过刊目录

2016年, 第33卷, 第1期
刊出日期：2016-01-25 上一期    下一期
---
研究论文   

全全选选:

导出引用 EndNote Ris BibTeX

隐藏/显示图片

研究论文

Select

基于多项式混沌的全局敏感度分析 胡军, 张树道 2016, 33(1): 1-14.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(658KB) ( )   回顾基于多项式混沌和方差分解的全局敏感度分析方法，针对高维数随机空间和高阶多项式混沌展开面临的“维数灾难”问题，采用回归法、稀疏网格积分及基于l1优化的稀疏重构技术（即压缩感知技术）来减少非嵌入式多项式混沌方法所需的样本配置点数目.针对几个典型响应面模型（包括Ishigami函数、Sobol函数、Corner peak函数和Morris函数）进行Sobol全局敏感度指标计算，展示多项式混沌方法在基于方差分解的全局敏感度分析中的有效性.

Select

弱点火条件下炸药燃烧转爆轰的数值模拟 董贺飞, 洪滔, 张晓立 2016, 33(1): 15-22.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1065KB) ( )   考察颗粒炸药从传导燃烧到对流燃烧再到爆轰的过程.对装填密度为85%的HMX颗粒炸药的燃烧转爆轰过程进行数值模拟，分析传导燃烧、对流燃烧和爆轰的发展过程.点火早期燃烧速度很低，火焰面在8.16 ms之内只前进了不到0.2 mm；形成对流燃烧之后燃烧速度快速增加，只用了0.1 ms就形成了速度为8 165 m·s-1的稳定爆轰.当炸药颗粒直径或点火压力减小时，形成稳定爆轰所需的时间增加.

Select

激波与火焰面相互作用数值模拟的GPU加速 蒋华, 董刚, 陈霄 2016, 33(1): 23-29.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(707KB) ( )   为考察计算机图形处理器（GPU）在计算流体力学中的计算能力，采用基于CPU/GPU异构并行模式的方法对激波与火焰界面相互作用的典型可压缩反应流进行数值模拟，优化并行方案，考察不同网格精度对计算结果和计算加速性能的影响.结果表明，和传统的基于信息传递的MPI 8线程并行计算相比，GPU并行模拟结果与MPI并行模拟结果相同；两种计算方法的计算时间均随网格数量的增加呈线性增长趋势，但GPU的计算时间比MPI明显降低.当网格数量较小时（1.6×104），GPU计算得到的单个时间步长平均时间的加速比为8.6；随着网格数量的增加，GPU的加速比有所下降，但对较大规模的网格数量（4.2×106），GPU的加速比仍可达到5.9.基于GPU的异构并行加速算法为可压缩反应流的高分辨率大规模计算提供了较好的解决途径.

Select

微通道内反应流体粘性指进的数值研究 雷体蔓, 孟旭辉, 郭照立 2016, 33(1): 30-38.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(954KB) ( )   采用格子Boltzmann方法数值模拟化学反应中混溶流体在微通道中的粘性指进现象.模拟采用单浓度变量的双稳态化学反应模型，重点研究指进的形态位置随化学反应速率和稳态浓度参数（即无化学反应发生的界面浓度）的变化.结果表明：随着反应速率的增加，指进界面变薄；而稳态浓度参数的变化则影响反应区的分布以及反应速率，导致指进形态以及位置的改变，甚至出现指尖液滴分离.

