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2005年, 第22卷, 第4期
刊出日期：2005-07-25 上一期    下一期
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研究论文

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二维三温能量方程组离散求解的两个新预处理技术 吴建平, 刘兴平, 王正华, 戴自换, 李晓梅 2005, 22(4): 283-291.  摘要 ( )   PDF(514KB) ( )   二维三温能量方程离散后得到的稀疏线性代数方程组中,系数矩阵各行的对角占优性相差十分悬殊,矩阵元素相差也十分大.针对前一问题,提出了改善对角占优性的一个新比例化方法.针对后一问题,利用每次舍弃前计算多个行的技术提出了多行ILUT预条件方法.最后,将对角占优性改善技术、多行ILUT与对角元比例化技术、RCM排序联合使用于实际的能量方程离散求解中,取得了较好的加速效果.

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CPML在空中核爆电磁脉冲三维数值模拟中的应用 高春霞, 陈雨生, 王良厚 2005, 22(4): 292-298.  摘要 ( )   PDF(314KB) ( )   在分析不同类型完全匹配层(PML,perfectl ymatched layer)特点的基础上,选用了卷积形式PML(CPML,convolutional perfectly matched layer)截断空中核爆电磁脉冲(NEMP,nuclear electromagnetic pulse)数值模拟的开放边界.从自由空间中电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发,构造了未分裂形式的PML,应用付里叶变换的卷积定理,推导出三维旋转椭球-双曲正交坐标系下CPML介质中电磁场的迭代形式的离散方程.获得了很好的截断效果,展示了CPML在NEMP数值模拟中的应用前景.

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散乱物理量逼近的插值重映算法 王瑞利 2005, 22(4): 299-305.  摘要 ( )   PDF(337KB) ( )   随着流体问题的复杂和数值模拟高精度的要求,常常需要不同方法的耦合或不同网格体系的转化、叠加.只要改动网格或不同体系耦合(网格重构、细化与粗化、结构网格与非结构网格的互换)就涉及两种体系网格物理量的耦合或重映.将曲面拟合或插值的方法引入到散乱物理量重映计算中,给出几种物理量重映的算法.这些算法不受网格体系的限制,简单易用.

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基于求解Riemann问题的界面处理方法 王春武, 赵宁 2005, 22(4): 306-310.  摘要 ( )   PDF(250KB) ( )   通过在界面处构造Riemann问题,根据流体的法向速度和压力在界面(接触间断)处连续的特性,利用Riemann问题的解不仅定义了ghost流体的值,而且对真实流体中邻近界面的点值进行了更新,使得在界面处的流体的状态满足接触间断的性质,给出了更加精确的界面边界条件,守恒误差分析表明该方法在界面计算过程中引入较小的误差.数值试验表明该方法能准确地捕捉界面和激波的位置.

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用改进的遗传算法和高斯牛顿法联合反演三维地下水流模型参数 姚磊华 2005, 22(4): 311-318.  摘要 ( )   PDF(460KB) ( )   遗传算法在处理非线性优化问题时具有较好的全局搜索性能,但在局部搜索时搜索效率不高,解的精度亦不高,高斯牛顿法在处理非线性优化问题时的性质正好和遗传算法相反,利用遗传算法和高斯牛顿法的优点,用改进的遗传算法和高斯牛顿法联合反演地下水数值模型参数.首先用遗传算法求出地下水模型参数的初值,然后利用这组初值用高斯牛顿法进行数值模型参数的反演,并以一非均质各向同性三维承压非稳定流理想模型为例,结合有限元法讨论了用遗传算法和高斯牛顿法联合反演地下水数值模型参数的过程.计算结果表明,联合参数反演方法,具有收敛速度快、解的精度高的特点,在地下水渗流和水资源评价等领域可广泛应用.

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电磁波在磁化等离子体中传播的时域有限差分模拟 黄守江, 李芳 2005, 22(4): 319-324.  摘要 ( )   PDF(251KB) ( )   基于Z变换形式的时域有限差分法计算公式,模拟了传播方向垂直于磁化磁场的电磁波在磁化等离子体层中的传播.通过离散傅立叶变换,给出了电磁波通过均匀和非均匀磁化等离子体后的反射系数和透射系数随频率的变化关系.还给出了电磁波经过均匀磁化等离子体层后的反射和透射系数和理论值的对比.

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强激光场中CO分子经典轨迹的辛算法 刘世兴, 王怀民, 祁月盈, 刘学深, 丁培柱 2005, 22(4): 325-328.  摘要 ( )   PDF(200KB) ( )   采用辛算法计算CO异核双原子分子系统在强激光场作用下的经典轨迹,与Runge-Kutta方法进行比较,分析了CO双原子分子在激光场作用下的振动轨迹、相平面轨道与总能量随时间的变化及CO分子的解离.

