小尺度封闭空间声场的无网格数值算法

无网格法是一种新兴的数值计算方法,具有不需要网格支持的特点。本文将该方法引入室内声学建模,推导了无网格声场数值计算模型,并将其应用于典型小尺度封闭空间内部声场的数值分析。针对声传递函数,将本方法与理论解和SYSNOISE计算结果进行了比较,并将计算的混响时间与实验测量结果作了对比,表明本方法具有良好的精度。     

室内声场无网格数值算法性能影响因素分析

基于室内无网格数值算法的理论和实验研究,本文进一步利用控制变量法,结合计算效率对影响计算精度的因素进行了全面分析,包括节点、高斯点的分布方式及其密度,以及构造无网格形函数过程中的基函数类型、权函数类型,并通过对一类基准问题的大量数据实验获得了适用于小尺度封闭空间的最佳支持域半径范围。基于有关结论对一个实际机舱进行了建模分析,将声压级计算值与测量值对比,验证了这些结论的正确性。     

周期结构声散射系数的无网格数值计算方法

将无网格思想引入周期结构声散射系数的数值计算,提出两种无网格数值计算模型:边界无网格模型(Boundary Meshless Model,BMM)及无网格平面波分解模型(Meshless Plane Wave Decomposition Model,MPDM),两种模型均可对任意形状周期结构的声散射系数进行计算,其中BMM适用于尺寸有限大的周期结构,而MPDM适用于尺寸无限大的周期结构.详细介绍两种无网格数值计算模型的推导过程,利用两种模型对正弦型周期结构的散射系数进行计算,并与测量实验结果进行对比分析,结果显示两种模型都具有良好的准确性,但BMM相比于MPDM误差更小.最后对两种模型的特点和适用性进行分析.     

无网格粒子法壁面边界特性研究

针对无网格粒子法下的离散壁面边界,通过基于粒子数密度的机理分析,证明了离散数值边界与真实边界之间存在差异。分别在二维和三维尺度下,通过计算并分析典型情况下近壁面零散流体粒子的运动轨迹,验证了该差异的存在并展示了壁面对流动产生影响的方式和相关现象。结果表明,数值壁面边界未能完全准确描述真实物理边界,壁面对流体的影响区域并非完全非光滑平顺,这对近壁面流动尤其是低速零散流体粒子会产生一定影响。     

再生核粒子法在辐射传输无网格计算中的应用

基于光滑粒子动力学(SPH)方法发展起来的再生核粒子法(RKPM)是一种拉格朗日型无网格方法。该方法在处理复杂形体内流动、导热、相变、应力应变等多物理场耦合问题时获得了较广泛的应用,但在辐射传输中的适用性尚无研究。而高温半透明材料的相变过程,除以上多物理过程外还需要考虑辐射传输过程的影响。本文基于建立高温半透明颗粒相变过程光热力耦合过程统一的无网格模拟方法的目的,重点研究了RKPM模拟辐射传输的可行性问题。文中首先建立了辐射强度的RKPM拟合公式,然后建立了辐射传输方程的直接配点离散格式。计算了一维参与性灰介质的无量纲热流和无因次温度分布。通过和文献值对比,初步验证了RKPM能够模拟辐射传输方程,且具有较好的计算精度。     

小尺度阻尼边界封闭空间声传递函数的有限元素法计算

如何求解阻尼边界封闭空间中声源点到接收点的低频声传递函数已成为目前小尺度封闭空间可听化技术研究的关键技术，能处理任意形状及复杂边界条件的有限元素法可作为求解该问题的适合方法，以室内声声有源Helmholtz方程及其相应边界方程为基础，本文推导出了用于小尺度阻尼边界封闭空间声传递函数的有限元素求解方法，并编制了相应的计算机程序，在算例中，首先通过与模态叠加法计算结果进行比较，验证了该方法的正确性。最后计算了某型车体内腔中任意两点间声传递函数。     

无网格方法中的背景积分方案及单颗粒下降过程的数值模拟

在用无网格方法对有边界移动的气固两相流动进行数值模拟时发现,如果采用背景积分网格对求解域进行积分,将会产生压力场的数值振荡,使计算结果失真.详细分析了产生这种数值振荡的原因,提出了解决方案,并计算了一个颗粒在管道内的下降过程.计算结果表明,提出的解决方案能有效地降低压力场的数值振荡,从而使无网格方法能应用于气固两相流动的直接数值模拟.     

基于积分直方图的粒子滤波跟踪算法

在目标模型的建立过程中,将积分直方图引入到粒子滤波跟踪框架中,提出了一种快速的颜色直方图计算方法,极大地提高了粒子滤波跟踪算法的实时性。为了进一步提高算法的鲁棒性,引入了一种基于邻域颜色特征的匹配搜索机制,当跟踪精度下降时,能够对跟踪结果进行优化,减小跟踪误差。实验结果表明了该算法的有效性。     

无网格等离子体静电模粒子模拟方法

介绍了一种无网格粒子模拟方法:三维快速多极展开方法(3DFMM),对其进行改进以提高精度.在低维粒子模拟中,采用具有低维运动的球粒子模型.模拟了尘埃粒子在背景等离子体中产生的势场,以及等离子体中电子相对于离子运动所引起的不稳定性,并得到合理的物理图象.     

