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2007年, 第24卷, 第3期
刊出日期：2007-05-25 上一期    下一期
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推进方式的参考Jacobian网格优化目的 姚彦忠, 袁光伟, 倪国喜 2007, 24(3): 253-260.  摘要 ( )   PDF(736KB) ( )   将参考Jacobian目的与前沿推进目的相结合,设计一种推进方式的参考Jacobian网格优化目的.该目的从计算区域的部分边界开始,沿着给定的方向逐步推进,每前进一步都以相邻的两行(或两列)结点为边界采用参考Jacobian目的进行优化,其中处于后方的一行(或一列)使用的是前一步优化后的结点.分析及数值实验表明,与参考Jacobian目的相比,不仅能大幅度降低执行时间,而且优化后的网格在几何品质方面相当接近,甚至更优,得到的网格与Lagrange网格更接近.

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一类自适应运动网格的ALE目的 王永健, 赵宁, 毛君峰, 王东红 2007, 24(3): 261-267.  摘要 ( )   PDF(405KB) ( )   从积分形式的二维Lagrange流体力学方程组出发,使用ENO高阶插值多项式,推广了四边形结构网格下的一阶有限体积格式,构造一类结构网格下的高精度有限体积格式.结合有效的守恒重映目的,发展一类高精度的ALE目的,并结合自适应运动网格技术,进行ALE目的的数值模拟,得到预期的效果.

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大长宽比扭曲网格上辅助网格差分目的 杭旭登, 李敬宏, 袁光伟 2007, 24(3): 268-276.  摘要 ( )   PDF(649KB) ( )   讨论抛物型方程的离散差分格式的构造.对九点差分格式进行了适用范围的讨论,并在此基础上提出辅助网格差分目的,用于处理因网格长宽比大且扭曲较大的网格引起的计算精度与计算效率降低的问题.该目的从守恒方程出发,将九点差分格式应用于按某种合适的方式进行重分之后的网格上,减少由于网格正则性差以及网格节点上的物理量采用周围网格量的加权平均等原因所引起的计算误差,得到一个新的但其解仍然逼近原来网格上的物理量的方程组.所构造的目的便于实施,且更适合于对实际物理模型的模拟,能比较好地适应流体大变形导致的网格扭曲.数值试验表明它有较好的数值精度和稳定性.

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CGNS API和FVM在非结构混合网格计算中的应用 雷国东, 柳贡民, 明平剑, 张文平, 朱明刚 2007, 24(3): 277-281.  摘要 ( )   PDF(365KB) ( )   用CGNS API(CFD General Notation System Application Programming Interface)作为非结构混合网格求解器的前处理和后处理,用FVM(Finite Volume Method)作为偏微分方程求解目的.在前处理过程中,用hash表法对内部网格面和边界网格面进行编号,并计算出相应的几何信息,以满足FVM求解器的需要.从FVM求解器计算出来的各种场信息可以写入原来的CGNS文件,该文件可以被许多专业商业后处理软件(如Tecplot,Fluent,CFX等)读取和进行可视化;对于求解器,用基于网格中心的FVM及SIMPLEC(Semi Implicit Method for Pressure LinkedEquation Consistent)目的求解压力速度耦合.最后给出两个说明算例.

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周期性边界条件下多孔介质方腔内自然对流换热数值研究 王刚, 曾敏, 黄自鹏, 王秋旺 2007, 24(3): 282-286.  摘要 ( )   PDF(274KB) ( )   对充满多孔介质的倾斜方腔,在其上下壁面绝热、右侧壁面维持恒温T0及左侧壁面温度基于T0随时间按正弦规律变化的情况下,采用Brinkman扩展达西模型和SIMPLER算法对方腔内的自然对流与换热进行了非稳态数值模拟,方腔倾角α的范围为0°~90°,Pr数为1,Ra数为106.计算研究不同的振荡频率和方腔倾角对方腔内对流换热的影响.数值模拟结果表明:振荡频率f为60π,方腔倾角为43°时,方腔内的换热最强.

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Van der Waals状态方程可压缩多流体流动的PPM目的 郑建国, 马东军, 孙德军, 尹协远 2007, 24(3): 287-294.  摘要 ( )   PDF(391KB) ( )   基于流体体积分数的混合型多流体数值模型,将Piecewise Parabolic Method(PPM)目的应用于可压缩多流体流动的数值模拟,采用双波近似求解多流体van der Waals状态方程的Riemann问题.模拟高密度比且含有激波的可压缩多流体流动,典型的纯界面平移问题模拟结果表明,在接触间断的界面附近,压力和速度没有任何的振荡且界面数值耗散都被控制在2-3个网格之内;一维和二维算例表明,该数值目的可以有效地处理接触间断、激波和多维滑移线等物理问题,并能够比其它多流体数值目的更精细地模拟多流体交界面.

