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2005年, 第22卷, 第5期
刊出日期：2005-09-25 上一期    下一期
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研究论文

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基于Riemann解的二维流体力学Lagrange有限点无网格方法 沈智军, 沈隆钧, 吕桂霞, 陈文, 袁光伟 2005, 22(5): 377-385.  摘要 ( )   PDF(545KB) ( )   在高维流体力学计算中,对于多介质大变形等一类问题,采用有网格方法常遇到较大的困难.针对二维问题,研究了一种无网格方法——Lagrange有限点方法:在求解区域上设置适当的离散点集,视其中每一点为流体力学Lagrange点;对于点集的任一点,确定邻点集合,并基于该点同邻点集合的联系,应用Godunov方法将流体力学Lagrange方程进行离散;考虑到算法的稳健性,方法中可设置较多邻点并采用最小二乘法.将该方法应用于典型的数值算例,取得了良好效果.

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隐式格式求解拟压缩性非定常不可压Navier-Stokes方程 白鹏, 崔尔杰, 周伟江, 李锋 2005, 22(5): 386-392.  摘要 ( )   PDF(389KB) ( )   采用Rogers发展的双时间步拟压缩方法,数值求解不可压非定常问题.数值通量分别采用三阶精度Roe格式和二阶精度Harten-Yee的TVD格式离散.为了加快收敛,提高求解效率,试验了几种隐式格式(ADI-LU,LGS,LU-SGS).针对经典的低雷诺数(Re=200)圆柱绕流问题,比较了不同隐式方法的计算结果和求解效率,以及两种数值离散格式计算结果的异同.最后采用Roe格式数值求解了两种典型的低速非定常流动问题:绕转动圆柱(ω=1)低雷诺数流动;NACA0015翼型等速拉起数值模拟.

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高精度格式WCNS-E-5计算物面热流 刘昕, 邓小刚, 毛枚良, 宗文刚 2005, 22(5): 393-398.  摘要 ( )   PDF(371KB) ( )   采用加权紧致非线性格式WCNS-E-5,四阶精度的二阶导数差分近似以及四阶精度的边界格式构造了高精度算法,对高超声速粘性流动的物面热流进行数值研究.首先考察了壁面网格雷诺数对驻点热流的影响,然后开展了边界格式对热流计算结果影响的研究,最后对大攻角钝锥绕流进行了数值模拟.研究结果表明:WCNS-E-5能降低边界层内网格分辨率,全场高精度的WCNS-E-5计算得到的流场图像清晰、真实、分辨率高,热流值准确、可靠.

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一种分布式内存环境下的并行二分网格加密算法 刘青凯, 张林波 2005, 22(5): 399-406.  摘要 ( )   PDF(414KB) ( )   给出了一个基于ALBERT(Adaptive multi-Level finite element toolbox using Bisection refinement and Error control by Residual Techniques)的并行二分网格加密算法.其目的是开发基于ALBERT的、适合于分布式内存计算机的并行自适应有限元软件包.首先给出了针对ALBERT的并行化策略,然后重点介绍并行网格加密算法,并证明了并行算法和原有串行算法在加密结果上完全等效.最后,数值实验证明该并行算法能有效地在分布式内存的计算机上执行.

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气体和气溶胶在多孔介质中迁移的数值模拟 王铁良, 张建鑫, 黄流兴, 王占江, 张自录 2005, 22(5): 407-411.  摘要 ( )   PDF(268KB) ( )   为了研究多孔介质对气体和气溶胶的封闭能力,用数值方法模拟了气体和气溶胶在多孔介质中的迁移.考虑了渗透、吸附过滤、扩散、热传导等因素,在柱对称坐标下用双孔双渗模型进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.计算结果显示,多孔介质对气溶胶有较强的阻挡作用,模拟实验结果也证明了这一点.

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一类块三对角矩阵求逆的算法 冉瑞生, 黄廷祝, 冷劲松 2005, 22(5): 412-416.  摘要 ( )   PDF(178KB) ( )   讨论了一类块三对角矩阵的求逆问题.由块三对角矩阵的LU分解,得到了其逆矩阵块元素的显式表达式.当考虑该表达式的结构特征时,可得到块元素的递推关系式,由此得到一个求逆矩阵的新算法.该算法比已有的块三对角矩阵求逆算法的计算复杂度和计算时间低.

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共轭梯度法求解双曲传热多宗量反问题 薛齐文, 杨海天 2005, 22(5): 417-424.  摘要 ( )   PDF(378KB) ( )   提出双曲传热反问题热物性参数和边界条件多宗量联合反演的一般数值求解模式,考虑了非均质和分布参数的影响,时域上采用时域精细算法进行离散,建立了便于敏度分析的有限元正演模型.由最小二乘原理建立反演模型,应用共轭梯度法进行求解.探讨了时间步长和测量误差对反演结果的影响,并进行了数值验证.