Select

液面冲击引起液滴飞溅问题的CIP方法数值模拟 赵西增, 叶洲腾 2016, 33(1): 39-48.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1312KB) ( )   利用自主研发的CIP-ZJU（Constrained Interpolation Profile Method in Zhejiang University）高精度数学模型研究强非线性自由表面流动问题.模型在直角坐标系统下建立，采用紧致插值曲线CIP方法作为流场的基本求解器，通过多相流的方式实现固-液-气耦合同步求解，采用平衡格式的VOF（VOF/WLIC：Volume of Fluid/Weighted LineInterface Calculation）自由面捕捉方法改进了原模型，利用浸入边界方法处理运动物体.利用改进的CIP模型开展了不同类型的物体冲击液面引起的液滴飞溅现象的数值模拟，重点分析液滴飞溅过程中的自由液面变形、作用荷载和物体位置等.通过数值结果与实验结果的比较验证模型的可靠性.结果表明：平衡格式的VOF自由面捕捉方法能更精确地重构自由面，本文的数学模型可精确预测强非线性自由表面流动问题.

Select

一维热传导方程热源反问题基于最小二乘法的正则化方法 吴自库, 李福乐, DO Young Kwak 2016, 33(1): 49-56.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(547KB) ( )   研究一维热传导方程热源反问题.给出基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）求解的半解析表达式，此外还给出一种参数调节方法以及算法稳定性的证明.数值实验表明该方法具有较高的数值精度和稳定性.

Select

双压电材料三维界面端部力电耦合场奇异性 王静平, 葛仁余, 韩有民, 张金轮, 程长征 2016, 33(1): 57-65.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(648KB) ( )   基于切口根部物理场的幂级数渐近展开假设，从三维应力平衡方程和麦克斯韦方程组出发，导出关于双压电材料楔形界面切口端部奇性指数的特征微分方程组，并将切口的力电学边界条件表达为奇性指数和特征角函数的组合，从而将双压电材料楔形界面切口端部奇性指数的计算转化为相应边界条件下常微分方程组特征值的求解，运用插值矩阵法求解界面端部若干阶应力奇性指数和相应特征函数.计算结果与已有结果对比表明本文方法的有效性和具有较高的计算精度.

Select

偏心对汇聚激波诱导的RM不稳定性影响的数值研究 何惠琴, 翟志刚, 司廷, 罗喜胜 2016, 33(1): 66-74.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1091KB) ( )   数值研究汇聚激波与四种形状（圆形、小振幅单模、大振幅单模和正方形）的二维气柱界面相互作用，激波汇聚中心与界面同心和不同心（即偏心）时Richtmyer-Meshkov（RM）不稳定性的发展规律，重点考察界面中心的压力及混合区面积在两种情况下随时间的变化.数值方法使用VAS2D程序，该方法采用有限体积法结合网格自适应技术，能够达到时间和空间的二阶精度.结果表明，偏心情况下RM不稳定性是其在同心情况下的扰动和偏心小扰动叠加的结果.在本文采用的偏心程度下（20%），偏心对于圆形无扰动界面发展的影响主要表现在后期界面出现微小扰动结构；而对于单模和正方形这种原本有扰动的界面，偏心使扰动结构呈现不对称及扭曲，同时也影响了界面中心压力和混合区面积，因而加剧了不稳定性的发展.

Select

分析水下目标的大比例变换总场散射场源FDTD方法 郑奎松, 罗欢, 余慧, 丁腾江 2016, 33(1): 75-82.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(921KB) ( )   为解决探测水下目标的电磁散射问题，提出大比例变换的总场-散射场源时域有限差分（FDTD）方法.该方法包含两次FDTD计算：第一次计算采用细网格得到激励源周围的近场值；第二次计算采用粗网格得到远距离的电磁场值.两次FDTD计算通过总场-散射场边界建立联系.实现细粗网格的大比例变换，例如变换比例N=10，大大节省了计算时间，降低了计算内存的消耗，提高了计算效率.通过算例验证该方法的正确性和有效性.最后，计算水下岩层中存在异常体时的电磁响应，指出当岩层中异常体电导率不同时，接收点处电磁场的幅值和相位均不相同.

