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2003年, 第20卷, 第1期
刊出日期：2003-01-25 上一期    下一期
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基于Boltzmann模型方程的气体运动论HPF并行算法 李志辉, 张涵信, 符松 2003, 20(1): 1-8.  摘要 ( )   PDF(273KB) ( )   从修正的BGK Boltzmann模型方程出发,引入离散速度坐标技术对气体分子速度分量进行离散降维,基于非定常时间分裂数值计算方法和无波动、无自由参数的NND耗散差分格式,发展直接求解气体分子速度分布函数的气体运动论有限差分数值格式,提出一套能有效模拟各流域三维绕流问题的气体运动论统一算法.在分析研究气体运动论数值算法内在并行度的基础上,开展各流域三维绕流问题统一算法的HPF(高性能FOR TRAN)并行化程序设计,建立一套能有效模拟各流域复杂外形体绕流的HPF并行算法软件.并进行了不同Knudsen(克努森)数下三维球体绕流及类"神舟号"返回舱外形体绕流的初步数值实验,将计算结果与过渡区有关实验数据及各流域气体绕流现象进行比较分析,证实了发展的气体运动论HPF并行算法在求解稀薄流到连续流不同流域复杂绕流问题方面的可行性.

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求解Euler方程的隐式无网格算法 陈红全 2003, 20(1): 9-13.  摘要 ( )   PDF(170KB) ( )   研究了求解Euler方程的隐式无网格算法.用点云离散计算区域,代替通常的网格划分;在当地点云上,引入二次平方极小曲面逼近计算空间导数;用Roe的近似Riemann解确定通量;并用LU SGS算法求解离散得到的Euler方程隐式时间后差联立方程组,数值模拟了二维翼型跨音速绕流.由于无网格算法区域离散只涉及点云,具有灵活性,适合处理复杂的气动外形.

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非均匀材料的应变软化及叠层复合材料破坏过程的数值模拟 陈永强, 郑小平, 姚振汉 2003, 20(1): 14-20.  摘要 ( )   PDF(222KB) ( )   用有限元方法模拟了非均匀叠层材料的固体力学行为和破坏过程,各层材料性质的初始非均匀性采用某一给定的统计规则描述.用三维网格对试件进行有限元剖分,每个单元具有各自的均匀各向同性常量以反映总体的非均匀性.加载过程中不同单元破坏次序不同,因而整体等效应力应变关系表现出复杂的非线性性.通过数值计算,在选定的具体条件下,模拟了在逐步加载过程中,叠层材料应力应变场的变化和不同单元依次破坏直至试件整体破坏的过程.算例中叠层材料由14~15层构成,使用的网格数约为几千个.用该方法得到的非线性等效应力应变曲线与文[11,12]中叙述的拉伸作用下应变超过某一值后,材料发生应变软化现象的试验数据符合较好,趋势相当一致,因此可以设想是对应变软化原因的一种解释.

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电子束在微束斑X射线源中运动轨迹的计算 王凯歌, 牛憨笨, 周燕 2003, 20(1): 21-24.  摘要 ( )   PDF(143KB) ( )   轰击金属靶面的高能电子束束斑大小,是决定微束斑X射线源最终X射线束斑尺寸的关键因素之一.当LaB6晶体阴极发射电流为60μA时,采用5点不等距有限差分法(FDM)计算了整个仪器内旋转对称电子光学系统电场的分布,并利用Runge Kutta法从LaB6阴极发射端面开始追踪了电子束在整个系统内部的运动,经计算,聚焦在靶面上的电子束斑直径约为600~1000nm.

