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2004年, 第21卷, 第6期
刊出日期：2004-11-25 上一期    下一期
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研究论文

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湍流扩散火焰局部熄火和再燃现象的PDF模拟 王海峰, 陈义良 2004, 21(6): 471-476.  摘要 ( )   PDF(355KB) ( )   对一个值班湍流CH4/O2/N2射流扩散火焰(Sandia Flame D)进行了数值模拟研究.所采用的数学物理模型包括双尺度的k-ε湍流模型,标量联合的概率密度函数(PDF)输运方程方法,甲烷氧化的ARM简化化学反应机理(包含16种组分,12步总包反应)和欧几里德最小生成树(EMST)小尺度混合模型.将计算结果和实验数据进行了比较,不仅对于平均量,对于标量的散点分布和条件概率密度分布也是如此.计算结果表明文中采用的模型不仅能够预测宏观的火焰结构,而且预测了湍流燃烧中复杂的局部熄火和再燃过程.

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一类各项异性半线性椭圆方程自然边界元与有限元耦合法 吴正朋, 余德浩 2004, 21(6): 477-483.  摘要 ( )   PDF(259KB) ( )   将冯康和余德浩提出的自然边界归化方法用于研究一类半线性椭圆方程外区域问题,提出一种自然边界元与有限元的耦合算法.针对某一类半线性椭圆方程,应用变分原理,研究其弱解性及Galerkin逼近,得到有限元解的误差估计及收敛阶O(hn),最后给出相应数值例子.

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求解不可压Navier-Stokes方程的一种新方法 郭晓虎, 田振夫, 张林波 2004, 21(6): 484-494.  摘要 ( )   PDF(444KB) ( )   以方腔自然对流问题为例阐述了数值求解不可压Navier-Stokes方程的新方法.该方法将四阶紧致差分格式(FCDS)和具有并行性的交替组显(AGE)迭代方法相结合;兼顾了稳定性,计算精度及并行性能.针对不同的Raleigh数和Prandtl数,对方腔内稳态自然对流进行了数值模拟,并将数值结果同前人结果进行了比较.

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非线性Schrödinger方程的动力学行为分析 刘学深, 花巍, 丁培柱 2004, 21(6): 495-500.  摘要 ( )   PDF(335KB) ( )   采用辛算法数值求解非线性Schrödinger方程的周期初值问题,建立不同的相空间来分析其动力学特性.首先比较分析了不同的相空间中立方非线性Schrödinger方程在不同立方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,然后讨论了相空间中立方-五次方非线性Schrödinger方程在不同立方和五次方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,数值结果显示,对于不同的立方非线性参数,随着五次方非线性参数的增加,动力学行为的演化路径是不一样的.

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热声发动机的格子气模拟 刘旭, 陈宇, 张晓青 2004, 21(6): 501-504.  摘要 ( )   PDF(321KB) ( )   在传统的9-bit格子气模型中引入了温度区的概念,并应用于热声发动机的模拟研究.利用改进后的格子气模型,模拟了热声谐振管中的自激振荡和二维温度场的分布及温度随时间的演化过程,同时,对热声板叠的长度和在声场中的位置对声幅的影响也进行了数值研究,所得结果对板叠的优化设计是有价值的.通过对模拟和实验结果的比较,验证了热声机格子气模型的有效性,表明格子气方法适用于热声模拟.

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电场作用下反式聚乙炔中孤子输运的数值计算 朱瑞, 田强 2004, 21(6): 505-508.  摘要 ( )   PDF(213KB) ( )   对于有电场存在下的反式聚乙炔单链中的孤子运动,用SSH模型引入电场项,通过数值计算,对孤子在电场下的运动规律进行了模拟.得到孤子在电场下沿链匀速运动的结论.

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粒子模拟激光斜入射边界条件的处理 李斌, 刘占军, 郑春阳, 朱少平 2004, 21(6): 509-514.  摘要 ( )   PDF(356KB) ( )   讨论了电磁场模拟中的非反射边界条件,详细推导了斜入射情况非反射边界条件的有限差分格式,并在粒子模拟程序LARED-P上将其实现,同时给出了激光斜入射时的数值模拟结果.

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湍流边界层中重粒子弥散的随机模型 郭宇, 崔桂香, 许春晓, 张兆顺, Michel Ayrault 2004, 21(6): 515-522.  摘要 ( )   PDF(395KB) ( )   在重粒子轨道模型的基础上,引入了Saffman力,并考虑了粒子-固壁碰撞和粒子-粒子碰撞的影响,建立了重粒子运动方程,耦合湍流脉动的随机方程,发展了重粒子弥散的随机模型,并在湍流边界层中考察该模型.将数值计算结果与实验结果进行比较,同时考察了Saffman力和粒子碰撞对计算结果的影响.

