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2007年, 第24卷, 第6期
刊出日期：2007-11-25 上一期    下一期
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基于Voronoi网格的扩散方程差分格式 余华平, 王双虎 2007, 24(6): 631-636.  摘要 ( )   PDF(237KB) ( )   在Voronoi网格上利用一种基于回路积分法的有限体积法构造扩散方程的的差分格式.在这种特殊的网格上离散扩散方程比通常在四边形网格上离散的格式要简单,不会引进角点未知量,提高了对网格边上的流的离散精度,及差分格式整体精度.这种Voronoi网格上的扩散计算也可以与单元中心流体力学计算耦合.数值算例表明这种格式比四边形网格上的格式精度高,且能更好的应对网格扭曲情形.

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一类非线性发展方程的特征中心差分法 郭双冰, 张志跃 2007, 24(6): 637-646.  摘要 ( )   PDF(277KB) ( )   给出一类非线性发展方程的特征中心差分法,分别得到非规则网格上的位移u、速度ut及其对空间变量x的一阶导数项的差分解和误差估计.所讨论方法的计算量与基于线性插值的特征差分法相当,其近似解与基于二次插值的特征差分法的近似解具有相同阶的误差估计,u,ut对空间变量x的一阶导数近似均具有超收敛误差估计.数值试验说明了该方法的可行性和有效性.

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复杂区域上的一种结构网格生成方法 姚彦忠, 王瑞利, 袁光伟 2007, 24(6): 647-654.  摘要 ( )   PDF(447KB) ( )   讨论复杂区域上的一种结构网格生成方法,其主要思想是:以变分形式的Winslow网格生成方法为基础,通过引入网格解扭机制和网格面积均匀化技术,构造出一种新的离散泛函,进而采用一类优化算法求解这一离散泛函的极小化问题,得到所希望的网格.通过分析及大量数值实验表明,这一方法比较健壮,针对二维复杂区域通常能够生成几何品质较优的网格,它在保持Winslow方法优点的同时,克服了它的一些缺点.

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等离子体粒子模拟中的有效电流分配方法 银燕, 常文蔚, 徐涵, 卓红斌, 马燕云 2007, 24(6): 655-659.  摘要 ( )   PDF(250KB) ( )   介绍Villasenor和Buneman提出的一种可以自动满足静电修正要求的有效电流分配方法.着重讨论在实际模拟中对出界粒子施加粒子边界条件时这种方法有效性的破坏,针对几种典型的粒子边界条件,提出相应的修正方案.模拟实例表明,采用此方法及修正方案后,得到的电磁场能自动地满足Poisson方程.

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采用Power限制器的PNND和PWNND格式 赵海洋, 刘伟, 杨小亮, 任兵 2007, 24(6): 660-666.  摘要 ( )   PDF(283KB) ( )   为高精度捕捉激波等流场结构,引入一种Power限制器,对NND格式和WNND格式进行改进,分别得到二阶PNND(Power NND)格式和三阶PWNND(Power WNND)格式.该Power类型格式通过Power限制器对相邻待选模板上的一阶导数进行限制,改善了NND格式和WNND格式在间断附近的耗散效应.对各种格式的分析表明,在间断附近采用Power限制器的格式比原格式的表现要好,耗散小且捕捉间断精度高,其中PNND格式虽然只有二阶精度,但在所有算例中与三阶WNND格式的计算结果比较接近,在个别算例中甚至优于WNND格式.最后将PWNND格式应用到二维NACA0012翼型的强迫俯仰振动的数值模拟,计算结果与实验值、参考计算值吻合较好.

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由强激光产生的烧蚀等离子体随时间演化的数值模拟 童慧峰, 唐志平, 张凌 2007, 24(6): 667-672.  摘要 ( )   PDF(212KB) ( )   采用单流体模型描述由强激光产生的烧蚀等离子体,并用具有五阶精度的广义Godunov差分格式——加权本质无振荡格式对该模型进行离散化,考虑激光与等离子体相互作用和能量耦合,数值模拟强激光与固体靶相互作用时产生的烧蚀等离子体随时间演化的物理过程,给出数值模拟结果,并对其进行分析和讨论.数值模拟结果表明,激光能量在靶面等离子体中被强烈吸收,激光支持LSD(Laser Supported Detonation)波速度约为理想LSD波速度的一半.