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循环流化床气固曳力模型 肖海涛, 祁海鹰, 由长福, 徐旭常 2003, 20(1): 25-30.  摘要 ( )   PDF(175KB) ( )   气固曳力是稠密气固两相流动,尤其是垂直流动中的主要作用力,相应的模型也是数值模拟中准确描述气固两相运动的关键.为了解决现有经验或半经验模型的普适性问题,合理描述流动中经常发生的颗粒团聚现象及其对气固曳力的影响,从理论分析入手,运用最小能量的概念,将传统的CFD方法与宏观的系统分析方法相结合,建立了一个新的计及颗粒团聚效应的气固曳力理论模型.与现有模型相比,新模型不仅具有相同的函数变化关系,可合理地描述气固两相相互作用的物理过程,而且避免了以往经验系数不准确导致的各种误差,为稠密气固两相流动的数值描述提供了重要依据.

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用常数周期脉冲方法控制耦合标准映象的混沌 许海波, 王光瑞, 陈式刚 2003, 20(1): 31-36.  摘要 ( )   PDF(244KB) ( )   将用常数周期脉冲方法控制保守系统的混沌运动的方法,用于控制高维系统耦合标准映象的混沌运动,计算了系统参数K=0.8和耦合常数 β=0.04的有限时间李雅普诺夫指数,考察了不同系统参数和耦合常数下的有限时间李雅普诺夫指数随迭代次数的的演化规律.从各次迭代的有限时间收敛区选择满足期望动力学特征的轨道片段,施加适当的脉冲强度,找出其对应的周期不动点,从而得到期望的周期轨道.

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孔隙度敏感系数的数值计算 刘福平, 杨长春 2003, 20(1): 37-43.  摘要 ( )   PDF(214KB) ( )   由渗流微分方程定解问题,利用格林互易定理导出了网格压力对孔隙度的敏感系数,再由Peaceman方程给出了井底压力对孔隙度的敏感系数.借助三维不均匀非稳定渗流场的压强数值解计算了井底压力对孔隙度的敏感系数,并用直接求解敏感系数的方法进行了验证.

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离子光学系统简单数值计算方法在反射式飞行时间质谱仪中的应用 胡湛, 金明星, 刘航, 张林林, 丁大军 2003, 20(1): 44-50.  摘要 ( )   PDF(224KB) ( )   简要阐述了求解离子光学系统电场结构分布以及带电粒子在该电场中运行轨迹的通用数值计算方法,分析了在保证计算精度的前提下,节省磁盘空间、提高计算速度的PC级计算机上优化算法,并提出一种寻找最佳超松弛因子的可行性方法.在PC级计算机上应用该计算方法对一台无栅网结构高分辨率反射式飞行时间质谱仪进行计算,给出了电场分布、粒子飞行轨迹和设定各种不同条件对电场进行优化的结果.根据计算结果调整的反射式飞行时间质谱仪达到了其优化工作状态,所测得的质谱分辨率显著提高.

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电子束在材料中的能量沉积和热激波特性 彭常贤, 林鹏, 唐玉志 2003, 20(1): 51-58.  摘要 ( )   PDF(264KB) ( )   采用解析法、矩方法和Monte Carlo法等方法,计算了电子束在硬铝靶材中的能量沉积.计算表明,3个结果基本符合.根据得出的能量沉积结果和一维应变弹塑性流体动力学模型,计算了电子束热激波在硬铝靶材中的传播,并将其应力峰值的计算值与实测值进行了比较.

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受限湍流射流扩散火焰的PDF模拟 王海峰, 陈义良, 李艺 2003, 20(1): 59-64.  摘要 ( )   PDF(219KB) ( )   采用k-ε双方程模型和概率密度函数(PDF)相结合的办法,研究受限条件下的湍流射流扩散火焰,着重考虑受限条件下固体壁面、压力梯度等因素对速度场和标量场求解的影响,并在此基础上对两个不同尺寸的受限湍流燃烧场进行计算,分别研究了受限湍流射流扩散火焰的流场结构、火焰结构和火焰形状.最后给出结果,定性分析,并得出结论.