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利用通量限制思想改进紧致格式 涂国华, 罗俊荣 2005, 22(4): 329-336.  摘要 ( )   PDF(376KB) ( )   利用通量限制思想改进紧致格式计算有间断流场的性能,并设计出一种限制器,该限制器被运用在一系列3至8阶的紧致格式上.数值实验表明,通量限制型紧致格式不仅具有较高的精度和分辨率,而且还能有效地抑制非物理振荡,适用于各种高低Mach数的流动,捕捉到的流场间断所占网格点数少.

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Fitz Hugh-Nagumo神经元网络的联想记忆与分割 彭建华, 于洪洁, 刘延柱 2005, 22(4): 337-343.  摘要 ( )   PDF(506KB) ( )   以广泛讨论的Fitz Hugh-Nagumo神经元节点组成脉动神经元网络,从神经系统空时模式编码理论研究网络的记忆(或模式)存储与时间分割问题.给定一个输入模式,它是几种模式的叠加,网络能够以一部分神经元同步发放的形式一个接一个地分割出每一种模式.如果输入的模式有缺损,系统能够把它们恢复成原型,即神经网络的联想记忆功能.模拟需要调节耦合强度和噪声强度等参数使得网络在特定的参数值和中等强度噪声达到最优的时间分割,与广泛讨论的随机共振现象一致.

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肋片对后台阶湍流流动影响的数值模拟 王小华, 何钟怡 2005, 22(4): 344-350.  摘要 ( )   PDF(333KB) ( )   采用二阶全展开ETG有限元方法作为大涡模拟空间离散格式,计算了Reynolds数为47625条件下的后台阶湍流流动,结果与相关实验资料符合良好,在此基础上分析了附加肋片高度和肋距对后台阶湍流流动的影响.计算结果表明,不同肋高和肋距对台阶下游流动具有较大的影响,相应条件下台阶下游的涡系及其时变过程都发生了很大的变化,计算给出了台阶回流段长度随肋高和随肋距变化的曲线,并指出,在台阶下游附加肋片可以作为后台阶湍流流动一种简单有效的被动控制方式.

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狭窄程度对锥缩血管中脉动流的影响 刘国涛, 王先菊, 艾保全, 刘良钢 2005, 22(4): 351-357.  摘要 ( )   PDF(374KB) ( )   建立了一个轴对称的狭窄锥缩刚性动脉模型.利用不可压缩的N-S方程作为计算的理论基础,采用有限差分方案进行数值分析.提供了3种狭窄程度下的管壁切应力分布曲线并进行了分析和比较,同时给出了模型M3(h/R0=1/3)在一个流动周期内的流线图.结果显示狭窄附近的流场受到了干扰,特别是狭窄的喉部及其下游区域的流场,并且狭窄程度越严重,狭窄对流场的影响就越大.

研究简报

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CTVD格式数值计算非均质炸药爆轰问题 楼建锋, 于恒 2005, 22(4): 358-364.  摘要 ( )   PDF(315KB) ( )   将高分辨率激波捕捉格式CTVD格式拓展应用到非均质炸药爆轰的数值模拟问题.增加了化学反应率控制方程,引入Lee-Tarver点火成长模型,未反应的固体炸药和化学反应气体产物都使用JWL形式状态方程.数值模拟了非均质固体炸药PBX-9404和TATB的冲击起爆问题.获得了较高的爆轰波分辨率和光滑解区的数值精度,对具有复杂物态方程形式的固体炸药爆轰问题,CTVD格式具有简单实用、高效和高分辨的特点.

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由扩散张量导出的各向异性扩散模型的隐式数值模拟 刘朝霞, 常谦顺 2005, 22(4): 365-370.  摘要 ( )   PDF(271KB) ( )   研究了由扩散张量导出的各向异性扩散的图像处理模型,并构造了隐式差分格式,形成了有13条对角线的大型稀疏矩阵.利用代数多重网格法求解了这个线性代数方程组.并进行了数值试验.

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基于波传播算法的火焰不稳定性 董刚, 靳建明, 叶经方, 范宝春 2005, 22(4): 371-376.  摘要 ( )   PDF(514KB) ( )   基于波传播算法构造了多组分反应流的数值格式,利用CH4/空气基元反应动力学模型,并采用分离算法,对CH4/空气混合物中,入射激波与火焰的相互作用,以及反射激波与火焰的二次作用过程进行了数值模拟.根据计算结果,讨论了激波诱导火焰失稳的发展过程及其特点.结果表明,Helmholtz不稳定、Richtmyer-Meshkov不稳定以及反应放热速率对火焰失稳过程有重要影响.计算结果与实验结果进行了比较,对数值方法的有效性进行了验证.