区间分析方法在工程问题中的应用

本文利用区间分析方法处理边界元法中的域积分和解最终的方程组。在处理域积分时,避开了常规方法的不足,提出了适应各种边界形状的边界元域内积分的区间方法;在求解边界元法中的方程组时,给出了采用区间分析方法的迭代程序,并对如何节省机时,加快收敛速度进行了探讨。数值算例表明理论可靠,精度良好,应用方便,对工程问题电算方法的误差分析和结果整理有一定的实用意义。     

弹塑性力学问题的边界元——虚边界元耦合解法策略

采用边界元－虚边界元耦合解法对弹塑性问题进行了分析,并指出了处于弹塑性状态区域应使用边界元法,其它部分采用虚边界元法,进而提出了求解这一类问题的方案。     

边界元法的巷道应力反分析

应用边界元法程序, 提出了巷道应力反分析的基本方法; 并根据现场的实测结果, 利用边界元法的计算机程序, 反算出地下巷道的水平向场应力, 然后把所算得的水平向场应力作为已知值返回代入边界元法程序, 求出地下巷道周边和围岩的应力、位移和破坏范围等;再据此绘制出曲线图进行分析; 最后把电算结果的巷道位移量与现场观测结果的巷道移近量进行对比．     

结构动力分析的特解边界元法研究

本文研究动力问题的特解边界元法,给出了理论推导,进行了实例计算,结果表明该法计算精度高,是一种有效的动力分析方法.     

非线性流体晃动时域双协边界元法分析

利用双协边界元法在时域内对流体晃动进行分析,推导出边界积分方程及相应的边界条件。分析过程中考虑流体粘性,利用时间迭代,逐步追踪流体自由面,因而在流体不断变动的边界上考虑其边界条件。数值结果表明本文的双协边界元法是可行的。     

边界元法的边界变分原理

基于固体力学的非古典(分区或称修正)变分原理的基础上,在元素边界上采用独立的构造待解函数,形成了各类非古典变分原理和边界元法的边界变分原理。基于各类变分原理在进行离散分析时,可以建立求解待解函数的离敌方程,并形成各种类型的边界元法。这些边界元法有3个特点。其一是边界元法与有限元法有机的结合起来,便于采用区域——边界元法;其二是在整个区域内,化有限元法为边界元法的方式是多样的;其三是便于寻求满定区域内部的微分方程的解(基本解)。     

直接边界元法及其在地下水渗流问题中的应用

边界元法由于只在边界划分单元，可降低一维进行计算等特点，且适合于解决无限域问题，在渗流研究中具有一定的独特优点。本文作者用直接边界元法对正交各向异性介质定常渗流问题进行了数值方法研究与数值计算。通过选取适当的坐标函数，应用Green公式将区域积分转化为边界积分，充分发挥了边界元法的优势，并用Fortran语言编写了边界元法计算程序，进行了算例计算。     

非定常扩散方程的虚边界元解法

对于二维齐次和非齐次非定常扩散方程问题,利用与时间有关的基本解,基于单层位势的延拓,建立虚边界积分方程,然后用虚边界元法求解．最后,给出了数值算例验证了虚边界元法求解非定常扩散方程问题的可行性和有效性．     

基于边界元法的CAE软件开发及应用

基于UG(Unigraphics NX)软件开发了针对二维边界元法的前处理模块,该模块使用UG开放应用程序接口（UG open application programming interface, UG/Open API)实现UG软件与边界元法前处理模块的交互,开发了可视化的用户界面（user interface, UI）,通过该界面可实现模型读取、网格划分、边界条件加载等一系列前处理功能,最终可导出前处理数据,供边界元法程序直接计算。与边界元法计算程序相结合,对二维问题的大坝进行了静力分析,并与有限元法的计算结果进行了对比。     

结构静弹性问题的双互易边界元法

采用双互易边界元法对结构静弹性问题进行了分析。使用一种指数型径向基函数对体力项进行插值拟合,并借助其在弹性力学问题中的特解和双互易技术将原边界积分方程中的体积分转化为边界积分,再使用边界单元离散技术,以边界节点上的位移或面力为未知数构造线性方程组。通过数值算例验证了双互易边界元法是分析结构静弹性问题的一种有效数值计算方法,并在实际工况下与有限元法软件得到的结果进行对比,进一步验证该方法的精确性。算例结果表明,双互易边界元法分析结构静弹性问题具有精度高等特点,同时可以解决其他领域含有域积分项的非齐次问题。     

平行双缝型波导缝隙阵列天线的导纳分析

平面波导缝隙阵列天线以其体积小、重量轻在飞行器雷达天线上获得广泛应用,但是传统的单缝型波导缝隙阵列天线的缺点是频带较窄,以双缝代替单个缝隙作为辐射单元在一定范围内解决了这个问题提出了对双缝的导纳研究方法,提出双缝的频率特性优于单缝的重要结论,实验证明了该方法的有效性,为宽带的新型平面波导缝隙阵列天线的研究开创了新途径。     

