求解对流-扩散方程的特征型混合有限分析格式

借鉴双曲型方程特征线解法和局部网格求有限分析解的思想,提出一种求解对流—扩散方程的特征型混合有限分析格式．理论分析和数值计算表明,该格式性质优良,尤其适合于对流占优问题的计算．     

纯对流流体数值仿真越界求解方法对比

对于阶梯形标量场的纯对流传递,采用有限容积法离散控制方程,采用Gauss-seidel法进行迭代求解,采用延迟修正增加迭代过程的稳定性。通过不同格式离散对流项得到的计算结果可以看到:一阶迎风格式计算结果精度太低,中心差分格式的结果发生振荡,二阶迎风和QUICK格式精度较高,但会产生越界现象。高阶有界组合格式计算精度高,且具有有界性。     

求解对流—扩散方程的特征型混合有限分析格式

借双曲型方程特征线解法和局部网格求有限分析解的思想,提出一种求解对流－扩散 特征型混合有限分析格式,理论分析和数值计算表明,该格式性质优良,尤其适合于对流占优问题的计算。     

圆管层流入口段耦合换热的数值模拟研究

采用控制容积法与蒙特卡罗法对圆管层流入口段参与性介质的辐射一对流耦合换热进行了数值模拟研究．在对流一扩散项的离散中,分别采用了一阶差分的指数格式与二阶差分的QUICK格式．通过模拟计算,比较分析了两种差分格式的结果差别,考察了入口段耦合换热的温度场、径向导热热流场以及对流换热壁面热流与努谢尔数的分布特征．研究表明,入口段速度边界层发展对势流区的排挤效应对耦合换热有明显影响,采用QUICK格式能够模拟这一现象,而一阶差分格式不能,后者过高地估计了对流换热强度;辐射换热在抑制对流换热作用的同时,使两种差分格式的模拟结果呈现偏差的区域由入口附近向出口方向扩展．     

矩形方腔湍流自然对流数值模拟研究

利用Lam—Bremhorst低雷诺数湍流模型,对流项差分格式采用QUICK格式,结合非稳态计算方法,对矩形方腔自然对流问题进行了数值模拟研完。计算结果表明：随着时间的推进,流场逐渐稳定,最后趋于定常;将最终稳定的速度场与实验和大涡模拟结果进行比较,发现数值模拟能准确地预测出速度场、温度场以及湍动能场。     

墩桩-箱基地基反力简化计算

用有限单元链杆解法，计算墩桩箱形基础地基反力．用有限单元法求弹性基础底板的位移，用链杆法求地基反力，从而利用有限单元法总刚矩阵带宽较小和链杆法未知数较少的特点，使计算更为简便．     

模糊C-均值聚类分析研究大亚湾水质空间分布规律

模糊C-均值聚类方法研究人类活动影响下大亚湾海域水体生态环境空间分布规律．揭示大亚湾水体生态环境空间分布分成两类区域：其一为受人类活动影响为主的大鹏澳、澳头以及大亚湾东北部区域;其二为受湾外南海海水交换影响较大的大亚湾南部、中部和东部海域。模糊C-均值聚类分析作为一种数据信息提取方法,为海洋环境生态研究提供新的方法。     

大亚湾海域N、P营养盐分布特征研究

为探明大亚湾海域生态环境现状,于2011年10月（秋季）、2012年4月（春季）和8月（夏季）在海域布设12个站点,开展了3个航次的水质调查,重点研究了N、P营养盐的分布规律及主要影响因素。结果表明,大亚湾海域无机氮浓度的季节变化为秋季最高,夏季最低;无机磷浓度的季节变化为秋季最高,春季最低。二者的平面分布整体上均呈现由近海岸向远岸逐渐递减的趋势,且梯度分布明显。潮流、浮游植物和人类活动是影响大亚湾N、P营养盐分布的主要因素。     

槽流线性稳定性的算法分析

将Chebyshev谱方法以及普通格式和高精度格式的有限差分法用于槽流线性稳定性数值分析。通过求解结果以及算法特性的比较,说明谱方法计算离散点在向壁面边界靠近时自动加密,符合壁面附近流动量变化较剧烈的物理特性;在相同计算量与耗时的情况下,谱方法的计算精度高于有限差分法,并且精度随基函数使用个数的增加而提高显著;谱方法可直接求解特征值问题,给定其他参数后能够一次求出多个值,而有限差分法需要预估初值迭代计算,不仅降低计算效率而且影响迭代收敛过程和速度。可见Che byshev谱方法应用于壁面剪切流稳定性研究具有优越性。     

浅海点源污染物扩散数值模拟

建立了守恒性好且能贴体模拟工程区域的二维潮流-污染物扩散数学模型,采用三角形网格划分计算区域,有限体积法求解控制方程,运用的动边界处理技术能合理地模拟海岸的淹没与出露.利用实测资料对模型进行了验证,模拟结果与实测数据吻合较好,在此基础上对某污水处理厂排放口附近海域的COD浓度分布进行预测计算,其结果为该海域的环境评价提供了科学依据.     

