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2020年, 第37卷, 第2期
刊出日期：2020-03-25 上一期    下一期

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基于任意拉格朗日—欧拉型移动网格的反应流广义黎曼问题方法 肖敏, 徐喜华, 倪国喜 2020, 37(2): 127-139.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8019 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(7253KB) ( )   提出一种在自由重映移动网格下的广义黎曼问题方法模拟反应流.该方法基于显式的自由重映移动网格广义黎曼问题的解.为保证在时间和空间上的高精度，应用广义黎曼问题方法构造数值通量.为保证反应区的高分辨率，采用变分法生成自适应移动网格.该方法不仅能够保证网格质量，而且能有效地避免任意拉格朗日—欧拉方法中由于显式重映过程而带来的数值误差.包括CJ爆轰及不稳定爆轰的数值实验说明该格式的精确性和鲁棒性，证明这种移动网格下的二阶广义黎曼问题方法可以较好地捕捉反应流的间断与光滑结构.

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相容拉氏方法中的ADRS近似Riemann解算器 刘妍, 茅德康 2020, 37(2): 140-152.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8031 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(33795KB) ( )   基于可压缩多介质流动问题，分析AC（acoustic），MFCAV（multi fluid channel on averaged volume）和HLLC等近似Riemann解算器的优缺点，通过加权组合的方式设计一种自适应近似Riemann解算器ADRS（adaptive Riemann solver），详细介绍加权组合的自适应选取原则.将ADRS写成AC解算器的修正形式应用于健壮性好的相容中心型拉氏方法.给出Taylor Green vortex稳态流问题的误差分析等数值算例.

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康普顿相机图像重建中的快速滤波反投影算法 严小松, 杨建伦, 羊奕伟 2020, 37(2): 153-162.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8037 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(7890KB) ( )   提出一个由CZT像素探测器与NaI闪烁体阵列组成的康普顿相机，计算探测器系统的几何参数、散射体探测器的能量分辨率及多普勒展宽等因素对相机空间分辨率的影响.相机的总体角分辨率为5.1°~5.6°，主要影响因素为探测器系统的几何参数.首先用解析方法研究图像重建中的滤波反投影算法，不考虑展宽影响时点源重建图像的角分辨率可达1.7°，考虑展宽影响时角分辨率可达4.2°；然后利用Geant4程序进行模拟，用实际应用方法对模拟数据进行重建，不考虑展宽影响时的角分辨率为1.7°，考虑展宽影响时角分辨率可达5.1°.采用滤波反投影算法进行图像重建时，在OpenCL框架下利用GPU实现并行加速，加速比为79倍.

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一种开边界条件及其在内潮模拟中的应用 苗春葆, 邬丽丹 2020, 37(2): 163-172.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8014 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(6040KB) ( )   提出一种辐射强迫开边界条件，可以同时作为主动和被动边界条件使用，既可应用于潮汐模拟，也可应用于其他海洋动力过程的模拟.在一个内外模态分离的内潮模型中对各种开边界条件进行对比：在外模态中，Dirichlet条件、辐射强迫条件、Flather条件和松弛条件的对比表明辐射强迫条件与Flather条件表现最好，但辐射强迫条件比Flather条件所需的观测数据更少，具有更广泛的适用性；在内模态中，松弛条件、Sommerfeld辐射条件和基于模态分解的Sommerfeld辐射条件的对比表明松弛条件表现最好.

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FGMs稳态热传导分析的重心Lagrange插值配点法 王磊磊, 纪乐, 马文涛 2020, 37(2): 173-181.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8024 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3809KB) ( )   提出一种求解二维功能梯度材料（FGMs）稳态热传导问题的重心Lagrange插值配点法.基于Chebyshev节点构造二维重心Lagrange插值函数及其偏导数，然后基于配点法将其直接代入FGMs热传导问题的控制方程和边界条件，得到系统离散方程.重心Lagrange插值配点法是一种真正的无网格方法，很好地融合了重心Lagrange插值和配点格式的优势，具有高效、稳定、高精度和易于数值实现的优点.采用重心Lagrange插值配点法分别对指数型、二次型和三角型FGMs热传导问题进行数值模拟.结果表明：该方法具有较高的计算效率和计算精度，对材料梯度参数的变化不敏感.可以进一步拓展到FGMs瞬态问题和FGMs的热力耦合分析.

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带沟槽结构的平板流动中的熵产分析 刘梅, 李曙光, 吴正人, 王松岭, 邓宇涵 2020, 37(2): 182-188.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8021 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(13757KB) ( )   基于大涡模拟，采用Fluent软件对带沟槽结构的平板流动过程进行熵产分析，探究沟槽结构引起的熵产变化规律.结果表明：沟槽结构能减少流动过程中的熵产，在30 m·s-1时（Re≈20 000），近壁区总熵产减少约25%，40 m·s-1时（Re≈27 000）减少约19%，但其结构对后续流动没有持续性影响，且随着法向高度的增加，影响逐渐变小；熵产在沟槽顶端部分的数值远大于其他区域，湍流作用引起的熵产起主要作用.所得结论为优化沟槽结构减阻提供了理论依据.

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考虑重力因素的断溶体储层“井-洞-缝”模型试井解释方法 徐燕东 2020, 37(2): 189-197.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8032 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3305KB) ( )   顺北油田属于大型断裂构造运动形成的断溶体储层，纵向裂缝系统和垂向分布的溶洞是主要的储集体空间.本文提出溶洞中的压力变化是由流动和波动共同产生的，依此把能量守恒方程与试井理论相结合，建立考虑重力因素的断溶体储层试井解释方法.定义无量纲量，并对无量纲方程进行Laplace变换，得到Laplace空间上的井底压力.由Stehfest数值反演算法得到试井分析所需的图版曲线.对重力因素进行敏感性分析表明：重力因素只影响双对数曲线的末期，当重力因素很明显时，曲线特征类似于定压边界.对新疆油田的某井进行分析，解释了曲线后期下掉原因，并给出溶洞体积以及波动相关参数等，分析结果与生产实际情况相吻合.

