TE模式下子域二阶精度FDTD算法

提出了一种子域时域有限差分法(FDTD)的改进算法,针对研究区域介质填充不均匀的情况,在不同介质区域粗细网格合理划分的同时,应用介质交界面处二阶精度FDTD算法,计算交界面上切向电场．从积分形式麦克斯韦方程出发,通过非均匀网格的建立和辅助磁场的引入,实现介质交界面上切向电场的二阶精度．与传统的子域算法相比,改进算法在不增加计算量、计算时间和编程复杂度的前提下有效地提高了计算精度．最后对几种波导结构进行了模拟,结果表明改进算法的计算精度明显高于传统的子域算法和常规的FDTD算法．     

算法改进的自组织神经网络曲面重构

为提高神经网络法三角网格曲面重构的效率,提出自组织神经网络算法与模糊聚类算法相结合的 改进算法．应用改进算法对大规模散乱点云曲面及花瓶实例进行了网络训练及三角网格重建,在初次网络训 练收敛后,加入模糊聚类计算模块,由模糊聚类算法中隶属度计算来确定输入样本是否可用．与自组织神经 网络算法训练特性进行了比较,结果表明：改进后算法避免了以往算法的重复循环,减少了计算量,加快了网 络训练收敛速度和三角网格曲面重构的速度,仿真重构结果表明：改进后的自组织神经网络算法可实现不同 疏密程度的三角网格曲面重建,并可在保持原数据特征的前提下实现数据精简,较通常算法收敛速度快     

用等效介电常数研究多层多导体系统模型

在设计多层多导体系统时，通常采用快速多极子算法、直线法等来计算多层多导体系统的电容电感矩阵，其计算量随着系统介质分界面数量的增加而增加．利用时域有限差分法，推导出单元网格内的等效介电常数公式，给出了用等效介电常数研究多层多导体系统的几种简化模型，以及用HFSS得到的仿真结果．等效介电常数的引入简化了多层多导体系统的模型，从而减少了用快速多极子算法、直线法等来提取多层多导体系统电容电感矩阵时的计算量．     

各向异性介质涂覆曲面导体目标的散射

由于各向异性介质电磁参数为张量形式,使得各向异性介质涂覆导体目标的电磁散射建模和精确计算相当复杂和困难.引入高阶张量阻抗边界条件,可以大大简化建模过程,提高计算效率.论文针对各向异性介质涂覆曲面导体目标,采用基于平面近似的高阶张量阻抗边界条件,将一维二阶张量阻抗边界条件应用于柱面涂覆目标,二维二阶张量阻抗边界条件应用于三维曲面涂覆目标上,建立二者的高阶张量阻抗边界条件解.设计算例仿真,并与精确解/矩量法解比较.通过仿真,研究了各向异性介质涂覆目标电尺寸、涂覆厚度以及目标形状对高阶张量阻抗边界条件解的精度的影响.     

地下目标体散射特性的MPSTD算法模拟

为有效提高时域有限差分法的计算精度和效率，将CPML边界条件在MPSTD算法中实现，并将采用CPML边界条件的MPSTD算法用于模拟探地雷达，分析了大范围有耗媒质中目标体的散射特性．仿真结果表明，MPSTD算法只需平均每波长分成5个网格就可以达到较好的计算精度，可高效准确地模拟电大尺寸空间曲面形状目标体的散射特性．     

VTI介质交错网格FCT有限差分数值模拟

波动方程有限差分数值模拟是研究地震波在地下介质中的波场特征和传播机理的重要手段.对于常规有限差分技术,当采用大网格对计算空间进行差分离散时会出现严重的数值频散问题,降低了计算精度.通量校正(Flux- corrected transport method,FCT)技术能够有效压制粗网格情况下有限差分的数值频散.本文研究了具有垂直对称轴横向各向同性(Vertical Transverse Isotropy,VTI)介质的交错网格FCT有限差分技术.首先从一阶速度一应力弹性波方程出发,在交错网格空间中给出了该方程的高阶有限差分法格式及稳定性条件,在此基础上研究了波动方程正演过程中的数值频散FCT压制技术,二者结合实现了该方程的高精度有限差分数值模拟.同常规算法相比,本文算法不额外增加内存需求,少量增加计算量,但可有效压制VTI介质中弹性波动方程正演的数值频散现象.当采用大网格进行数值模拟时,本文方法明显提高了波场模拟精度.     

一种参数化曲面网格生成方法

针对在计算机辅助设计(CAD)及流场数值计算中,经常遇到绘制曲面及曲面网格的问题,探讨了一种生成参数化曲面网格的新方法.介绍的参数化曲面网格生成方法是依据代数变换和椭圆变换得来的.通常所用的二维和三维域椭圆变换是基于在Laplace方程,而本文生成的参数化曲面网格,则基于Laplace beltrami方程.由代数变换和椭圆变换构成的复合变换服从Possion方程的椭圆系统,其控制函数由代数变换确定,且遵守Neumann边界条件,这就保证了网格边界上的正交化.该方法生成的网格最终由曲面本身的形状及边界上的网格点分布确定,减少了计算量,尤其对大型复杂型面可有效提高网格生成速度.     

空气重介质流化床的双流体模型及其数值验证

为了研究空气重介质流化床的分选机理，用双流体方法建立了描述空气重介质流化床的模型方程组，给出了模型中各项的物理意义，确定了模型参数，使用控制容积有限差分方法将模型方程离散化，求解方程采用迭代方法，并计算了空气重介质流化床的密度分布，其结果与实验吻合，验证了模型的正确性。     

关于散乱数据的五次C^1插值

给出了由二十一参数五次Ｃ１多项式插值曲面向三角Ｂ－Ｂ曲面直接转换的关系式．利用这种关系，综合两种插值曲面方法之优点，完成了２Ｄ三角网格上五次Ｃ１三角Ｂ－Ｂ插值曲面，避免了求解约束方程组，减少了计算量，提高了计算精度．为散乱数据的处理提供了简便实用的方法．     

线性对流扩散方程混合有限分析多重网格法

建立了二维线性对流扩散方程的混合有限分析多重网格法，计算结果与精确解吻合，为计算高维复杂流场建立了一个重要基础．同时通过计算证实了多重网格方法具有与网格参数无关的收敛性．     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.