.对滩海地区进行精细数值模拟,计算结果在油田位置等方面和实际情况相吻合.对模型问题(非线型性耦合问题)进行数值分析,得到最佳阶L2误差估计,解决了这一计算渗流力学和石油地质的困难问题.

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硅锥场发射阵列中离子轰击现象的分析 高迎宾, 张晓兵, 雷威, 王保平 2005, 22(1): 38-42.  摘要 ( )   PDF(348KB) ( )   离子轰击影响尖端场致发射器件的稳定性和工作寿命.阐述了数值模拟硅锥阴极离子轰击现象的基本理论,并以硅锥场发射阵列的一个单元结构为例模拟了气体-电子碰撞电离产生的正离子回轰尖端的全过程,对模型中的硅锥受损的位置和程度进行了分析,得出了一些结论.

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耦合径向基函数与多项式基函数的无网格方法 曾清红, 卢德唐 2005, 22(1): 43-50.  摘要 ( )   PDF(371KB) ( )   耦合径向基函数和多项式基函数,形成一种新的近似函数.该近似函数对散乱分布的离散数据点进行逼近时,只需节点信息,不需要划分网格.详细描述了耦合近似函数的建立、属性、插值行为及其形函数和形函数导数的性质.最后引入修正变分原理和单位分解积分技术求解边值问题,并给出了计算实例,表明耦合径向基函数和多项式基函数是一种非常有效的方法.

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准一维三平行链无序系统电子结构 宋招权, 徐慧, 刘小良, 马松山 2005, 22(1): 51-55.  摘要 ( )   PDF(259KB) ( )   利用负本征值理论计算方法,重点计算出准一维平行三链无序系统的电子态密度,对比研究了一维单链、准一维双链的情况.在对角无序、非对角无序条件下,具体探讨了电子结构、局域化形成、系统能量分布及维数效应等问题.研究表明,对角无序主要引起电子局域态的增多,非对角无序则使系统的能量分布范围发生变化;通过对一维到带状系统电子结构变化的研究,观察到在相同条件下,从一维到带状系统,电子态密度的峰值数目在增加,而电子态密度为零的能量区间减少,体现出电子能带结构的维数效应.

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共轭梯度法求解多宗量瞬态热传导反问题 薛齐文, 杨海天, 胡国俊 2005, 22(1): 56-60.  摘要 ( )   PDF(265KB) ( )   提出瞬态热传导反问题中热物性参数和边界条件多宗量反演的一般数值求解模式,导出了敏度计算公式,并用共轭梯度法求解,探讨了测点数目、测量误差和变量初值对反演结果的影响,并进行了数值验证.

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各向同性紊流能量衰减的大涡模拟 夏健, 刘锋 2005, 22(1): 61-64.  摘要 ( )   PDF(206KB) ( )   在多重网格驱动的,高效且得到充分验证的有限体积方法的基础上发展了可压缩流大涡模拟的方法.空间离散采用Jameson的中心格式附加二阶和四阶耗散的方法,时间推进则采用了双时间步长的方法.亚格子剪切应力张量和亚格子热通量用Smagorinsky模型进行模拟.通过对各向同性紊流能量衰减的模拟来验证本方法的准确性和高效性,模拟得到的能量谱和紊流动能衰减历程与过滤后的CBC实验数据吻合良好.

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用二维时域有限差分法计算机翼雷达散射截面 薛晓春, 王雪华 2005, 22(1): 65-69.  摘要 ( )   PDF(262KB) ( )   应用二维时域有限差分(FDTD)程序计算二维翼型NACA0012和金属方柱的双站雷达散射截面,与国内外文献上的结果进行比较,证明该程序的有效性.而后计算二维不同形状机翼的双站雷达散射截面(RCS)和不同后掠角时后掠翼和三角翼的双站RCS,得出不同形状机翼有不同的RCS分布;改变后掠角的大小可以改变机翼的RCS分布.因此,根据设计要求,可以通过选用不同机翼形状或不同大小的后掠角,使飞行器达到RCS减缩.

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结构与尺寸对碳纳米管物理吸附储氢的影响 程锦荣, 袁兴红, 赵敏, 黄德财, 赵力, 张立波 2005, 22(1): 70-76.  摘要 ( )   PDF(472KB) ( )   采用巨正则蒙特卡罗方法,在298K和10MPa下,系统地研究了碳纳米管及其阵列的物理吸附储氢量与单壁管的管径、多壁管的层间距和管层数、单壁管阵列的管间距和排列方式的关系.发现单壁管的管径等于6nm时,管内的储氢密度达到最大;多壁管的层间距由034nm增大至061或088nm时,物理吸附储氢量明显增大;单壁管阵列的管间距等于17nm时,其管外间隙处的储氢密度达到最大,且方阵阵列优于三角阵列;当单壁管阵列的管间距大于06nm时,其管外的储氢密度均大于管内的储氢密度.指出合理地选择单壁管的管径、多壁管的层间距、单壁管阵列的管间距和排列方式,可以有效地提高碳纳米管及其阵列的物理吸附储氢量,并给出了相应的理论解释.

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高温空气燃烧炉内耦合传热的数值模拟 王力军, 李爱民, 李继怀, 郝玉玲, 邹宗树, 蔡九菊 2005, 22(1): 77-82.  摘要 ( )   PDF(511KB) ( )   用自行开发的三维湍流流动、燃烧、辐射传热和NOx湍流生成的计算程序,用离散坐标方法(DOM)模拟炉内的辐射传热并与其它传热方式相耦合,与各个输运方程共同求解,对燃烧室内的温度场进行了数值模拟.通过改变高温空气的预热温度,数值分析了高温空气燃烧炉内采用燃气直接喷射技术(FDI)的温度分布特性,检验了所采用的耦合数值模拟技术的有效性.模拟计算结果表明,提高空气预热温度,炉内温度的峰值相应增大,温度梯度降低,温度分布更均匀,火焰更长.相关的实验结果与数值预报的结果对比表明了相一致的规律.

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等离子枪体中冷却水流动与换热的数值模拟 王伟明, 王保华, 李大永, 彭颖红, 张义顺 2005, 22(1): 83-87.  摘要 ( )   PDF(497KB) ( )   基于计算流体力学和传热学,建立等离子喷涂枪喷嘴冷却水流动和换热分析模型,以SIMPLE方法对其进行了耦合计算.结果表明,喷嘴冷却存在薄弱部位,即热源附近的喷嘴壁面和喷嘴后端的密封垫圈.在此基础之上,对不同冷却水流速和流向进行了对比分析,得出较为理想的冷却水流速,合理的进水方式.

研究简报

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迭代正则化方法求解电介质中空间电荷分布 扈罗全, 郑飞虎, 张冶文 2005, 22(1): 88-93.  摘要 ( )   PDF(342KB) ( )   首先介绍了迭代正则化方法的理论基础,建立了含有空间电荷密度分布的Fredholm第一类积分方程的反卷积算法,利用数值实验研究了加性高斯白噪声对迭代反卷积算法的影响,以及迭代停止标准对非适定问题的数值解的影响,最后使用该方法求解电介质样品中的空间电荷分布.结果表明,在无噪或者低噪环境下,反卷积算法能够非常好地计算出非适定问题的解.当噪声影响增大,信噪比降低时,反卷积的计算结果受到明显的影响.迭代停止标准对数值解的计算精度起着明显的作用.对实际测量数据进行处理表明,迭代正则化反卷积算法能够计算出固体电介质中的空间电荷分布.