利用开源CFD程序计算可压缩流场

针对可压缩流动问题,在开源CFD程序OpenFOAM上开发相应的求解程序.采用绝对坐标系下的Favre平均Navier-Stokes控制方程组和标准k-ε湍流模型.数值计算时,对流项和扩散项分别采用二阶精度TVD格式和二阶中心差分离散,求解离散后的方程组采用SIMPLER算法.通过对不同的马赫数下凸包流动和带有湍流模型...     

湖泊整治工程二维水沙数值模拟

应用破开算子法原理,将平面二维不恒定流及泥沙扩散基本方程按不同的物理意义破成对流、扩散和传播三个子方程．基于三角形网格划分,利用有限体积守恒格式求解连续方程,用特征线方法求解对流方程并采用有限差分法求解扩散和传播方程,经数值实验及实际工程验证,该算法计算简便、边界符合良好,数值模拟精度也较高．     

湖泊整治工程二维水沙数值模拟

应用破开算子法原理,交坪面二维不恒定流及尼潲扩散基本方程按不同的物理意义破成对流、扩散和传播三个子方程,基于三角形网格划分,利用有限体积守恒格式求解连续方程,用特征线方法求解对流方程并采用有限差分法求解扩散和传播方程,经数值实验及实际工程验证,该算法计算简便、边界符合良好、数值模拟精度也较高。     

对流扩散方程有限混合分析格式的稳定性分析

从实际问题出发,介绍了对流扩散方程的混合有限分析法,得出了求解一维线性对流扩散方程的四点隐式格式、利用一维对流扩散算子得出了其六点隐式格式,并且对格式的稳定性进行了分析。结论是其四点隐式格式是绝对稳定的,其六点隐式格式,当1／2≤θ≤1时是绝对稳定的,当0≤θ≤1／2时是条件稳定的。     

天然气管道瞬变流动数值模拟新算法

针对管道中介质瞬变流动的非线性偏微分方程组难以解析求解的问题,由质量、动量、能量三个偏微分方程构成的控制方程组,应用TVD/Godunov混合算法数值模拟天然气管道中气体的瞬变流动,摒弃了传统的差分方法对动量方程非线性对流项的线性化处理,而直接处理非线性对流项,从而大大提高了算法的稳定性和管道瞬变流动的仿真精度.算法采用了时间分裂法描述不完全堵塞管道,没有作等温假设,进一步增进了数值模拟的精度与合理性,获得了理想精度的计算结果.     

溶质运移模型数值解及并行化处理

文章主要是在了解和广泛收集前人研究资料的基础上,将混合拉普拉斯变换有限单元法引入到求解首采区卤水动态二维模型中关于溶质运移的问题中。在求解对流占优的地下水溶质运移问题时,常规数值方法会产生数值扩散和过量现象,而此方法能够有限地消除数值扩散和过量的现象,还具有一步到位、局部求解的优点。最后还将此方法应用到具有空间一阶导数项的对流弥散方程,以检验此方法的数值有效性和求解溶质运移模型的能力。     

对流扩散反应方程基于坐标变换的高阶紧致差分格式

基于非均匀网格,提出了一种求解一维定常对流扩散反应方程的高精度紧致差分格式。首先采用坐标变换方法将原方程由物理空间的非均匀网格转换为计算空间的均匀网格,然后给出一阶导数和二阶导数在均匀网格上的中心差分逼近式,并结合变换后的方程,得到了定常对流扩散反应方程具有四阶精度的紧致差分格式。最后,通过数值算例验证了该方法的精确性和高分辨率的特点。数值实验结果表明,对于所研究问题,该方法较不进行坐标变换而直接在物理域上建立的非均匀网格上的高阶紧致格式具有更高精度。     

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．     

一维无源对流扩散方程的近场动力学计算格式

为了深入研究对流扩散问题,本文针对一维无源对流扩散方程给出了利用近场动力学理论求解方程的一般计算格式。推导出了对流项的收敛时间步长计算公式,并采用迎风格式对一维无源对流方程进行验证,证明了近场动力学可以用于求解对流项,随后引入无量纲数Pe,对对流扩散中的占优情况进行判断,最终得到同时满足对流项和扩散项收敛要求的时间步长。结果表明:利用近场动力学理论求解无源对流方程时,当安全系数ζ与近场范围系数m满足1/ζ=2m,误差可达到最小;无量纲数Pe可用于判断对流扩散中的占优情况,且经过理论值和计算值的比对,证实了近场动力学理论求解一维无源对流扩散方程的可行性及数值准确性。     

带周期边界的时间分数阶扩散方程的差分格式

鉴于分数阶方程的解析解实难求得,本文主要研究了带周期边界的时间分数阶扩散方程的有限差分方法,时间方向采用L2-1_σ离散公式,空间方向采用二阶差分格式离散,数值格式整体可达到二阶精度.随后利用Fourier方法证明了有限差分格式的唯一可解性、稳定性和收敛性.最后用MATLAB语言对具体的模型进行了数值求解,数值实验能很好地印证理论结果.     