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基于改进的压缩式随机游走算法对静态电源/地网的模拟 苏浩航, 张义门, 张玉明, 解敏, 满进财 2007, 24(6): 673-676.  摘要 ( )   PDF(164KB) ( )   将随机游走法和等效电路压缩相结合,对静态P/G网(Power and Ground Networks)进行分析.针对一个大规模的电路,在经过多层的参数提取和建模后,得到静态P/G网模型.首先根据网络的规律性,运用等效电路压缩法将原始的P/G网进行压缩处理,然后运用随机游走法求解,最后利用计算得到的化简网络电压值,通过相关的插值公式得到原网络的电压值.实验数据表明,改进的压缩式随机游走法可有效简化网络的复杂性,节省计算时间,计算速度提高到普通随机游走法的两个数量级以上.

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利用超混沌信号调制参数实现简并光学参量振荡器混沌同步 冯秀琴, 沈柯 2007, 24(6): 677-682.  摘要 ( )   PDF(202KB) ( )   研究在超混沌信号调制参数作用下简并光学参量振荡器的混沌同步.计算结果表明,当调制系数在某确定的范围内使系统的最大条件李指数为负数时,两个或更多台简并光学参量振荡器在新的动力学基础上可实现同步或倒同步.同步方式与初始条件和调制系数有关.当初始条件确定的情况下,调制系数取某些值时,系统的同步方式具有突变性.

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提高级联爆磁压缩发生器功率放大能力的新途径 于翠影, 董志伟, 王玉芝, 王贵荣, 杨显俊, 赵强 2007, 24(6): 683-687.  摘要 ( )   PDF(206KB) ( )   通过采用适当措施在爆磁压缩放大器的功率放大级充电回路完成间接馈电,即提供次级回路初始电流(即种子源)之后切断充电回路,从而减少不必要的磁压,以提高装置的功率放大能力.利用二维爆轰磁流体力学程序对此进行模拟计算,计算结果表明,采用这种方法可以有效地提高装置的功率放大能力.

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两相壁面射流PDF方程有限分析方法及数值模拟 徐江荣, 周俊虎, 岑可法 2007, 24(6): 688-692.  摘要 ( )   PDF(190KB) ( )   提出求解位置-速度相空间中高维两相流PDF(probability density function)方程的有限分析方法,将位置-速度相空间颗粒PDF方程约化到速度空间,并解析求解,颗粒的位置PDF用轨道方法求解.对壁面射流两相流动进行数值模拟,并与颗粒雷诺应力轨道方法进行比较计算,结果优于颗粒雷诺应力轨道方法.

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一维自旋轨道模型中自旋-轨道能隙产生机理分析 朱瑞 2007, 24(6): 693-697.  摘要 ( )   PDF(202KB) ( )   讨论考虑洪特耦合的两带赫伯德模型得到的一维自旋轨道模型中自旋-轨道能隙的产生.运用SU(4)赝费米子表象下的平均场理论,计算求得价键序参数、准粒子激发谱能隙和自旋、轨道密度-密度关联函数随系统耦合参数变化的结果.随洪特耦合相互作用由零开始增强,系统激发谱能隙逐渐打开,并且系统在参数取值为J1/J2=1/3处由具有阻错的无序状态相变到自旋铁磁有序和轨道反铁磁有序的状态.

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一种可压缩流动的高阶加权紧致非线性格式(WCNS)的加速收敛方法 张毅锋, 邓小刚, 毛枚良, 陈坚强 2007, 24(6): 698-704.  摘要 ( )   PDF(319KB) ( )   以高超声速粘性绕流的数值模拟为例,研究LU-SGS、高斯-赛德尔点松弛、线松弛以及GMRES等隐式求解方法在空间项采用高阶精度格式WCNS离散时的收敛性,并对GMRES(generalized minimal residual)方法中的子迭代影响作了对比计算.结果表明,采用准确的解析雅克比矩阵的点、线松弛的收敛速度优于LU-SGS,以线松弛为预处理的GMRES算法具有良好的收敛特性.

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基于特征值方法的旋翼尾迹稳定性分析 王海, 徐国华 2007, 24(6): 705-710.  摘要 ( )   PDF(240KB) ( )   给出一个旋翼尾迹线性化稳定性分析的方法.在该方法中,尾迹涡线被离散为直线涡段,尾迹的扰动归结为涡元端点的扰动,考虑了桨尖涡的自诱导和涡线的互诱导以及桨尖涡与桨叶的实际干扰.使用该方法,分别以UH-1H和AH-1G模型旋翼为例,对悬停和前飞状态的旋翼尾迹的稳定性进行计算和分析.结果表明:旋翼尾迹运动存在大于0的特征值,是内在不稳定的,且最大发散率随波数变化呈现出一定规律性;前飞与悬停状态不同,其最大发散率减小,不稳定性减弱.

