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2007年, 第24卷, 第1期
刊出日期：2007-01-25 上一期    下一期
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空腔靶大变形问题的网格构造 勇珩, 袁国兴, 裴文兵, 古培俊 2007, 24(1): 1-6.  摘要 ( )   PDF(462KB) ( )   针对ICF(Inertial Confinement Fusion)空腔靶大变形问题,发展了九点网格重构方法.拓展后的九点网格重构方法,保留了九点网格重构方法的基本特征(逼近椭圆型或抛物型方程,并具有一维球对称性),而且包含更多形式的九点网格重构方法,扩展了实际问题的使用需要.最后LARED-H程序采用ALE(ArbitraryLagrangian-Eulerian)方法,对空腔靶进行数值模拟,给出了合理的物理图像.

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高阶谱元区域分解算法及其在流动稳定性中的应用 马东军, 孙德军, 尹协远 2007, 24(1): 7-12.  摘要 ( )   PDF(396KB) ( )   以无时间分裂误差的区域分解Stokes谱元算法为基础构建整体稳定性分析方法.用Jacobian-free的Inexact-Newton-Krylov算法求解不可压缩Navier-Stokes方程的定常解,将Stokes算法的时间推进步作为Newton迭代的预处理,在此基础上采用Arnoldi方法计算大规模特征值问题,对复杂流动进行稳定性分析,该方法能统一处理定常和非定常计算,没有时间分裂误差,无需显式构造Jacobian矩阵,可以减少内存使用,降低计算量,并加速迭代收敛.对有分析解的Kovasznay流动的计算表明,高阶谱元法具有指数收敛的谱精度.对亚临界方腔对称驱动流的各种定常解的计算及其稳定性分析验证了方法的可行性.

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一种新的非结构四边形网格生成方法及软件 王瑞利, 姚彦忠, 林忠, 葛全文 2007, 24(1): 13-18.  摘要 ( )   PDF(410KB) ( )   提出一种间接生成非结构四边形网格的方法.采用Delaunay三角形网格生成的算法生成三角形单元,在三角形单元中定义生成四边形网格的前沿,根据三角形的特点(边、角大小)以及生成四边形前沿的方向,将两个三角形合并为一个四边形单元.此方法的特点是不增加节点,仅改变点与点之间的拓扑连接,使单元基本变为四边形占优的单元.然后研究四边形占优的网格转换为100%的四边形网格的转换模版.并应用于实际物理问题.数值实验显示了该方法生成非结构四边形网格的特点.

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求解二维三温辐射热传导方程组的一种网格自适应方法 江军, 舒适, 黄云清, 陈龙 2007, 24(1): 19-28.  摘要 ( )   PDF(626KB) ( )   在求解二维三温辐射热传导方程组的过程中,设计了一类新的基于Hessian矩阵的网格自适应算法.数值实验结果表明,与现在流行的基于一阶导数或通量的网格自适应技术相比,该算法能够大幅改善系统的能量守恒误差,并具有较高的整体计算效率.

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混合对流的数值模拟 陈晓春, 林冠婧, 周翔, 朱颖心, 王元 2007, 24(1): 29-34.  摘要 ( )   PDF(402KB) ( )   分别采用v'2-f模型、k-ε模型和室内零方程模型对通风空调中典型的气流组织形式混合对流进行数值模拟.研究表明:在通风入口附近存在一个分离涡,对这个分离涡预测的准确程度是整个计算成败的关键因素.将预测结果和实验进行比较,发现这个涡的尺度介于???20070105???-f模型和零方程模型预测的结果之间,比k-ε模型预测的结果大.虽然从流场上看,零方程模型预测的结果和实验结果吻合很好,但从模型构造的角度看,它不具备普遍的意义.从对温度场的预测看,v'2-f模型预测结果最好,室内零方程模型次之,k-ε模型结果最差.

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一种改进的无单元伽辽金方法 曾亿山, 曾清红 2007, 24(1): 35-41.  摘要 ( )   PDF(314KB) ( )   使用单位分解积分,对传统的无单元伽辽金方法进行改进.有限覆盖和单位分解是单位分解积分的数学基础,对单位分解积分进行了严格证明,并指出使用Shepard函数作为单位分解函数是一个很好的选择.数值实例表明,使用单位分解积分进行数值求积的无单元伽辽金方法是一种真正的无网格方法,与经典的背景网格积分相比具有更高的精度.

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耦合时间精度对模拟飞行器自由运动特性的影响 杨云军, 周伟江, 崔尔杰 2007, 24(1): 42-48.  摘要 ( )   PDF(513KB) ( )   将亚迭代技术引入流体动力学和刚体动力学方程的耦合求解,获得细长三角翼极限环运动的规律.探讨耦合时间精度对飞行器非定常运动特性的影响,细长三角冀的大迎角自由滚运动最终形成极限环振荡的周期性自维持运动,不同攻角自由滚振幅阶跃式的变化特点较好地吻合了自由滚试验的规律.对于多系统耦合问题,亚迭代耦合求解(耦合时间精度为二阶)对物理时间步长的依赖性不明显;而存在一阶时间滞后的解耦推进方法的数值结果强烈地依赖于物理时间步长选取,稍大的时间步长将导致非物理的数值结果.

