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    2003年, 第20卷, 第2期
    刊出日期:2003-03-25
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    论文   
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    论文
    多介质流界面高精度自适应欧拉算法
    柏劲松, 陈森华, 李平
    2003, 20(2): 95-101. 
    摘要 ( )   PDF(418KB) ( )  
    采用欧拉网格自适应算法捕捉多介质流界面,获得了高精度界面特征,对不同物质引入不同位标函数跟踪界面运动,将位标函数方程与流体动力学方程非耦合求解,在笛卡尔坐标系中运用二阶精度有限体积算法,在保持流场守恒条件下,采用多层网格级对笛卡尔网格嵌套细化,实现了多介质流物质界面的高精度自适应跟踪.方法逻辑简单,大大节省了CPU时间,且能够对局部参数急剧变化的流场(如激波)进行自适应跟踪.
    基于熵条件二阶差分格式的嵌套网格分区算法
    董海涛, 张立东, 李椿萱
    2003, 20(2): 102-106. 
    摘要 ( )   PDF(252KB) ( )  
    以带熵条件的二阶TVD格式为基本格式,设计了三维曲线坐标下的Euler方程数值计算方法.对多个物体使用分区嵌套网格设计了相应的分区算法.所建立的算法适用于处理物体相互分离以及相互接触的定常与非定常流动问题.给出了绕两圆柱的超声速流动在两圆柱处于不同位置时的详细结果,并模拟了装配鸭舵火箭弹在超声速旋转飞行时的气动特性.
    一类分段线性电路系统动力响应的增量谐波平衡计算格式
    许磊, 陆明万, 曹庆杰
    2003, 20(2): 107-110. 
    摘要 ( )   PDF(127KB) ( )  
    采用增量谐波平衡(IHB)方法导出一类分段线性电路系统稳态周期响应的计算格式,并对该系统进行了数值模拟,作出了特定控制参数下系统周期响应相图,同时获得了控制参数在某一带宽内变动时的系统响应特性,其结果与Runge Kutta方法进行了对比.
    嵌套网格技术中的Collar网格和虚拟网格方法
    李孝伟, 范绪箕, 乔志德
    2003, 20(2): 111-118. 
    摘要 ( )   PDF(444KB) ( )  
    针对嵌套网格技术中的结合部问题,提出了Collar网格和虚拟网格方法.用双曲型微分方程生成的处于结合部的有两个边界分别处于不同固定曲面上的Collar网格,在保证计算网格的生成方便快捷而且网格质量高的前提下,解决了为物体结合部的内外边界点提供有效插值单元的问题.虚拟网格为紧贴物面的面网格,它的作用是将物面边界条件传递给其它网格的边界面,而其本身不作流场计算.计算实践表明,将Collar网格和虚拟网格结合起来应用在嵌套网格技术中能保证几何外形不发生变化,有效地处理各种复杂组合体外形的结合部问题.
    氦原子1s2p态的有限元近似能量
    郑伟英, 应隆安
    2003, 20(2): 119-122. 
    摘要 ( )   PDF(212KB) ( )  
    用有限元方法近似计算了1s2p态氦原子单态和三重态的能量,所得结果的相对误差:三重态为10-6,单态为10-4.这一结果比Schertzer[1]对基态氦原子的相应结果稍好.有限元法导致的大型广义矩阵特征值问题,对于基态是对称的,而对于1s2p态是非对称的,给求解带来了难度.由波函数的图形说明,在有界区域上求Schrödinger方程的近似解是合理的.
    类钾离子组态3p63d磁偶极矩M1光谱跃迁
    易有根, 郑志坚, 唐永建
    2003, 20(2): 123-126. 
