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2019年, 第36卷, 第2期
刊出日期：2019-03-25 上一期    下一期

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高精度格式非线性权的统计谱特性分析 李理, 刘晓艳, 李新亮, 田保林, 梁贤, 哈金才 2019, 36(2): 127-140.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7812 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2000KB) ( )   分析激波捕捉格式/混合格式中常用的非线性权和激波识别器在谱空间中的性质.设计一套分析非线性权和激波识别器在傅里叶空间性质的统计谱特性分析方法；利用该方法对不同的非线性权和激波识别器在傅里叶空间的性质进行详细分析，给出不同非线性权和激波识别器的统计特性，并比较优劣.分析方法和结论有助于深入理解非线性格式/混合格式在数值计算中的表现，并为设计高分辨率非线性格式提供理论支撑.

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一种高精度的修正Hermite-ENO格式 郭子滔, 冯仁忠 2019, 36(2): 141-152.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7819 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4072KB) ( )   设计一种基于三单元具有六阶精度的修正Hermite-ENO格式（CHENO），求解一维双曲守恒律问题.CHENO格式利用有限体积法进行空间离散，在空间层上，使用ENO格式中的Newton差商法自适应选择模板.在重构半节点处的函数值及其一阶导数值时，利用Taylor展开给出修正Hermite插值使其提高到六阶精度，并设计了间断识别法与相应的处理方法以抑制间断处的虚假振荡；在时间层上采用三阶TVD Runge-Kutta法进行函数值及一阶导数值的推进.其主要优点是在达到高阶精度的同时具有紧致性.数值实验表明对一维双曲守恒律问题的求解达到了理论分析结果，是有效可行的.

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微通道内不混溶气液两相二氧化碳界面动力学行为的格子Boltzmann研究 娄钦, 臧晨强, 王浩原, 李凌 2019, 36(2): 153-164.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7839 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3539KB) ( )   将高精度的二氧化碳状态方程与气液两相流格子Boltzmann方法中的伪势模型耦合，研究微通道内二氧化碳气液两相流动的界面动力学行为，包括二氧化碳气泡和液滴的分裂、合并、变形，以及气液两相二氧化碳在演化过程中的质量交换.研究发现：当分裂和合并行为达到平衡，并且两相之间不发生质量交换时流动达到稳态.稳态时的流型主要依赖于表面张力，惯性力，管道的润湿性，以及初始体积分数.当表面张力较大时，微通道内形成的二氧化碳气泡或液滴会收缩成圆形，此时二氧化碳气泡或液滴会堵塞微通道，形成段塞流；随着表面张力的减小，形成的气泡或液滴不容易收缩，在微通道内更容易发生变形，出现泡状流或环状流.当壁面润湿性为强疏水性时，二氧化碳在微通道中的流动为环状流，其它润湿性下，流型为段塞流.体积分数较小时，二氧化碳两相流动的流型为段塞流，体积分数较大时，流型为环状流.

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rGFM和level-set方法在水柱群和喷管流场计算中的应用 丁生荣, 徐胜利, 卢键方, 张梦萍 2019, 36(2): 165-174.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7842 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(13394KB) ( )   计算平面运动激波和水柱群相互作用以及喷管流场.在Descartes网格中利用level-set方法分别追踪气/水和气/固界面，采用rGFM方法处理气/水和气/固界面边界条件.将喷管内壁简化为气/固界面并施加固壁边界条件，内壁型线数据拟合采用三次样条插值.采用5阶WENO格式分别求解Euler方程、level-set方程和界面重新初始化方程.给出激波和水柱群相互作用流场密度纹影图和指定点p-t曲线以及喷管流场压力、密度云图和速度场.改进界面法线确定方法可提高Riemann问题构造精度.可分辨运动激波和水柱群作用产生的复杂激波波系，表明激波在各水柱界面的透射和反射、在列和行水柱界面的多次反射和透射.水柱群下游区域的激波波后压力下降，表明激波加热水柱群附近气流和反向运动的反射激波造成了激波衰减.喷管流场数值解和理论解相符.

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无限展长后掠翼边界层定常横流不稳定转捩分析 蔡林峰, 李昊歌, 陈伟芳 2019, 36(2): 175-181.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7830 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3436KB) ( )   采用γ-Reθt横流转捩拓展模型对NLF （2）-0415无限展长后掠机翼进行数值模拟，重点分析来流雷诺数、机翼表面粗糙度及后掠角对边界层横流不稳定性的影响.研究发现γ-Reθt横流转捩拓展模型能够准确预测边界层定常横流不稳定转捩，计算结果与试验数据吻合较好.结果表明来流雷诺数越大、机翼表面越粗糙，横流转捩位置越靠前；随着机翼后掠角的增加，转捩位置先前移随后逐渐靠后.

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激光照射金颗粒在散射效应下的相变传热 贺云龙, 李凌 2019, 36(2): 182-188.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7827 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1869KB) ( )   采用二维双温度模型结合散射作用所引起颗粒表面光强不均匀分布的结果，对单脉冲激光垂直照射金颗粒的相变传热进行研究，通过将界面能量平衡方程，成核动力学的界面追踪法相耦合来确定固液界面的位置并研究激光参数对烧结过程的影响.结果表明：当激光垂直照射金颗粒时，熔化现象主要发生在颗粒的两极且底部熔化开始时间早，熔化体积也比较小.激光的脉宽越短熔化开始时间越早，熔化体积越大.提高激光的能量密度，颗粒的熔化体积也随之增加.