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低雷诺数反齐默曼机翼的气动特性 李建华, 李锋 2007, 24(1): 49-53.  摘要 ( )   PDF(415KB) ( )   通过PISO方法求解非定常不可压N-S方程,研究小展弦比反齐默曼机翼在低雷诺数下的流场特征,并分析其对气动特性的影响.结果显示前缘分离涡在反齐默曼机翼上表面形成一对集中涡.分析表明这对集中涡是影响反齐默曼机翼气动特性的主要因素,给机翼提供了较大的非线性升力和较大的失速攻角,前缘涡之间的相互影响使得机翼出现非定常现象和大攻角的非对称现象.与矩形翼相比,反齐默曼机翼有较好的稳定性.

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基于同伦技术的Burgers方程的小波精细积分算法 梅树立, 张森文, 陆启韶 2007, 24(1): 54-58.  摘要 ( )   PDF(211KB) ( )   以Burgers方程为例,结合区间小波精细积分方法,将同伦摄动方法的应用范围推广到多维非线性问题,给出一种求解非线性偏微分方程的新的小波精细积分方法,得到一种近似解析解的数值结果,对时间步长不敏感,更适合于求解非线性问题.

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三维静电场线性插值边界元中的解析积分方法 李亚莎, 王泽忠, 卢斌先 2007, 24(1): 59-64.  摘要 ( )   PDF(288KB) ( )   提出求解三维静电场的三角形线性插值边界元解析积分方法.针对含1/R和1/R2的积分项,将单元形状函数分解为常数项、含x的线性项和含y的线性项,从而将边界单元积分简化为6个基本积分组合,并导出其解析计算公式,避免了因形状函数改变而导致的重复计算.该方法不仅可以准确计算远离奇异情况下的边界元积分,而且可以准确计算一阶和二阶接近奇异积分以及一阶奇异积分.计算结果表明,在接近奇异积分和奇异积分比较突出的问题中,当数值积分方法不能给出正确结果时,用同样的边界元网格,解析积分方法可以给出正确的结果,提高了三维静电场线性插值边界元法的计算精度.

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大亚湾核电站周围大气流场监测数据同化分析 潘萌, 张春粦, 张杰 2007, 24(1): 65-70.  摘要 ( )   PDF(257KB) ( )   在大亚湾核电站周围大气流场分布模拟计算中,引入了一种简化的同化技术,用以解决观测数据在时间、空间上分布不均匀导致的流场预报误差.测试并分析了该同化技术对计算模式和初始场的影响,结果表明该同化方法对模式误差和初始场误差的抑制是显著的.

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电荷直接隧穿特征时间的计算模型 杨红官, 李晓阳, 刘全慧 2007, 24(1): 71-77.  摘要 ( )   PDF(399KB) ( )   在分析硅基纳米存储器的势结构和价带混合效应对直接隧穿过程影响的基础上,采用顺序隧穿理论和巴丁传输哈密顿方法,发展了电子和空穴直接隧穿时间的计算模型.利用该模型数值计算了硅基纳米存储器的编程时间和保留时间,讨论了结构参数和外加偏压对器件存储性能的影响,指出需要设计新的器件结构模型来优化硅基纳米存储器的保留特性.

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非磁性掺杂下的铁磁/反铁磁系统中的交换偏置和矫顽场 马梅, 王兴福, 蔡蕾, 胡经国 2007, 24(1): 78-82.  摘要 ( )   PDF(328KB) ( )   采用Monte Carlo方法,分别讨论了在铁磁/反铁磁双层膜和铁磁/反铁磁单层混合膜中,掺入非磁性物质后,掺杂浓度对交换偏置以及矫顽场的影响.计算结果表明:随着掺杂浓度的增大,双层膜和单层膜交换偏置都有先增大后减小的现象,而其矫顽场则先减小后增大.在相同掺杂浓度下,对随机掺杂和规则掺杂两种不同掺杂方式的结果比较发现:铁磁/反铁磁双层膜中,规则掺杂下产生的交换偏置和矫顽场都得到了增强;对于单层混合膜,随机掺杂下的交换偏置更强,规则掺杂下的矫顽场更大.研究发现对于双层膜规则掺杂可明显地导致其磁滞回线的不对称性,说明铁磁/反铁磁系统中磁滞回线的不对称性与界面自旋微结构密切相关.