    摘要 ( )   PDF(187KB) ( )  
    采用全相对论量子力学GRASP2程序、广义平均能级EAL模型,在核的有限体积效应、Breit和QED效应的高阶扰动基础上,考虑到原子实的极化,系统地计算了高剥离类钾离子组态3p63d(Z=22~42)磁偶极矩M1光谱跃迁的能级间隔、跃迁几率和振子强度,计算中选取4个非相对论输入组态3p63d1,3p64s1,3p54s3d,3p54s2,将计算结果和最近文献的实验值及理论计算值进行比较,结果表明,考虑原子实极化效应后,计算的精细能级结构间隔与实验数据之间的系统误差基本消除.
    时间相关外场中量子系统的辛算法
    刘晓艳, 刘学深, 丁培柱
    2003, 20(2): 127-129. 
    摘要 ( )   PDF(147KB) ( )  
    引入辅助变量将时间相关外场中量子系统的显含时间哈密顿系统转换成不显含时间的可分哈密顿系统,给出了任意阶精度的显式辛格式,计算了一维有限宽无限深势阱中的电子与模拟激光场的相互作用,结果与理论分析一致,且很好地保持了波函数模方归一,表明该方法适于计算激光场与原子的相互作用.
    交通流问题的有限元分析与模拟(Ⅲ)
    张鹏, 刘儒勋
    2003, 20(2): 130-136. 
    摘要 ( )   PDF(307KB) ( )  
    将交通流Zhang H M模型和吴正模型改进为包括车道数变化的情况,指出它们与传统的L-W理论模型方程的联系和区别,并将Runge-Kutta间断Galerkin有限元方法推广应用到这些模型的数值求解.数值模拟包括红绿灯、车道数改变和非平衡状态时的超车行驶等交通流现象.
    二元合金表面偏析的Monte Carlo方法模拟
    邓辉球, 胡望宇, 舒小林
    2003, 20(2): 137-141. 
    摘要 ( )   PDF(210KB) ( )  
    详细介绍了二元合金表面偏析的Monte Carlo模拟方法,并应用改进的分析型嵌入原子模型结合Monte Carlo方法模拟研究了Pd-Au合金表面成分及其剖面成分分布,发现Au在表面偏析,并同已有实验结果进行了比较.
    有限元与无网格伽辽金耦合法分析二相连续多孔介质
    张延军, 王思敬, 王恩志
    2003, 20(2): 142-146. 
    摘要 ( )   PDF(232KB) ( )  
    将有限元法和无网格伽辽金法相结合,创造出一种新的数值计算方法,该法既能利用有限元法的优点,又能发挥无网格伽辽金法局部化技术的无单元特性,使其具有计算优势.推导了二相多孔介质的有限元法与无网格伽辽金法耦合的离散方法.给出了两个算例,在计算二维固结方程时,精度较高且处理液体流量准确,是有限元法的有力补充.
    二维高速碰撞问题欧拉数值模拟的混合网格计算
    冯其京, 何长江, 张敏, 于志鲁
    2003, 20(2): 147-152. 
    摘要 ( )   PDF(264KB) ( )  
    提出了适用于二维平面或轴对称多介质流体力学两步欧拉数值方法中输运计算的混合网格界面处理.在一个混合网格中,将界面近似看作直线.整个方法分为3步:①用混合网格周围的8个网格的介质面积份额确定界面的法线方向;②用混合网格的介质面积份额或体积份额确定界面的直线方程;③用此直线方程求出通过网格边界的流.给出了用此方法所做的测试、数值计算及与其它算法的比较.
    一维激波管问题的SPH模拟
    徐立, 孙锦山
    2003, 20(2): 153-156. 
    摘要 ( )   PDF(179KB) ( )  
    叙述SPH的基本原理,讨论了实现一维激波管问题SPH模拟的过程,并给出算例和说明.
    Lattice Boltzmann方法模拟多孔介质Klinkenberg效应
    刘曰武, 周富信, 闫广武
    2003, 20(2): 157-160. 