渐变型波导模方程的计算方法

本文对渐变型波导的模方程,进行严格的推导,得到解析表达式,从而给出了数值求解的方法。用结果可以直接计算出膜层的厚度,有效折射率值,表面折射率及折射率的最大差值。     

异型截面波导模式变换技术

异型截面波导具有特殊的模式传输特性,理论上能够扩展现有的变模技术,推动多频点、宽带宽和紧凑化模式变换器的发展。但由于其结构复杂,难以通过数学方法直接获得准确描述模式耦合过程的解析表达,从而抑制了此类技术的发展。从麦克斯韦方程组出发,重新推导并给出了基于矢量波形函数的弯曲波导耦合波方程组以及耦合系数的表达式,结合数值求解矢量波形函数的方法即可解决异型波导模式变换器的优化问题。为验证该技术途径的有效性,设计了一个工作在X波段的椭圆波导TM₀₁-TE₁₁模式变换器。仿真与数值计算结果一致,表明该模式变换器变模效率高于95%的带宽为10%,最高转换效率高于99%,较经典的圆波导变模器件有着更好的性能表现。     

辛体系下电磁波导的计算分析

为了解决复杂形状横截面的电磁波导问题,根据电磁波导的Hamilton体系,采用有限元半解析横向离散的方法,在辛几何形式下对电磁波导进行求解．该方法可应用于各向异性材料,而且便于处理不同介质间的界面条件．对于各种不同的边界条件都应当保持体系的辛结构．给出了矩形、T隔膜矩形、分层、各向异性等多种波导的具体算例,其数值结果逼近真实解．     

非对称双脊波导的有限差分法分析

从泰勒级数法出发推出直角坐标系下电磁场纵横关系的亥姆霍兹方程的差分公式,实例分析了对称双脊波导的电磁场场域、截止频率,并分析了非对称双脊波导结构的变化对截止频率的影响。计算结果表明,有限差分法是分析脊波导的一种有效方法。     

鹈鹕优化算法在岩体结构面分组中的应用

结构面广泛分布于岩体之中,难以逐一进行分析。现有研究方法存在对初始信息敏感,分组结果可靠性差,以及难以准确对产状相近的结构面进行分组等不足。针对上述问题,提出了一种基于鹈鹕优化算法(POA)的岩体结构面分组方法。首先,利用POA算法全局寻优初始聚类中心,结合模糊C均值算法(FCM)将结构面产状数据进行完全分组。其次,利用蒙特卡罗模拟技术,生成符合Fisher分布的产状数据。最后,基于正交设计,对比传统FCM算法,以识别错误率为指标,研究了新算法在不同结构面数量、结构面组数、聚类中心、离散度情况下分组精度的变化规律。结果表明：聚类中心对分组精度具有显著影响;所提方法能对产状极点边界不清晰的结构面数据进行有效分组,可有效提高分组精度和分组结果的可靠性。以大连某水库边坡结构面数据为基础,对其进行分组处理,验证了新方法的工程实用性。研究结果可以为结构面三维网络计算机模拟和岩体工程稳定性分析提供依据。     

半导体环形激光器的输出耦合及阈值增益分析

通过三维光波导的模式耦合理论分析了环形激光器与直波导的耦合系数,运用耦合系数的解析表达式结合半导体激光器自再现条件分析了环形半导体激光器各参数对阈值增益的影响．这种方法简单明了,计算量小．分析结果表明耦合系数随波导宽度和厚度、波导间距的增大而减小,随环形激光器半径的增大而增大;阈值增益随波导宽度和厚度、波导间距的增大而增大,随环形激光器半径的增大而减小．     

非对称带状线间隙的人工神经网络模型

采用多层感知器神经网络模型模拟非对称带状线中的间隙不连续性.由时域有限差分方法计算得到一系列按全因素试验设计采样的训练数据,利用这些训练数据训练产生多层感知器神经网络模型,训练结束时存储工作空间.并采用未参加训练的FDTD数据验证了人工神经网络的可靠性.     

有介质隔离层的Ti:LiNbO_3波导器件电极分析

对有介质隔离层的 Ti:LiNbO_3电光波导器件进行电极分析,用镜象法导出了LiNbO_3衬底和介质隔离层内电场分布的解析表达式,计算讨论了介质隔离层对器件性能的影响.     

脊波导半导体激光器模式特性研究与设计

利用有效折射率法求解了脊形光波导半导体激光器的模式场分布,采用数值计算得到有效折射率随波导厚度变化关系。通过对这种波导模式的分析,进行了单模脊波导的设计,提出了一种新器件结构。并运用Matlab进行模式模拟,分析结果表明器件有很好的模式特性。