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求解非线性偏微分方程的自适应小波精细积分法 梅树立, 陆启韶, 张森文 2004, 21(6): 523-530.  摘要 ( )   PDF(437KB) ( )   以Burgers方程为例,提出了一种求解偏微分方程的自适应多层插值小波配置法,通过引入一种具有插值特性的拟Shannon小波并利用插值小波理论构造了多层自适应插值小波算子,从而在空间实现了偏微分方程的自适应离散.另外,精细时程积分方法和外推法的引入不但有助于提高求解速度和数值结果的精度,而且使时间积分步长的选取具有了自适应性.

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应用多介质PPM方法计算斜激波与物质交界面的相互作用 王晨星, 唐维军, 程军波 2004, 21(6): 531-537.  摘要 ( )   PDF(375KB) ( )   利用多介质PPM方法研究斜激波与物质交界面的相互作用.采用与体积分数耦合的Euler方程组作为计算模型,用双波近似来求解一般刚性气体状态方程Riemann问题.通过体积分数的计算来获得界面的位置,在整个流场采用统一的高阶PPM格式进行计算.文中对斜激波与不同物质界面相互作用进行了数值模拟,并给出了交界面上由于斜压效应产生的涡列的演化过程,特别是强斜激波与不同物质界面的相互作用的情况.

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颗粒Reynolds正应力轨道模型及后台阶两相流动数值模拟 徐江荣, 周志军, 张巍, 周俊虎, 岑可法 2004, 21(6): 538-542.  摘要 ( )   PDF(272KB) ( )   用随机过程理论建立气固两相耦合脉动量Lagrange方程,并建立了气固两相流随机颗粒轨道模型中颗粒Reynolds正应力的Lagrange方程.将新的模型运用于各向同性的湍流衰减的流场中,模拟颗粒的湍流扩散特性,与文[1]中的模型和实验结果作比较,并使用新模型模拟了后台阶两相流动.

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Na1/2Bi1/2TiO3体系的电子结构与极化特性 陈文, 周静, 徐庆, 李月明, 孙华君, 闵新民 2004, 21(6): 543-546.  摘要 ( )   PDF(270KB) ( )   采用自洽场离散变分Xα计算方法,研究了ABO3型钙钛矿结构无铅压电陶瓷Na1/2Bi1/2TiO3体系的电子结构,分析了A,B位元素取代对Na1/2Bi1/2TiO3压电陶瓷极化性能的影响.结果表明:NBT体系压电陶瓷材料存在自发极化,B位离子位移使铁电性增强,Ba,Sr与Mn离子A,B位复合取代可降低矫顽场、提高自发极化强度,从而提高材料的铁电性能,并通过实验对此结论进行了验证.

研究简报

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矩形介质内辐射换热的有限元法 齐宏, 阮立明, 谭建宇 2004, 21(6): 547-550.  摘要 ( )   PDF(340KB) ( )   利用有限单元法离散求解辐射传递方程和能量控制方程.分别计算了边界为黑体和灰体条件下矩形吸收、发射、各向同性散射介质内的平均入射强度和温度分布,并同蒙特卡罗法(M-C法)计算结果进行了比较.

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PuH3分子的几何构型及基态附近势能特征计算 祝生祥, 薛春荣, 肖志刚 2004, 21(6): 551-557.  摘要 ( )   PDF(448KB) ( )   目前还没有关于PuH3的分子结构和分子光谱公开解密的资料与数据.基于密度泛函理论的全数值自洽场计算方法——离散变分方法(DVM),数值解相对论Dirac方程,在自由的钚原子和氢原子波函数的数值基及原子能级基础上计算了PuH3分子的不同几何结构及势能曲线.等边三角棱锥形PuH3分子基态的数据为:Pu-H键长=2.097726Å,键角θ(H-Pu-H)=119.102Å,H-H距离为3.616817Å,轨道总能量为-19869.834a.u.,费米能级Ef=-16.856eV.分析了反演对称等价的分子态以及非质心坐标对轨道总能量的影响.比较了PuH2和PuH3分子参数的全电子计算结果.

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分形复合油藏非牛顿幂律流体不稳定渗流的数学模型 向开理, 涂晓青 2004, 21(6): 558-564.  摘要 ( )   PDF(283KB) ( )   对不稳定渗流的数学模型进行了推导并建立了分形复合油藏不稳定渗流模型.在无限大地层、有界定压、有界封闭三种外边界条件下分别求出了它们在Laplace空间的解析解.对于两区的特殊情况,分析了井底压力动态特征和参数影响,制作了典型曲线.非牛顿幂律流体的幂律指数,分形参数均对典型曲线产生较大的影响,呈现出与牛顿流体和均质油藏明显不同的特征.这对于非均质油藏非牛顿流体的不稳定试井分析和研究非线性渗流特征都是十分重要的.