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T矩阵散射模拟双偏振测雨雷达偏振及衰减特性 冯亮, 肖辉, 罗丽 2019, 36(2): 189-202.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7826 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(25021KB) ( )   通过T矩阵散射模拟，研究X、C和S波段双偏振测雨雷达在单分散雨滴谱、不同雨强和不同最大雨滴直径下的偏振和雨区衰减特性，分别建立三种不同波段双偏振雷达反射率因子和差分反射率的雨区衰减订正关系.最后，用实测雨滴谱数据和X波段双偏振雷达实测反射率数据验证散射模拟结果的准确性.

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局域热源对磁岛热输运的影响 刘勇强, 査学军, 王清松, 杨振, 夏清豪, 吴斌 2019, 36(2): 203-210.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7816 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(11620KB) ( )   研究托卡马克等离子体磁岛内的热输运行为.应用局域高斯热源对磁岛加热来模拟电子回旋共振加热.对同时存在背景热源与局域高斯热源的情况，观察局域高斯热源对径向电子温度分布及热输运产生的变化，分析局域高斯热源对温度扰动及磁岛约束能量的影响.

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孔洞和空位对单晶铝力学性能影响的分子动力学研究 梁华, 李茂生 2019, 36(2): 211-218.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7818 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(21639KB) ( )   采用分子动力学方法模拟含孔洞的单晶铝单轴拉伸过程，研究晶向、孔洞体积分数、空位体积分数等对孔洞生长的影响.结果表明：对于不同的晶向，决定孔洞生长变形的微观机制不同.[010]晶向单轴拉伸情况下，形变机制主要是｛111｝面位错引起的堆垛层错；[111]晶向单轴拉伸情况下，形变机制主要是位错的移动、堆积与发射.此外，孔洞及空位的体积分数对[010]、[111]晶向的孔洞生长过程也有着明显的影响.总的来说，随着孔洞或者空位体积分数的增加，材料的杨氏模量变小，屈服强度、屈服应变下降.

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(BN)25团簇的结构与性能 何志伟, 张秀荣 2019, 36(2): 219-224.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7835 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2120KB) ( )   采用密度泛函理论的杂化密度泛函（B3LYP）方法，在6-31G （d）基组水平上，对（BN）25团簇进行结构优化和频率计算，得到基态构型，并对其稳定性、自然键轨道（NBO）、振动光谱和NICS进行计算.结果表明：（BN）25团簇的能隙值较高，具有良好的化学稳定性；B原子和N原子的内部及原子之间都会发生s、p轨道杂化，原子之间有少量电荷转移；（BN）25团簇的红外光谱和拉曼光谱都有较多振动峰；（BN）25团簇具有芳香性.

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基于结构多样性评价的换热网络全局最优化 鲍中凯, 崔国民, 肖媛, 陈家星 2019, 36(2): 225-235.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7838 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1980KB) ( )   针对启发式方法在优化换热网络时由于个体团聚而出现搜索能力下降，建立一种换热网络结构多样性评价方法，对种群中个体结构团聚程度进行衡量，并指导算法改进.对种群进行集团划分，将一定数目的具有公共结构的个体归为一个集团，从而得到个体结构分布；提出分散搜索策略，对于各集团中除集团最优个体外的其它个体，从其公共结构中随机选择若干个换热器进行摄动以分散集团中的个体结构；提出集中搜索策略，通过使其它个体获得最优集团对应公共结构以加强对较优结构的集中开发；采用9股流与15股流两个算例，验证分散搜索策略增强了全局搜索能力，集中搜索策略增强了局部搜索能力，优化结果分别较原算法降低了7 008$·a-1与17 973$·a-1且均优于文献结果.

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基于量子粒子群算法的混沌系统同步控制及参数辨识 石建平, 杨兰天, 刘丹 2019, 36(2): 236-244.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7809 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4227KB) ( )   针对异结构且参数未知混沌系统的同步控制，设计同步控制器并对误差系统的稳定性进行理论分析.通过合理选择优化目标函数，利用量子粒子群算法高效的全局寻优能力，实现混沌系统的未知参数辨识，有效降低同步控制器的开发难度.以Rössler混沌系统与Lorenz混沌系统的异结构同步为研究对象，进行数值仿真实验，结果表明该方法能够实现驱动-响应系统的快速混沌同步及系统未知参数的准确辨识，并验证该方法的可行性和有效性.

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非均匀圆柱壳中传播孤立波的动力学稳定性 那仁满都拉, 赤里木格 2019, 36(2): 245-252.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7844 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5136KB) ( )   利用积分因子法对非均匀圆柱壳中传播孤立波的动力学稳定性进行详细的数值研究.以高斯波扰动、简谐波扰动和随机扰动作为初始扰动，考察受到这三种不同扰动的孤立波能否较长时间保持波形结构和传播速度而稳定传播的问题.结果表明：孤立波的稳定传播与扰动幅度、宽度和波长有关，只在受到幅度、宽度和波长都足够小的扰动下非均匀圆柱壳中传播的孤立波才能够表现出较强的抗干扰性，具有良好的动力学稳定性.