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一种改进后的亚格子特征尺度表达式 邱剑, 顾兆林, 王赞社 2007, 24(6): 711-716.  摘要 ( )   PDF(314KB) ( )   针对大涡模拟涡粘性亚格子模式中使用网格尺度为特征尺度存在的不足,提出一种改进的亚格子特征尺度表达式,利用结合Sagaut混合尺度模式获得的改进模式与Smagorinsky模式、Germano模式和Sagaut模式等进行对比研究.时间发展混合层和中性大气边界层的大涡模拟结果表明,改进的有效亚格子特征尺度能合理反映亚格子脉动的时空分布特性,同时扩展了适用范围.在对耗散程度、流动演化过程、可解湍流强度和可解雷诺应力等方面的模拟,改进模式优于基准模式,表明亚格子脉动有效特征尺度在大涡模拟中具有一定的理论基础和广泛的应用价值.

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有流消声器四极参数和传递损失的边界元法预测 王雪仁, 季振林 2007, 24(6): 717-724.  摘要 ( )   PDF(353KB) ( )   将子结构法和双倒易边界元法联合应用于预测具有三维复杂流存在时管道和消声器的四极参数与传递损失,阐述其基本原理与数值过程.结果表明,双倒易边界元法可正确预测具有较高马赫数亚音速复杂流时管道及消声器的四极参数和传递损失,子结构法可有效降低数值处理过程的复杂性,并提高运算精度和速度.

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非饱和水流问题的迎风有限体积元方法及数值模拟 张志娟 2007, 24(6): 725-732.  摘要 ( )   PDF(243KB) ( )   考察非饱和水流问题的模型方程,利用线性迎风有限体积元方法建立非饱和流动的守恒形式,并获得该方法形式为O(Δt+h)的误差估计,最后给出数值模拟.

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原子核壳模型单体密度矩阵的数值计算 胡泽华, 孙伟力, 田东风, 张本爱 2007, 24(6): 733-739.  摘要 ( )   PDF(240KB) ( )   提出平均场壳模型下原子核单体密度矩阵的一种计算方法,验证该方法的可靠性.计算双幻核40Ca,90Zr的单体密度矩阵,利用单体密度矩阵计算核子密度分布和动量分布,并分别与Hartree-Fock-Bogolubov理论结果、定域费米气体模型结果以及实验数据进行比较.

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氮化硼纳米管阵列储氢的计算机模拟 张立波, 程锦荣 2007, 24(6): 740-744.  摘要 ( )   PDF(225KB) ( )   采用巨正则蒙特卡罗方法模拟常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管阵列的物理吸附储氢,重点研究压强、纳米管阵列的管径和管间距对单壁氮化硼纳米管阵列物理吸附储氢的影响.计算结果表明,氮化硼纳米管阵列的储氢性能明显优于碳纳米管阵列,在常温和中等压强下的物理吸附储氢量(质量百分数)可以达到和超过美国能源部提出的商业标准.并给出相应的理论解释.

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计算半导体平板微腔自发发射的近似方法 赵红东, 孙梅, 韩力英, 田红丽, 郭东太, 刘赫 2007, 24(6): 745-748.  摘要 ( )   PDF(144KB) ( )   引入新变量,并利用高阶泰勒展开完成半导体平板微腔自发发射的空间积分,由此得到半导体平板微腔TE模式自发发射的近似表达式.在腔长为半个中心波长和高反射率腔面的半导体平板微腔中,结合电子和空穴的费米分布函数,用近似方法计算垂直方向小角度内自发发射谱和总的自发发射谱,分别与数值空间积分基本相同,可以用于计算量子阱平板微腔自发发射谱.

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用MCH方法研究库仑屏蔽势的高角动量能谱 方奕忠, 李海, 黎永耀 2007, 24(6): 749-752.  摘要 ( )   PDF(143KB) ( )   以库仑屏蔽势为模型,用蒙特卡罗哈密顿方法对库仑屏蔽势束缚态进行研究,并把结果和传统的数值解一维薛定谔方程的方法相比较,在基态或激发态,都得出相一致的结果.

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利用B-splines特性计算PbS量子点中的激子基态能量的量子尺寸效应 惠萍 2007, 24(6): 753-756.  摘要 ( )   PDF(167KB) ( )   利用B-splines特性构建量子点中激子的波函数,计算PbS量子点中激子的基态能量Eg的量子尺寸效应,并将计算结果与实验结果及其他理论计算结果进行比较;利用B-splines技术计算的激子的基态能量在整个区域与实验完全符合,同时计算了有效质量和势垒高度对基态能量Eg的量子尺寸效应的影响.