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分形聚集逾渗性质的计算机模拟 程锦荣, 丁锐, 刘遥 2007, 24(1): 83-89.  摘要 ( )   PDF(359KB) ( )   提出3种模型——小尺寸随机逐次成核生长模型和二维及三维代代聚集生长模型,在不同的近邻条件下和不同尺寸的网格中,通过蒙特卡罗模拟,系统地研究了一维、二维和三维分形聚集的逾渗性质.计算结果显示,分形聚集的逾渗阈值仅取决于空间维数和近邻条件,与模型的网格大小无关,是分形系统固有的临界属性;生长概率等于逾渗阈值时,聚集体可以无限生长并保持分形维数恒定,此时的分形维数只是空间维数的线性函数.

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变形双重介质分形气藏非线性渗流理论模型及数值研究 张烈辉, 张锦良, 徐冰青 2007, 24(1): 90-94.  摘要 ( )   PDF(229KB) ( )   以Warren-Root模型为基础,引入分形参数和压缩系数,考虑压力对具有分形特征的渗透率和孔隙度的影响,建立变形双重介质分形气藏渗流数学模型.应用高收敛和高精度的有限元法求解这类含有第二类边界条件的数学模型.利用压力曲线,压力导数,参数对压力的影响率详细分析了部分参数对压力的影响及在变形双重介质分形气藏渗流数学模型中所具有的独特意义.

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非对称半结晶两嵌段共聚物的微相分离与结晶行为的模拟退火研究 尹玉华, 孙平川, 李宝会, 金庆华, 丁大同 2007, 24(1): 95-98.  摘要 ( )   PDF(359KB) ( )   利用模拟退火方法研究非对称半结晶两嵌段共聚物熔体分别在弱分离和强分离条件下的结晶过程.考察微相分离作用和结晶作用的相对强度对柱状组成的两嵌段共聚物平衡形态的影响.研究结果表明,当嵌段间的相互排斥作用较弱时,结晶便破坏了柱状畴;当此相互作用足够强时,结晶过程可以有效地被限制在熔体微相分离所形成的柱状畴内.另外,介于上述两种情形之间还存在一个模板区域,此时熔体形成的柱状畴大部分被保留下来,但在局部会变形或连通.这些结果和文献报道的实验结果一致.当嵌段间的相互排斥作用非常强时,结晶被抑制,微相分离主导最终形态,观察到了非晶态结构.

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Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃光波导的FD-BPM分析 邢子彬, 张晓霞 2007, 24(1): 99-104.  摘要 ( )   PDF(360KB) ( )   阐述了三维波导结构的FD-BPM原理,并用FD-BPM法模拟了波长为1.54μm和0.98μm的高斯光束在Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃光波导内光场分布.与沟道光波导相比,掩埋型光波导内的泵浦光和信号光的散射都非常小,光场分布非常均匀.研究结果表明,掩埋型光波导是制作Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃光波导激光器和放大器的理想波导.

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一个含崩塌概率的一维沙堆模型 周海平, 蔡绍洪, 刘晓春 2007, 24(1): 105-108.  摘要 ( )   PDF(187KB) ( )   在一维沙堆模型中加入了崩塌概率,并用元胞自动机的方法进行计算机模拟,发现该模型具有自组织临界性,其临界指数α=1.50±0.02,并且还发现只有当崩塌概率处于0.05~0.98时,系统才体现出自组织临界性.另外,根据该模型的结果,解释了一维米粒堆实验中出现的自组织临界现象.

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MOS器件辐照过程和辐照后效应模拟 何宝平, 张凤祁, 姚志斌 2007, 24(1): 109-115.  摘要 ( )   PDF(334KB) ( )   模拟MOS器件脉冲电离辐射响应和长时间恢复效应.假设隧道电子从硅进入氧化层和界面态的建立是辐射效应的恢复机理.在整个退火恢复期,采用卷积模型并考虑了栅偏置压的效应.模拟结果表明:退火过程所加栅偏压的大小以及隧道电子效应与建立的界面态所占比例的不同影响器件的恢复率.

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平移法控制离散系统的倍周期分岔和混沌 于津江, 刘学军, 韩万强, 许海波 2007, 24(1): 116-120.  摘要 ( )   PDF(250KB) ( )   利用平移系统的方法,实现了对离散非线性动力学系统的倍周期分岔的控制和混沌吸引子不稳定周期轨道的控制.只要选择适当的平移参数,使系统平移到不同位置,就可将系统控制在不同的预期轨道.将此方法应用到Logistic映射和Henon映射中取得了很好的控制效果.

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具有扇区非线性和死区的多输入Lorenz系统的滑模控制 王兴元, 刘明 2007, 24(1): 121-126.  摘要 ( )   PDF(281KB) ( )   设计了具有扇区非线性和死区的多输入不确定Lorenz系统的滑模变结构控制器,从理论上证明了该控制器的有效性.在该控制器作用下,受控Lorenz系统可以迅速到达任意目标轨道,且不受输入的扇区非线性和死区、参数的不确定性及外部噪声的影响,具有很强的鲁棒性.最后通过对受控Lorenz系统的仿真研究,验证了该控制器的有效性.