    摘要 ( )   PDF(128KB) ( )  
    格子Boltzmann数值模拟方法是研究复杂的多孔介质结构特别是Klinkenberg效应的有效方法之一,对处理复杂边值问题尤其有效.用格子Boltzmann方法研究了气流穿越多孔介质问题,并将数值计算结果与实验结果进行了比较,结果表明格子Boltzmann方法是数值模拟气流穿越多孔介质问题的有效方法之一.
    倾斜井眼中感应测井正演模拟与响应特征
    Z其木苏荣, 汪宏年
    2003, 20(2): 161-168. 
    摘要 ( )   PDF(387KB) ( )  
    感应测井仪器的发射源可简化为一系列磁偶极子,其在层状地层中产生的电磁场可分解成彼此独立的TE波和TM波叠加,且TE波和TM波完全由两个标量方程确定.首先研究倾斜井眼中磁偶极子场的TE波和TM波分解,推导多层介质中电磁场振幅以及地层界面上广义反射和透射系数的递推公式,给出层状地层电磁场解析解.然后利用数值结果分析考察砂泥岩薄交互层中,地层层厚、井眼倾角变化等对感应测井响应的影响.
    QL-Born迭代法电磁散射计算
    赵连锋, 曹俊兴, 潘显军, 唐建光
    2003, 20(2): 169-172. 
    摘要 ( )   PDF(184KB) ( )  
    积分方程法是多维电磁响应的数值模拟和反演计算的有效方法之一.在线性化散射电磁场积分方程的基础上,采用迭代Born近似法进行了电导率成像反演.针对迭代Born近似法反演依赖初始模型,而QL近似法无需给定初值的特点,提出了两步法(QL-Born迭代法),用QL近似法计算的结果作为Born迭代法的初始模型,避免人为设置初值,并进行了数值实验.
    爆炸高度及威力对空间核电磁脉冲信号特性影响的数值分析
    孟萃, 陈雨生, 周辉
    2003, 20(2): 173-177. 
    摘要 ( )   PDF(219KB) ( )  
    运用差分方法,理论模拟了中空及高空核爆炸时,γ射线与周围空气分子相互作用散射的康普顿电子流在地磁场作用下激励电磁脉冲这一物理过程.讨论了中、高空核爆炸时爆心上方的电磁脉冲波形.引入地固坐标与局部球坐标系的相互转换,给出不同高度以及不同当量的核爆炸向外层空间(卫星轨道方向)传播的电磁脉冲源的特征.考虑电离层的色散及衰减特性,运用傅立叶分析方法,外推出通过电离层后的色散核电磁脉冲的信号强度,考虑宇宙背景噪声等因素,可以监测到当量为千吨级以上核爆电磁脉冲.
    六面体单元上的控制体有限元方法
    童中翔, 张建邦, 强晓艺, 王旭
    2003, 20(2): 178-182. 
    摘要 ( )   PDF(232KB) ( )  
    针对四面体单元在三维几何域的网格剖分中单元数过大,导致计算中过多占用机时与内存的问题,建立了六面体单元上的控制体有限元方法,采用散度定理将对结点所建立在控制体上的体积分转化为在相应控制面上的面积分,使之对对流项变量可采用迎风插值格式.通过算例表明,在受计算机内存及速度的限制下,该方法可作为三维流动与传热问题数值模拟的一种有效方法.
    一维多介质可压缩流动数值方法
    马东军, 孙德军, 尹协远
    2003, 20(2): 183-188. 
    摘要 ( )   PDF(284KB) ( )  
    应用高精度界面追踪方法计算一般状态方程的多介质可压缩流动问题;应用LevelSet技术捕捉界面位置,在界面附近采用守恒数值离散,用双波近似求解一般状态方程Riemann问题,并采用统一高阶PPM格式进行内点和交界面点的计算.一维算例表明,该方法对于光滑区域以及多介质交界面具有二阶精度,能准确地模拟交界面的位置,交界面计算无数值振荡和数值耗散,并能处理一般状态方程的多介质可压缩流动问题.
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