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多群输运-燃耗耦合蒙特卡罗计算 邓力, 谢仲生, 李树 2003, 20(1): 65-70.  摘要 ( )   PDF(249KB) ( )   介绍三维多群中子输运-燃耗耦合P3近似蒙特卡罗程序MCMG BURN.该程序是在连续截面蒙特卡罗程序MCNP和反应堆栅元均匀化程序WIMS基础上发展而来的.使用多群截面库模拟临界实验堆和高通量工程实验堆,取得了与MCNP和实验一致的结果.MCMG BURN具有与MCNP相同的精度,但计算时间较MCNP要少得多.

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以中子作外源的假想核弹头主动探测 伍钧, 刘成安, 胡思得, 张本爱, 田东风 2003, 20(1): 71-75.  摘要 ( )   PDF(157KB) ( )   通过对不同入射能量的中子在假想的核弹头中的输运计算,分析了弹头中的裂变材料芯部的核裂变、各层对中子的吸收和(n,xn)反应以及出壳中子随角度的变化,论证了以外中子源(不随时间变化的外源)对弹头作主动探测的可行性.通过对14 1MeV脉冲中子源和产生的缓发中子在模型中的输运计算,分析了用脉冲外中子源产生的缓发中子探测核弹头的可行性.

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三维问题的局部块分解预条件 吴建平, 李晓梅 2003, 20(1): 76-80.  摘要 ( )   PDF(177KB) ( )   利用块三对角矩阵的嵌套局部块分解构造了一个不完全分解预条件子,并考虑了其修正型变种,分析了两者的存在性及若干性质.针对标准七点差分矩阵,给出了预条件后的实际条件数.结果表明,采用局部块分解预条件时条件数与矩阵阶数的2/3次幂成正比,而采用修正型预条件时条件数与矩阵阶数的立方根成正比.最后考虑了预条件的高效实现并在主频为550MHz、内存为256M的微机上作了若干数值实验,并与其它较有效的预条件方法进行了比较.

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类镁离子3s2 1S0-3s3p3P1(Z=14~103)跃迁的相对论多组态研究 易有根, 郑志坚, 唐永建, 朱正和 2003, 20(1): 81-87.  摘要 ( )   PDF(196KB) ( )   利用全相对论性多组态Dirac Fock平均能级(MCDF AL)方法系统计算了高剥离类镁离子互组合线3s2 1S0-3s3p3P1(Z=14~103)光谱跃迁的能级间隔和跃迁几率.计算中考虑了重要核的有限体积效应及Breit修正和QED修正,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较.结果表明,高原子序数的高荷电离子跃迁的互组合线跃迁几率和中性原子的电偶极E1的相当.在ICF和MCF高温高密度激光等离子体中,互组合线跃迁几率过程不容被忽视.

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氘代甲烷几何构型及物性的量子化学研究 陆春海, 陈文凯, 廖俊生, 王怀胜, 汪小琳, 孙颖 2003, 20(1): 88-90.  摘要 ( )   PDF(90KB) ( )   用HF/6-31G**、密度泛函方法B3LYP/31G**、二级微扰MP2/6-31G**、四级微扰MP4/6-31G**方法对甲烷和氘代甲烷进行几何构型全优化,并将优化的结果与实验值进行比较.用上述4种方法对甲烷和氘代甲烷分子进行分子的振动基频计算.密度泛函、二级微扰、四级微扰优于HF/6-31G**,尤其是密度泛函、四级微扰方法.密度泛函方法所用的机时远小于微扰方法.不同方法计算所得的氘代甲烷振动频率值与实验值的最大误差为10.4%,最小误差为2.0%.

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超晶格电流振荡的分岔图和Poincaré映射 张启义, 田强 2003, 20(1): 91-94.  摘要 ( )   PDF(233KB) ( )   基于超晶格输运的分立漂移模型,数值模拟了掺杂弱耦合GaAs AlAs超晶格在外加交流偏压下电场畴的输运行为.以黄金分割比固定交流驱动频率,模拟并分析不同交流幅度下电流的准周期、锁频及混沌现象.