一种改进的SIMPLER算法

利用改进的SIMPLER算法即环绕主节点的四个小控制体与推广的QUICK差分格式相结合，在非均匀同位网格上求解二维非定常流动与传热的控制方程。以封闭方腔内的层流自然对流换热问题为例进行了数值模拟，计算结果与已有文献一致，且得出的平均努赛尔数的计算公式较以前的计算公式精度要高，表明作者所采取的方法是可行的。     

强混合型河口取水的瞬时含盐度计算

本文介绍一种强混合型河口取水的瞬时含盐度计算方法——潮汐水流和含盐度方程的隐式差分方法。由于格式无条件稳定,因此它用计算机时间较少,且有较好的适用性。根据钱塘江河口的计算结果,证明此种计算格式能给出强混合型河口合理的含盐度分布状况,能满足工程规划和设计要求。     

新型低阻导线气动特性数值模拟

采用流体力学计算软件FLUENT6．3,对新型低阻导线LP810导线进行雷诺数76000时气动力特性以及流场的数值模拟。计算采用有限体积法和SIMPLEC算法求解均匀黏性不可压缩流体的NaV1er—St0keS方程（N—S方程）,采用三阶精度二次迎风插值（OUICK）离散N—S方程,以降低求解过程的数值振荡。计算区域网格划分采用具有良好形状适应性的非结构化三角形网格,贴壁网格尺寸取为约0．0005倍的导线直径,网格尺寸在导线周围直径4倍于导线直径的圆形加密区内沿半径方向按照1．009的比例增大。计算结果表明,计算方法具有良好的计算精度,与试验结果吻合较好。新型低阻导线LP810导线的特殊截面设计,使得导线在高雷诺数时的分离点显著推后,降低了在高雷诺数时的阻力系数。     

旋风分离器流场的数值计算方法研究

利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型采用各向异性的RSM模型,离散方式采用对流项的QUICK格式和压力梯度项的PRESTO格式,才能获得合理的流场模拟结果.该结论为旋风分离器流场的数值模拟及进一步的结构优化设计提供了参考依据.     

QUICK格式在大型电站锅炉炉内流场数值计算方面的应用

简要介绍了ＱＵＩＣＫ格式及其精度，推导了三维ＱＵＩＣＫ格式的系数及其假扩散系数，并将ＱＵＩＣＫ格式应用于大型Ｗ型火焰电站锅炉三维冷态炉内流场的数值计算，计算结果能反映炉内流动的基本特征．     

直接间断有限元方法在计算输油管道土壤温度场中的应用

采用直接间断有限元方法(直接间断Galerkin(DG)方法)计算了埋地输油管道周围的非稳态温度场。该方法在每个单元对热传导方程分部积分得到弱形式,通过构建合适的数值流量得到直接间断Galerkin格式;用显式Euler方法求解空间离散得到常微分方程组。对热油管道径向温度场进行了计算,其结果与其他文献的结果相吻合,说明直接间断有限元方法在计算非稳态温度场中是一个有效的、精确的数值方法。     

不确定因素影响下的混凝土结构温度场仿真计算方法

混凝土结构前期仿真计算各控制参数存在着不确定性,若将其忽略,计算结果的准确性甚至温控方案合理性将受影响。根据这些不确定性因素具有区间分布特性且缺乏统计资料的特点,引入了区间数学理论,推导了相应的区间有限元公式。通过分析,在摄动理论和区间单调性理论的基础上,提出了所推导的区间有限元整体方程的近似"最窄"解区间的求解方法。考虑到实际工程中水管冷却的一些影响因素也存在不确定性,提出了考虑冷却方案区间变化的的水管冷却温度场迭代计算方法。利用Fortran语言编制了相应的区间有限元计算程序,对某现场非绝热温升实验块进行仿真计算,通过计算结果与实测数据的对比分析,验证了算法理论及程序的有效性和准确性。     

基于时域有限差分的传输线串扰方法研究

针对串扰这一高频电子电路多发现象,从时域有限差分法这一有效的电磁学计算工具出发,给出了π型Leapfrog中心差分格式的理论推导. 利用时域有限差分法计算出三芯线在集总参数模型、分布参数模型以及外施场激励条件下的“场-线耦合”模型三者的串扰值理论值,并与三维电磁场软件CST Studio Suite的仿真结果进行对比,验证了此方法的准确性与可靠性.     

波动方程的有限解析法

本文导出了求解一维波动方程的有限解析法,并解决了格式系数的级数计算问题.     

基于极大熵模型的交通出行矩阵解法研究

引入拉格朗日乘子，对由路段观测流量反推交通出行矩阵的极大熵模型进行变换，将优化问题转换为非线性方程组的求解，并提出一种遗传算法求解方法.该方法以非线性方程组的待求量为决策变量，方程组两端向量的均方差最小值为目标函数，初值在决策变量可行域内随机产生.通过实例验证，遗传算法较之牛顿法改进了其对初始值要求严格、易产生局部收敛并含有矩阵求逆的不足，且当初始值偏离真实值较大时，遗传算法求解成功率远远高于牛顿法，证明了遗传算法在多种交通网络中求解交通出行矩阵是可行的.