计算物理

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张钧, 古培俊

1987, 4(1): 1-16.

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当物质被加热到高温时,特别是高Z元素都要产生多次电离。电离度对等离子体的很多性质都有重要影响。因此,为了解决等离子体的很多实际问题,需要寻求一种计算平均电离度的近似方法。在本文中,首先将文献[1]给出的Thomas-Fermi统计模型电离势的标度律和数值结果用函数逼近,给出了一个便于近似数值求解的解析表达式,然后利用文献[2]给出多次电离的近似计算方法,计算了Au元素LTE情况下的电离度,结果与平均离子模型的计算结果符合得很好。另外,我们将近似方法推广到non-LTE情况,根据电晕模型和碰撞-辐射模型对Au的电离度作了类似的计算。电晕模型的计算结果与文献[1]发表的数据符合得十分好;而碰撞-辐射模型的计算结果随着密度的降低趋近电晕模型的结果,而随着密度的升高趋近于LTE的结果。最后以图表的形式给出了Au元素电离度的所有计算结果及其比较。

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边界元法解相变导热问题

王德明, 张彦明

1987, 4(1): 17-22.

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对半导体工艺中常碰到的一类相变导热问题提出了一种用特殊函数作为基本解的边界元方法。在数值处理中运用高斯型数值积分结合Bessel函数的渐近展开式有效地解决了特殊函数的积分运算。计算结果表明,与传统的有限无法相比,本方法具有耗时少,精度高的优点。本方法很容易推广到三维情况。

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解弹性波动力学问题的部分分离变量-有限差分方法

何柏荣, 王振彪, 冯德益, 吴国有, 聂永安

1987, 4(1): 23-34.

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本文提出一种适用于层状介质、埋藏点源模型的,求解弹性波传播动力学问題的部分分离变量-有限差分方法。它具有计算频域宽、精度高、稳定性好的特点。为了检验本方法的功能,我们给出了一个多层介质模型的数值计算结果。

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潮汐河道中热电厂冷却水系统水力热力数值模拟

吴江航, 韩庆书, 张继春, 李平衡

1987, 4(1): 35-45.

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本文采用L_∞稳定的分步杂交方法^[5],数值模拟了热电厂冷却水系统在潮汐作用下的取水温度和水环境温度,对其水力热力特性和水环境污染进行了预测。计算的潮位、流速与原体实测资料吻合良好,平均取水温升和远区环境水温与物理模型试验也很一致。

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用质点源方法计算二维系统电磁脉冲问题中的初级电流

王玉芝, 王泰春

1987, 4(1): 46-52.

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本文用质点源方法求解了二维SGEMP问题中的初级电流,在麦克斯韦方程组,次级电子的能量方程、速度方程和其他计算条件与文献[1]相同的条件下,得到的初级电流和电磁脉冲的结果与[1]的结果符合较好。

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热等离子体绕流圆柱时壁面温度的影响

陈熙

1987, 4(1): 53-61.

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本文用数值解二维流动与传热椭圆型方程组的办法,在1000-3000K的范围内研究了壁温对高温电离气体绕流圆拄体传热、阻力与前驻点压力的影响。计算中采用了实际的氩等离子体物性和SIMPLER算法。计算结果表明,尽管壁温下的热物理性质数值有几倍的变化,传热量、阻力系数及前驻点压力变化不大,动量与热量交换过程主要取决于来流参数而不是壁面参数。壁温变化时,壁面处气体的温度梯度与速度梯度大小发生相应变化,流动分离点及局部传热率最低的位置也略有变化。

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各向异性晶体散射律的计算

胡永明

1987, 4(1): 62-70.

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本文推导了各向异性晶体散射律的傅立叶变换计算公式,研究了零声子分出项系数德拜因子的精确计算对于结果收敛的重要性。以本方法为基础编制的程序用于石墨各向异性晶体的计算,结果表明本方法是精确的有效性的。

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跨声流函数方程的多层网格-强隐式解法

王保国

1987, 4(1): 71-78.

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本文是文献[1]工作的继续,是研究在多层网格上采用强隐式过程(即Strogly Implicit Procedure)求解跨声速流函数方程的问题。使用多层网格技术,可消除不同频率或波长的误差分量,有助于残差下降;在每层求解中采用强隐式解法将五对角系数矩阵变为七对角阵以便快速因式分解获取流函数场。文中以四层网格为例,详细研究了在每层求解流函数方程时采用强隐式解和在任意两层间使用FAS法(即Full APProximation Storage)时层间转换等一些重要技术细节,计算了一组典型跨声速双圆弧平面叶栅,所得结果与实验较吻合,并且残差收敛速度要比单层网格快得多,表明多层网格法十分有效。

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求解Euter方程组的一种简单的守恒误差

王红云

1987, 4(1): 79-84.

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本文提出了一种解一维不定常Euler方程组的较简单的一阶,二阶守恒差分格式,一阶格式简称为FUDE(First-Order UPwind Difference Scheme for Euler Equations),二阶格式简记为SUDE。本文的格式避免了大的数值振荡及膨胀激波,同时计算量较MacCormack^[1]格式仅略有增加,文中若干数值试验表明本文格式的分辨率是令人满意的。

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空中点爆炸问题的数值解-细网格校正技术

吴颂平

1987, 4(1): 85-92.

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本文对空中点爆炸问题的数值计算提出了一种自适应网格算法。即在某一时间层上局部截断误差较大的区域内细分网格,重新计算,并用所得的结果修正粗网格上的解。这种自這应网格算法大大提高了计算的效率。

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空中点爆炸问题的数值解-网格局部加密技术

吴颂平

1987, 4(1): 93-101.

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本文用TVD格式对空中点爆炸问题进行了数值计算。在计算中使用了一种自适应网格算法。即按网格的尺寸不同将网格分成若干等级,并根据上一时间层上的压力梯度分布调整各级网格的范围。越靠近激波,所用的网格就越细。然后,在调整后的网格上计算下一时间层上的解。这种自适应网格算法提高了计算结果的精度,同时也大大提高了计算的效率。

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Monte Carlo方法计算快中子在样品中多次散射和通量衰减修正因子

何金声

1987, 4(1): 102-112.

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本文叙述计算快中子在样品中自吸收通量衰减因子以及(n,γ)和(n,n')反应多次散射修正因子的Monte Carlo方法数学处理过程。

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束缚定态径向Schrödinger方程的节点解法

陈之江, 丁亦兵, 孔凡梅

1987, 4(1): 113-120.

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本文介绍了束缚定态径向Schrödinger方程的节点解法^[1,2]。详细分析了其理论的依据,给出了实施步骤和注意事项。文末还附了二个计算实例。和其它方法相比,本解法占用内存少,运算速度快而且计算精度高。可在内存256K,字长16位的PC机上实现。

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EGS4程序包及其在低能电磁过程研究中的应用

童国梁

1987, 4(1): 121-127.

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电磁-光子簇射程序包EGS(Electron Gamma Shower Code)最早用于高能电磁级联过程的模拟,它是由在美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)工作的W.R.Nelson,L.Ford,H.Hirayama和D.W.O.Rogers等合作完成的。EGS程序包于1978年第二次公开发表并提供使用,已在高能物理的研究中得到了广泛的应用。

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关于“用蒙特卡罗方法计算子宫颈癌腔内放射治疗的剂量分布”一文的更正

缪铨生

1987, 4(1): 128-128.

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(1)原文(第一卷第一期)P.61倒数第3行"按照能量为E_i"修改为"按