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2004年, 第21卷, 第4期
刊出日期：2004-07-25 上一期    下一期
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研究论文

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QUICK格式在湍流旋流流动数值模拟中的应用 尚庆, 张健, 周力行 2004, 21(4): 283-289.  摘要 ( )   PDF(465KB) ( )   为研究不同精度的离散格式对湍流旋流流动数值模拟结果的影响,同时应用QUICK格式和混合格式对同轴射流旋流燃烧室内的湍流流动进行了数值模拟.在采用k-ε湍流模型的条件下,QUICK格式计算得到的燃烧室内气体轴向与切向速度及轴向脉动速度均方根值分布与实验数据符合较好,而混合格式给出的数值模拟结果则与实验有一定的偏差.

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粘性不可压流体流动问题用直角坐标网格的贴体解法 汪建兵, 康宁 2004, 21(4): 290-298.  摘要 ( )   PDF(586KB) ( )   研究一种新的全贴体的求解粘性不可压流体流动问题的非结构化直角坐标网格方法.该方法在于利用直角坐标网格但通过在边界附近保留不规则控制体,使得算法是完全贴体的.这有别于目前流行的各种非结构化直角坐标网格方法.通过对两个典型流动问题的计算对该数值方法进行验证.对比结果表明,本方法计算的结果与精确解和STAR-CD的结果在一定Re数和网格数时是很接近的,可以满足一定的精度要求,说明该数值计算方法是可行的.还对二维钝头体周围的流场进行了计算,计算的流场与STAR-CD的结果相当吻和,说明该算法还可计算较复杂的流动现象.

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慢电子与氧原子之间相互作用——光分解和散射的研究 吴建华, 袁建民 2004, 21(4): 299-304.  摘要 ( )   PDF(357KB) ( )   利用R-矩阵方法进行了慢电子与氧原子之间相互作用的密耦计算.给出了光子能量从阈值到7eV范围内的氧负离子的光分解总截面,各个对称性分截面以及主要电离通道对分截面的贡献.并和已知的实验结果和理论计算结果进行了对比.同时计算了慢电子与氧原子弹性碰撞散射截面,并与试验结果和理论结果进行了分析比较.

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阻抗梯度飞片加载下的超高速发射二维数值模拟方法 柏劲松, 谭华, 李平, 华劲松, 戴诚达, 陈森华 2004, 21(4): 305-310.  摘要 ( )   PDF(305KB) ( )   阻抗梯度飞片准等熵加载和超高速发射的二维数值模拟,在计算方法上集中体现了多介质、多界面、大变形、高密度比等特点.采用多介质流体高精度PPM计算方法,以VOF为基础研制MFPPM2二维计算程序,数值模拟Sandia实验室的超高速发射实验模型,获得了与Sandia实验室数值计算一致的结果.

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具有分形结构的SiC/SiO2界面的粗糙散射 陈文建, 谢家纯, 徐军, 胡林辉, 董晓波 2004, 21(4): 311-315.  摘要 ( )   PDF(310KB) ( )   用结构函数的方法建立了SiC粗糙表面的分形模型,用rms粗糙度Δ,分形维数D,以及相关长度L三个参量来刻画表面高度的自协方差函数,并提出了参数的计算方法.在此分形模型的基础上,能计算出SiC/SiO2界面对沟道电子的粗糙散射.

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DSMC方法的压力边界条件实现 王沫然, 王金库, 李志信 2004, 21(4): 316-320.  摘要 ( )   PDF(261KB) ( )   提出了一种实现DSMC压力边界条件的新方法,新方法不仅可以避免传统"通量法"造成的计算发散问题,又较之"入口平均法"有更快的收敛速度.使用这种方法,对不同压差驱动下等壁温微通道内的气体流动进行了模拟,并与传统的基于连续介质假设的滑移理论所得结果进行了比较.

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耦合非线性Schrödinger系统的多辛差分格式 孙建强, 顾晓艳, 马中骐 2004, 21(4): 321-328.  摘要 ( )   PDF(373KB) ( )   近年来,Bridges等人在Hamiltonian力学意义下,直接把有限维Hamiltonian系统推广到无穷维,通过引入新的函数坐标,使得偏微分方程在时间和空间的各个方向上都有各自不同的有限维辛结构,这样原偏微分方程就由各个有限维辛结构以及右端的梯度函数决定,称这样的方程为多辛Hamiltonian系统.多辛Hamiltonian系统满足多辛守恒定律,满足多辛Hamiltonian系统的多辛守恒律的离散算法称为多辛算法.以耦合非线性Schrödinger方程为例,研究无穷维Hamiltonian系统的多辛算法,验证了两孤立子碰撞后会发生相互通过、反射及融合现象.