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双带紧束缚模型中噪声对超晶格中电子输运性质的影响 邵建立, 段素青, 赵宪庚 2005, 22(5): 425-430.  摘要 ( )   PDF(290KB) ( )   运用直交流电场驱动下的双带紧束缚模型,研究了噪声对超晶格中电子输运性质的影响.数值结果表明,外部噪声能够破坏瞬时电流的周期性并且能够削减长时平均电流的峰值.随着噪声强度的增加,平均电流峰的高度降低,宽度增加;当增大噪声的衰减常数时,平均电流峰会有类似上述变化.

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电弧等离子体温度场中Abel逆变换的数值算法分析 邵华, 朱丹平, 吴毅雄 2005, 22(5): 431-436.  摘要 ( )   PDF(343KB) ( )   针对电弧等离子体温度场分析中Abel逆变换的计算,提出了3种数值解法:三次样条插值法、Radon逆变换法以及离散数据曲线拟合法.通过对单峰、双峰型函数的验证,分析了3种方法各自的特点,得到这3种方法在精度、程序实现性以及积分奇异点处理等方面的比较,指出了在不同实际温度场分析计算中3种方法各自的优势.

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Rhn(n=2~20)团簇结构和磁特性 陈金春 2005, 22(5): 437-443.  摘要 ( )   PDF(415KB) ( )   使用紧束缚近似多体势和遗传算法,计算了Rhn(n=2~20)团簇的基态结构.据优化结构计算了平均键长(R) ,平均配位数(CN) ,单原子平均束缚能Eb,使用自洽的4d,5s ,5p价电子紧束缚模型,计算了单原子平均磁矩μn和Rhn(n=15,17,18,19)团簇的总的平均电子态密度.结果初步揭示了小铑团簇结构、电子和磁特性之间的关系.

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压敏三重介质油藏压力响应特征 赵冬梅, 姚军, 王子胜 2005, 22(5): 444-448.  摘要 ( )   PDF(286KB) ( )   建立由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成,并考虑溶洞渗透率随压降的增加呈指数减小的压敏三重介质油藏试井解释模型,采用隐式差分格式对考虑井筒储存和污染效应的情况进行了求解.研究表明:无因次渗透率模数导致压力及压力导数明显增大,窜流系数影响窜流阶段出现的早晚,弹性储容比影响压力导数曲线"凹陷"的宽度和深度,外边界条件的影响则和普通三重介质明显不同,表皮系数主要影响全部压力和压力导数早期的"凸起",而无因次渗透率模数则主要影响压力和压力导数的后期.

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光腔模式及光束传输的特征向量算法 程愿应, 江超, 王又青, 胡进, 李家熔 2005, 22(5): 449-455.  摘要 ( )   PDF(479KB) ( )   发展了一种新颖的适用于光腔模式及光束传输模拟计算的特征向量法.该方法的核心是基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论构造了一种新的光腔传输矩阵,通过求解激光谐振腔的本征积分方程,即可一次求解得到表征腔镜上多个光场模式振幅及相位分布的特征向量组;而谐振腔内或腔外任意地方的光场分布,也可采用该方法进行光束传输模拟而求得.对与该方法有关的单元划分、形函数选取、误差及稳定性分析等问题进行了论述,分析表明:合适的单元划分和形函数选取有利于提高计算速度、精度和稳定性.

研究简报

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非结构网格的并行生成 司海青, 成娟 2005, 22(5): 456-464.  摘要 ( )   PDF(846KB) ( )   研究了非结构网格的并行生成方法.改进了R.Lohner的"波阵面"区域分裂算法以使子网格及其边界更有益于网格并行生成,提出了边界并行优化策略,改善了边界的光滑性;完善了子区域内生成网格时接受新点及新单元的条件,在界面网格生成过程中提出只接受新单元而拒绝新点的策略,节省了机时.

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多块对接网格技术在电磁场散射问题中的应用 赫新, 陈坚强, 毛枚良, 邓小刚 2005, 22(5): 465-470.  摘要 ( )   PDF(500KB) ( )   采用多块对接网格技术和时域有限体积法(FVTD)研究了典型目标和多体的电磁场散射问题.控制方程采用三维一般曲线坐标系下的时变麦克斯韦方程组.时间方向采用四步Runge-Kutta方法,空间离散采用基于通量雅可比矩阵特征结构的通矢量差分分裂,依赖变量采用MUSCL插值.时间方向的计算精度为2阶,空间方向的计算精度可达3阶.典型算例的雷达散射截面(RCS)的计算结果与理论解吻合很好.对于多体问题计算与文献结果相当一致,说明该算法具有对复杂拓扑结构外形(包括多体问题)进行数值模拟的能力.