用混合有限分析法模拟二维后台阶分离流

用混合有限分析法五点格式，采用交替方向的选代方法对定常二维后台阶分离流的层流进行了数值模拟，并与其它的数值解及实验数据进行了比较，结果与实验资料吻合良好．     

多点源作用下反辐射导弹导引信号的形成

目前抗反辐射导弹攻击已有多种途径,如反辐射导弹来袭告警、采用低截获概率雷达、对反辐射导弹进行有源诱偏、对来袭反辐射导弹进行硬摧毁以及诱偏和硬摧毁相结合技术等.其中,利用有源诱偏抗反辐射导弹是一条行之有效的途径.文中推导了多点源作用下合成电磁场模型,在地面雷达站球面坐标系下建立了合成场等相面梯度矢量方程;利用直角坐标系与球面坐标系的转换关系及弹体坐标系与地面雷达系的转换关系,建立了反辐射导弹导引信号的模型;通过选取不同的β(诱偏源辐射功率与雷达站辐射功率的比值)值及考虑ARM导弹从不同的方向来袭情况对多点源合成场诱偏抗反辐射导弹过程进行了仿真.文中所建立的反辐射导弹导引信号模型对于通过仿真来全面和深入分析诱偏抗反辐射导弹的效果作了基础性准备.     

混合有限分析法对加热Poiseuille流的数值模拟及分析

加热Poiseuille流是晶体生长控制技术中常见的一种流动,用混合有限分析法对之进行数值模拟,给出了流场的流线、涡量、压力和温度的等值线图;并给出了雷诺数和密度弗汝德数的倒数与产生漩涡的关系曲线.     

半正交曲线座标系下水轮机连续性方程的建立

所研究的是在半正交曲线座标系下水轮机连续性方程的建立 ,力求更加真实、广泛地描述水轮机中流体的流动 ,从而为水轮机内部的流动分析、边界条件的建立及计算程序的编制提供一种依据 .根据本文中建立的方程 ,可以推导出正交曲线座标系、圆柱座标系下水轮机的连续性方程 .     

二维正交数值网格生成的解析——数值势流理论方法

本文运用新近势流理论研究成果,生成二维正交数值网格。在该网格构成的二维正交曲线坐标系下,可直接求解控制方程,其中拉梅系数为已知值——势流流速的倒数1/U。本文方法收敛性好,收敛速度快,运算量小。文中以连续弯道和长江某河段为例,生成数值网格,其结果令人满意.     

广义正交坐标系中FDTD算法的APML吸收边界

利用坐标拉伸方法,将复坐标系统中矩阵形式的Maxwell方程映射到实坐标系统中,由坐标系的拉梅系数得到了广义正交坐标系下各向异性完全匹配层吸收边界条件．数值结果表明了该吸收边界的有效性．     

测头成像视觉坐标测量系统组成,建模及求解

提出了一种新型视觉坐标测量系统－单摄像机测头成像视觉坐标测量系统。系统中采用目标测头作为成像目标,利用测头与被测表面接触,通过分析测头上已知特征点成像变化来实现对被接触点的三维坐标测量。这一测量新思路,不仅可以达到目前大多数视觉测量系统的测量目的,同时还可以实现对被遮挡表面的测量并具有较大测量范围。利用空间坐标变换及光学成像原理建立了这一视觉测量系统的非线性测量方程,并给出了利用Ｎｅｗｔｏｎ非线性     

层状弹性半空间轴对称静力问题的奇异解

利用传递矩阵法，导出了层状弹性半空间轴对称静力问题在地层内作用轴对称力源，层间完全接触情况下奇异解的一般解析表达式。由于不必要引入应力函数，所以本方法概念清晰，易懂，便于实际应用。     

超小面积比同轴受限射流流动的混合有限分析解

利用混合有限分析法(HFAM)及k ε紊流模型对超小面积比(面积比为1.326)的同轴受限射流流动进行了数值模拟,得到了不同速度比下速度剖面和流线的分布,分析了速度比对回流的发生及其位置的影响.     

Hamilton体系下混凝土壳体结构的基本方程及求解方法

基于极坐标下混凝土壳体结构的基本方程，根据结构力学与最优控制的模拟关系，利用径向坐标模拟为时间坐标，推导了Hamilton体系下混凝土壳体结构的状态方程；进而在辛体系下，采用本征向量展开法对系统进行了分析，并给出了相应的实际算例，其结果说明了文中方法的有效性和正确性。为此类结构的计算提供了一种新的求解途径。