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磁电弹性体中多条位错与Griffith裂纹 郭怀民, 赵国忠 2020, 37(2): 198-204.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8016 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1616KB) ( )   根据本征方程，研究磁电弹性体中若干平行螺型位错与Griffith裂纹的相互作用.结合Muskhelishvili方法和算子理论，得到磁电弹性体中由位错和裂纹所诱导的应力场、电场和磁场的解析解.数值算例表明：在裂纹的端点及位错点上仍然存在应力的奇异性，离位错点越远处广义力越小，结论与已有的结果相符，证明了结论的正确性.当位错点与裂纹端点距离越近时，裂纹与位错间的应力场越小，并逐渐趋近于零.

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肌红蛋白力致去折叠的全原子分析 和二斌, 罗志荣, 朱留华 2020, 37(2): 205-211.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8009 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(9473KB) ( )   位于脊椎动物骨骼肌中的肌红蛋白在生命过程中扮演着重要角色，其折叠过程依赖于血红素的绑定.本文着重于肌红蛋白在力的作用下去折叠过程的全原子统计分析.结果表明血红素不仅具有生物学上的功能，而且决定其去折叠的动力学过程.在血红素不存在的情况下，肌红蛋白的力致去折叠过程存在一个中间态，其构象不同于化学变性剂所导致的去折叠中间态，发现新的中间态.结论与相关实验结果相符，揭示了肌红蛋白力致去折叠的一般机制.

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超临界水中硫酸钠结晶动力学的分子动力学模拟 周璐, 马红和 2020, 37(2): 212-220.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8012 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(8168KB) ( )   在超临界水反应器中，硫酸钠是易造成堵塞的一种常见无机盐，研究其结晶动力学对于防盐沉积反应器的设计具有重要意义.本文采用LAMMPS分子动力学模拟软件研究硫酸钠在超临界水中的微观结晶过程，其中水分子采用SPC/E模型，离子-离子、离子-水分子相互作用采用Coulumb和Lennard-Jones联合势能函数.结果表明：水对离子的静电屏蔽作用随温度升高而增强、随密度减小而减弱；增大超临界水的温度和密度有利于离子扩散，进而促进离子相互碰撞、成核；在模拟的超临界水参数范围内，其成核速率的数量级为1029cm-3·s-1，生长速率为(19.8~25.8) m·s-1.

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两种不同极性有机小分子在方解石(104)面吸附的密度泛函研究 柴汝宽, 刘月田, 杨莉, 张艺馨, 辛晶, 马晶 2020, 37(2): 221-230.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8027 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(11446KB) ( )   利用密度泛函理论研究苯甲酸和甲苯两种不同极性的有机小分子在方解石（104）面的吸附特征，分析极性对有机小分子吸附的影响.结果表明：苯甲酸趋向于以分子态、单齿吸附模式倾斜吸附于方解石（104）面，吸附能为-1.394 eV；甲苯平行吸附于方解石（104）面，吸附能为-0.362 eV.有机小分子吸附于方解石（104）面过程中体系的几何结构和电子结构发生明显变化.苯甲酸分子几何结构变化幅度远大于甲苯.苯甲酸与方解石（104）面之间形成Ca-O离子键和H-O共价键，甲苯与方解石（104）面之间仅存在微弱的氢键相互作用.苯甲酸和甲苯等两种不同极性有机小分子在方解石（104）面的吸附特征和吸附机理存在较大的差异，苯甲酸分子的吸附强度远高于甲苯.本文揭示了不同极性有机小分子在方解石（104）面的吸附机理，为提高油藏采收率和矿物浮选等工程问题提供理论依据.

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静水压力对Al14Mn2P16磁光性质影响的密度泛函理论研究 陈余, 邢永明 2020, 37(2): 231-239.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8023 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(13851KB) ( )   采用第一性原理，研究不同静水压力（0~20 GPa）下Al14Mn2P16的弹性与磁光性质.计算得到基态是铁磁态.弹性稳定性判据表明该体系是稳定的.研究发现磁矩随静水压力的增加而减小.静水压力低于5 GPa时，居里温度达到184 K，随着静水压力的增加略有下降；有趣的是，当静水压力高于5 GPa时，随着静水压力的增加，居里温度急剧下降，在18 GPa时消失.同时还发现随静水压力的增加可见光范围的吸收峰有明显的蓝移，当静水压力达到20 GPa时，可见光范围的吸收峰消失.

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基于改进克隆选择算法的统一混沌系统同步控制与参数辨识 石建平, 李培生, 刘国平 2020, 37(2): 240-252.  DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8001 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(11947KB) ( )   提出一种改进的克隆选择算法用于解决混沌系统的参数辨识问题.该算法利用抗体的高频变异和受体编辑两种机制有效平衡算法的全局探索与局部开发，并引入向精英抗体学习策略进一步提高算法的收敛质量.对10个优化问题的实验表明：所提出算法在求解精度、收敛速度以及稳定性方面具有更好的性能.以参数未知统一混沌系统的同步控制为研究对象，合理设计同步控制器，并对同步系统的稳定性进行理论分析.通过对同步比例因子的设置，实现统一混沌系统的完全同步、反同步、投影同步等多种同步方式.仿真实验结果表明该方法能够实现对未知系统参数的精确辨识以及驱动-响应系统的有效同步控制，验证了所提方法的可行性与有效性.