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各向异性渗透率油藏数值模拟 刘月田, 徐明旺, 彭道贵, 张宏伟, 董彬 2007, 24(3): 295-300.  摘要 ( )   PDF(333KB) ( )   建立三维三相各向异性油藏渗流数值模拟模型并应用于油藏开发.模型包含完全各向异性渗透率张量,采用十九点有限差分格式和全隐式迭代目的求解.可以描述不同区域不同主方向的各向异性渗透率分布,准确计算各向异性油藏内流体运动过程、剩余油分布和压力分布.

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化学反应和球面聚心爆轰波的相互作用 常利娜, 姜宗林, 秦承森 2007, 24(3): 301-306.  摘要 ( )   PDF(408KB) ( )   考察球面爆轰波聚心传播过程中,波阵面附近压力和温度不断升高引起化学反应进程的改变;对比氢氧可燃气体与氮气的数值模拟结果,分析化学反应对波面温度和压力的影响,从而考察Zeldovich理论预测聚心爆轰波后参数的精确性.数值结果表明,爆轰波聚心传播初期,放热的燃烧反应对波后热力学参数起主导作用;传播后期,波阵面趋近于对称中心时,吸热的气体解离反应变得非常活跃,解离反应对后期的汇聚压力影响不大,但会在很大程度上限制汇聚温度的升高.

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天然差分目的在地下水渗流问题中的应用 张石峰, 李茜, 高佩玲 2007, 24(3): 307-312.  摘要 ( )   PDF(296KB) ( )   在地下水渗流问题中,对不规则网格剖分后的结点控制元进行水量均衡分析,得到与伽辽金有限元法结果形式相同,但性质更优且自动满足质量守恒条件的稳定的计算格式.并可以简便的解决非线性的潜水问题.最后对泰斯问题进行了计算比较.

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用基于磁场的改进型有限差分法分析光波导的全矢量本征模 肖金标, 刘旭, 蔡纯, 樊鹤红, 孙小菡 2007, 24(3): 313-318.  摘要 ( )   PDF(441KB) ( )   提出一种改进的有限差分法,用以求解全矢量磁场波方程,分析光波导承载的全矢量本征模.离散交叉项时,采用与波导结构无关的六点差分格式,考虑磁场分量的导数在芯包分界处的不连续性,比传统四点差分格式有更高的计算精度.分析阶跃型光纤、矩形和脊形光波导的全矢量本征模问题,给出全矢量基模的磁场分布及其归一化传播常数,揭示全矢量本征模的混合特性,所得结果与解析法、高精度模横向谐振法的结果吻合,验证了目的的收敛性与计算精度.

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(MgB2)n(n=1~3)团簇结构与性质的密度泛函研究 陈玉红, 张材荣, 康龙, 罗永春 2007, 24(3): 319-324.  摘要 ( )   PDF(358KB) ( )   用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP目的在6-31G*基组水平上对(MgB2)n(n=1~3)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测各团簇的最稳定结构,并对其振动特性、成键特性、极化率和超极化率等性质进行理论研究.结果表明,团簇的几何结构大多是平面结构,团簇的稳定结构中通常是几个呈负电性的B原子形成一个负电中心,而其他B原子和Mg原子处在端位,且显正电性,Mg原子的自然电荷在+0.559e~+0.920e之间,B原子的自然电荷在-0.724e~+0.197e之间;团簇中通常是B-B键和B-Mg键共存,较少出现Mg-Mg键,计算得到的B-B键键长在0.153~0.182 nm之间,B-Mg键键长在0.218~0.231 nm之间.

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均匀聚焦磁场中束晕-混沌的孤子控制 张荣, 白龙, 翁甲强, 方锦清 2007, 24(3): 325-329.  摘要 ( )   PDF(232KB) ( )   采用粒子-束核模型,对均匀聚焦磁场中满足K-V分布的离子束进行模拟研究.观察到束晕-混沌现象,基于束晕-混沌的非线性控制策略,提出控制束晕-混沌的孤子函数控制器,并给出具体的实施方案.模拟研究表明,运用这种目的可以消除束晕及其再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制.