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一类基于ENO插值的守恒重映算法 王永健, 赵宁 2004, 21(4): 329-334.  摘要 ( )   PDF(294KB) ( )   在大变形流体力学问题的数值模拟中,常常会涉及到计算网格的重分.基于不同网格的物理量传递便是所谓的重映技术.基于ENO插值的思想,发展了一类适用于任意网格的ENO守恒重映算法,并给出了数值结果.

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不同层显式格式及在微尺度热传导中的应用 唐晨, 张桂敏, 闫海青, 李文润, 张皞, 刘铭 2004, 21(4): 335-340.  摘要 ( )   PDF(228KB) ( )   基于指数拟合和牛顿插值多项式构造了用于数值计算偏微分方程的不同层显式格式,应用不同层显式格式可获得不同精度的数值计算结果,并将该算法应用于微结构热传导方程和薄膜强瞬态热传导方程中.

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相空间中脑电近似熵和信息熵的计算 游荣义, 陈忠 2004, 21(4): 341-344.  摘要 ( )   PDF(222KB) ( )   提出一种基于相空间重构脑电信号来计算脑电近似熵和信息熵的新方法.实验计算结果表明,癫痫患者脑电和正常人脑电的近似熵和信息熵随相空间嵌入维数的变化有明显的不同.

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一种非结构/结构多层混合网格方法及其应用 桑为民, 李凤蔚 2004, 21(4): 345-351.  摘要 ( )   PDF(400KB) ( )   对于粘性绕流的数值模拟,在自适应直角网格基础上,结合三角形非结构网格和结构化网格,利用其各自的优势和特点,提出一种生成混合杂交网格的思路和方法.在物面附近生成适合粘性流计算的大长宽比结构化网格,在远场分布自适应直角网格,快速离散计算空间.对于复杂的多体问题,采用三角形网格来连接各体网格,并运用网格合并的方法,保证各网格之间的光滑过渡与连接,提高网格质量.针对一些二维、三维外形的绕流问题,在上述网格基础上,采用B-L代数湍流模型和中心有限体积法,完成Navier-Stokes和Euler方程数值模拟的对比计算,结果表明网格生成和流场计算是正确的.

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边界层流动中湍斑的直接数值模拟 张立, 唐登斌 2004, 21(4): 352-358.  摘要 ( )   PDF(354KB) ( )   用Navier-Stokes方程直接数值模拟平板边界层流动中湍斑的形成和演化过程.发展了模拟湍斑的高精度、高分辨率的高效计算方法,包括推出四阶时间分裂法以提高精度;提出三维耦合差分方法,用于关于压力的泊松方程和关于速度的亥姆霍兹方程的空间离散,建立其四阶三维耦合中心差分格式;并采用四阶紧致迎风差分格式,避免了一般四阶中心差分格式不适用于边界邻域的困难和提高了分辨率;精心地处理各种边界条件,以保持精度和稳定.该方法适用于包含边界邻域的整个区域内的湍斑模拟.通过模拟平板边界层流动中湍斑的复杂演化过程,显示了湍斑的基本特征.

研究简报

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基于遗传算法和分布式计算的气动优化设计 詹浩, 白俊强, 段卓毅, 华俊 2004, 21(4): 359-362.  摘要 ( )   PDF(205KB) ( )   采用求解NS方程作为气动优化设计的CFD分析方法,为了提高基于遗传算法的气动优化设计的效率,发展了一种基于分布式并行计算的混合遗传算法,并应用该方法进行了气动优化设计.设计实践表明,该方法是可行的,且由于采用了混合遗传算法和分布式并行计算而提高了优化的质量和效率.

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EHD两相系统中的电场数值模拟 董伟, 李瑞阳, 郁鸿凌 2004, 21(4): 363-366.  摘要 ( )   PDF(221KB) ( )   针对均匀电场作用下两相系统中的单个离散相周围电场分布情况,建立了数学模型.在建模过程中,考虑了离散相的存在对电场分布的影响.通过求解电场控制方程,得到了均匀电场作用下离散相周围及其内部的电势及电场分布的数值解,并理论验证了该数值解的准确性.

方法介绍

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高分辨率间断有限元方法 李宏 2004, 21(4): 367-376.  摘要 ( )   PDF(734KB) ( )   间断有限元方法是集高分辨率有限差分方法和有限体积方法的优点发展起来的一种数值方法,在计算流体动力学问题上显示了优良的效能.利用守恒问题给出间断有限元方法的基本概念和过程,利用简单算例给出该方法的精度分析和限制器对精度的影响,并给出浅水波问题、交通流问题和波传播问题的数值模拟结果,进一步,综合评介该方法在椭圆、抛物、对流扩散、Hamilton-Jacobi方程、Navier-Stokes方程等的实际应用进展.