Select

低碰撞能下Li+HF(v=0-3,j=0-40)→LiF+H反应的立体动力学研究 李红征, 刘新国, 王艳洁, 李琦 2016, 33(1): 83-90.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1181KB) ( )   基于2003年势能面，运用准经典轨线法（QCT）研究Li+HF→LiF+H反应立体动力学.探究较低碰撞能（1.15 kcal·mol-1-5.00 kcal·mol-1）下碰撞能、振转激发对极化微分反应截面（PDDCSs）和三矢量相关的P（θr，φr）分布函数的影响，将积分散射截面与已有的理论及实验结果比较.结果显示，在较低碰撞能下碰撞能、振转激发对极化微分散射截面和三矢量相关的P（θr，φr）分布函数有影响，但振转激发对极化微分反应截面和P（θr，φr）分布的影响更大，碰撞能的增加使产物转动角动量后向散射的极化强度增大.在计算的能量范围内积分散射截面与其它的理论及实验结果符合较好.

Select

Cr掺杂ZnS纳米管结构和磁性质 陈红霞, 谢建明, 刘成林, 胡小艳 2016, 33(1): 91-98.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1060KB) ( )   采用第一性原理密度泛函理论系统研究Cr原子单掺杂和双掺杂单壁ZnS纳米管的结构和磁性质.研究发现掺杂纳米管的形成能比纯纳米管的形成能低，说明掺杂过程是放热的.单掺杂纳米管的总磁矩主要来自Cr原子3d态的贡献.结果表明Cr原子掺杂单壁ZnS纳米管趋向于铁磁态.但铁磁态和反铁磁态的能量差仅为0.036 eV.为获得室温铁磁性，我们用一个C原子替代掺杂体系中的一个S原子.计算发现铁磁态的能量比反铁磁态低0.497eV.表明此掺杂体系可能获得室温铁磁性.

Select

第一性原理计算Cu-Cr共掺AlN稀磁半导体 王静, 樊聪, 邓军权, 毋志民, 刘畅, 范凤, 胡爱元, 崔玉亭 2016, 33(1): 99-107.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1282KB) ( )   采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法，结合广义梯度（GGA）近似对Cr单掺AlN和Cu-Cr共掺AlN的32原子超原胞体系进行几何结构优化，计算它们的晶格常数，能带结构，电子态密度以及光学性质.结果表明Cr单掺AlN和Cu-Cr共掺AlN均表现为半金属性质，带隙变窄，且Cu-Cr共掺体系自旋极化作用较Cr单掺强，材料表现出良好的铁磁性.共掺杂后，光吸收的范围增宽，体系对长波吸收加强，能量损失明显减小.

Select

三维单向拉伸马蹄的寻找及其在Compass行走模型中的应用 李清都, 赵武斌, 杨芳艳 2016, 33(1): 108-116.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1189KB) ( )   对三维映射，因维数较高，混沌吸引子结构复杂.根据混沌吸引子维数相对较低的特点，在选定不稳定周期轨的附近，对吸引子的局部进行曲面拟合，提出了三维空间中单向拉伸拓扑马蹄的“降维-升维”寻找方法，并实现为MATLAB工具箱.以Compass行走模型为例，详细介绍拓扑马蹄的寻找过程，判定了混沌步态的存在性，刻画了混沌不变集的部分结构.

Select

SC混沌比例投影同步方法在保密通信中的应用 钱慧, 于洪洁 2016, 33(1): 117-126.  摘要 ( )   HTML ( )   PDF(878KB) ( )   利用基于线性稳定性准则的SC混沌比例投影同步方法，提出一种应用于保密通信的混沌掩盖方案.适当分离出混沌系统的线性项与非线性项，构造一个非线性驱动向量函数，混沌状态变量包含用于投影同步的比例因子，把所需传递的有用信息掩盖入其中一个分量上，得到混沌载波信号，提高加密信息的复杂度和解码的困难度.以Lorenz吸引子和超混沌Rössler吸引子为例进行数值仿真，详细分析传输的正弦信息加密解密全过程，给出简单、最优的混沌掩盖方案，数值分析证明比例投影同步方法应用于保密通信领域的有效性.