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磁化非均匀等离子体中模转换机制对电磁波吸收的数值研究 胡友俊, 杨维纮, 陈银华, 张羽 2007, 24(3): 330-336.  摘要 ( )   PDF(398KB) ( )   用数值目的研究磁化非均匀等离子体(磁场与密度梯度垂直)中模转换机制对p极化电磁波的吸收效应,重点考虑磁场对吸收率的影响,结果表明:与非磁化等离子体相比,磁场的加入使得吸收率曲线相对入射角的分布发生小的偏移,吸收率为零的位置不是发生在零度入射(即垂直入射)时,而是在一个负的入射角位置,垂直入射时有不为零的吸收率,且正角度范围与负角度范围的峰值吸收率不相等,磁场提高了正入射角范围内的峰值吸收率而降低了负角度范围内的峰值吸收率(或反过来,这取决于磁场方向).

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向列相液晶盒中的挠曲电体积效应 叶文江, 邢红玉, 杨国琛 2007, 24(3): 337-341.  摘要 ( )   PDF(275KB) ( )   基于液晶弹性理论研究了电压作用下向列相液晶盒中的挠曲电体积效应.通过变分理论得到了液晶指向矢倾角θ满足的微分方程,利用差分迭代的目的计算了强锚定平行排列液晶盒和混合排列液晶盒中液晶指向矢的分布情况,利用琼斯矩阵的目的计算了两种液晶盒中电光特性曲线.结合计算结果分析了挠曲电体积效应对混合排列液晶盒中液晶指向矢分布及电光特性曲线的影响.

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各向异性光源的辐射探测算法 袁斌, 李敬宏, 许琰, 王弘堃 2007, 24(3): 342-346.  摘要 ( )   PDF(330KB) ( )   给出基于单围道积分的辐射探测目的,包括圆环探测和均匀探测算法,可以探测各向异性光源的辐射效果,也可以作为一种有效的可视化手段.

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脉冲平面波斜入射旋转对称体电磁散射的FDTD算法 关福宏, 陈彬, 陈海林, 方大纲, 俞文明, 张力军 2007, 24(3): 347-352.  摘要 ( )   PDF(275KB) ( )   提出一种应用时域有限差分算法求解脉冲平面波斜入射时旋转对称体散射问题的目的.对斜入射脉冲平面波在圆柱坐标系下进行分解、应用总场/散射场连接边界、PML吸收边界条件.通过与矩量法分析结果的比较,验证了该目的的有效

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全变分图像去噪和去模糊问题的外插边值条件 徐静, 石玉英, 王肖玉 2007, 24(3): 353-360.  摘要 ( )   PDF(506KB) ( )   提出了适用于去模糊问题的外插边值条件,目的在一维信号下具有一阶连续性,在二维图像情况下具有连续性并保持法向导数的连续性.使用两种模型和两个模糊算子与Dirichlet,Neumann及逆反射边值条件进行了比较.之后在基于全变分图像去噪和去模糊问题的快速算法中应用了外插边值条件.数值实验表明了外插边值条件的有效性.

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Grüneisen状态方程的数值解及其应用 王庭辉, 宋顺成 2007, 24(3): 361-366.  摘要 ( )   PDF(267KB) ( )   从Grüneisen状态方程、冲击绝热关系出发,给出求解相关微分方程组的Runge-Kutta法格式.研究钨材料的内部压力、Grüneisen系数、冷压、冷能与比体积之间的数值关系,得出Grüneisen系数、冷压、冷能及常温下压力随比体积的变化曲线.计算给出的压力~比体积关系同实验数据符合较好.在此基础上给出两个压缩状态(比体积分别为V1,V2)下压力随温度变化的曲线,说明温度的变化对压力的影响小于比体积变化的影响.

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计算周期解时出现刚性问题的一种处理目的 乔田田, 李维国 2007, 24(3): 367-372.  摘要 ( )   PDF(283KB) ( )   给出计算周期解时出现刚性问题的一种具体处理目的,采用MATLAB软件中求解刚性初值问题的解题器ODE15s,同时在处理问题的过程中,为便于计算和减少工作量使用变步长的Gear目的,给出相应的计算公式,并给出数值实例.

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不同形式非线性薛定谔方程及其分步傅里叶法求解 吕理想, 张晓萍 2007, 24(3): 373-377.  摘要 ( )   PDF(215KB) ( )   讨论光通信中脉冲的准单色光光场的正负频表示,正负频形式的傅里叶变换,正负频形式的非线性薛定谔方程及它们之间的关系.尤其在脉冲频谱的求解问题中,如果采用负频形式的非线性薛定谔方程则必须选取负频形式的傅里叶变换;如果采用正频形式的非线性薛定谔方程则必须选取正频形式的傅里叶变换.采用分步傅里叶法对具体实例进行数值求解,验证了讨论结果.