基于积分直方图的快速粒子滤波跟踪算法

基于直方图的粒子滤波已成功地用于解决计算机视觉中的目标跟踪问题,但是,在观测似然计算上的低效限制了它们的实时应用。针对该问题,提出了一种快速的粒子跟踪方法。其建立在积分直方图技术的基础上,使得每个候选样本的观测似然能够由少量的查找表运算有效地计算出来。该方法使用了大量的粒子以确保鲁棒性,同时确保具备实时跟踪的能力。实验结果表明该方法在计算效率上优于通常的粒子滤波跟踪方法。     

Design and simulations for the detector based on DSSSD

The present paper describes the design and simulation results of a position-sensitive charged particle detector based on the Double Sided Silicon Strip Detector （DSSSD）. Also, the characteristics of the DSSSD and its testing result were are discussed. With the application of the DSSSD, the position-sensitive charged particle detector can not only give particle flux and energy spectra information and identify different types of charged particles, but also measure the location and angle of incident particles. As the detector can make multi-parameter measurements of charged particles, it is widely used in space detection and exploration missions, such as charged particle detection related to earthquakes, space environment monitoring and solar activity inspection.     

Design and simulations for the detector based on DSSSD

The present paper describes the design and simulation results of a position-sensitive charged particle detector based on the Double Sided Silicon Strip Detector (DSSSD). Also, the characteristics of the DSSSD and its testing result were are discussed. With the application of the DSSSD, the position-sensitive charged particle detector can not only give particle flux and energy spectra information and identify different types of charged particles, but also measure the location and angle of incident particles. As the detector can make multi-parameter measurements of charged particles, it is widely used in space detection and exploration missions, such as charged particle detection related to earthquakes, space environment monitoring and solar activity inspection.     

A meshless method based on moving Kriging interpolation for a two-dimensional time-fractional diffusion equation

Fractional diffusion equations have been the focus of modeling problems in hydrology, biology, viscoelasticity, physics, engineering, and other areas of applications. In this paper, a meshfree method based on the moving Kriging inter- polation is developed for a two-dimensional time-fractional diffusion equation. The shape function and its derivatives are obtained by the moving Kriging interpolation technique. For possessing the Kronecker delta property, this technique is very efficient in imposing the essential boundary conditions. The governing time-fractional diffusion equations are transformed into a standard weak formulation by the Galerkin method. It is then discretized into a meshfree system of time-dependent equations, which are solved by the standard central difference method. Numerical examples illustrating the applicability and effectiveness of the proposed method are presented and discussed in detail.     

狭长封闭声场的近似圆锥束跟踪法模拟研究

狭长空间声传播特性研究对于地铁，长廊等场所的音质设计是非常有意义的，本文提出了模拟狭长封闭声场的近似圆锥束跟踪法，利用它研究了矩形和非矩形狭长声场的空间分布特性。仿真结果表明，对于狭长声场，经典扩散场理论并不适用，而利用本文的数值模拟方法能正确地分析这类声场的特性。     

A meshless method for the compound KdV-Burgers equation

The element-free Galerkin (EFG) method for numerically solving the compound Korteweg-de Vries-Burgers (KdVB) equation is discussed in this paper.The Galerkin weak form is used to obtain the discrete equation and the essential boundary conditions are enforced by the penalty method.The effectiveness of the EFG method of solving the compound Korteweg-de Vries-Burgers (KdVB) equation is illustrated by three numerical examples.     

基于局部加密纯无网格法非线性Cahn-Hilliard方程的模拟

为数值求解描述不同物质间相位分离现象的高阶非线性Cahn-Hilliard(C-H)方程,发展了一种基于局部加密纯无网格有限点集法(local refinement finite pointset method,LR-FPM).其构造过程为:1)将C-H方程中四阶导数降阶为两个二阶导数,连续应用基于Taylor展开和加权最小二乘法的FPM离散空间导数;2)对区域进行局部加密和采用五次样条核函数以提高数值精度;3)局部线性方程组求解中准确施加含高阶导数Neumann边值条件.随后,运用LR-FPM求解有解析解的一维/二维C-H方程,分析粒子均匀分布/非均匀分布以及局部粒子加密情况的误差和收敛阶,展示了LR-FPM较网格类算法在非均匀布点情况下的优点.最后,采用LR-FPM对无解析解的一维/二维C-H方程进行了数值预测,并与有限差分结果相比较.数值结果表明,LR-FPM方法具有较高的数值精度和收敛阶,比有限差分法更易数值实现,能够准确展现不同类型材料间相位分离非线性扩散现象随时间的演化过程.     

A meshless method for the nonlinear generalized regularized long wave equation

This paper presents a meshless method for the nonlinear generalized regularized long wave(GRLW) equation based on the moving least-squares approximation.The nonlinear discrete scheme of the GRLW equation is obtained and is solved using the iteration method.A theorem on the convergence of the iterative process is presented and proved using theorems of the infinity norm.Compared with numerical methods based on mesh,the meshless method for the GRLW equation only requires the scattered nodes instead of meshing the domain of the problem.Some examples,such as the propagation of single soliton and the interaction of two solitary waves,are given to show the effectiveness of the meshless method.     

基于传输线等效法的双腔体屏蔽系数快速算法

传输线等效法（TLM）是一种常用的开孔腔屏蔽系数快速计算方法,在孔缝耦合系数的计算中考虑了孔缝处的场模式,提高了TLM算法在高频段计算屏蔽系数（SE）的准确性。继而将TLM算法推广到开孔双金属腔屏蔽系数的计算,通过将外腔体中任意位置的电压等效为内孔缝处的辐射电压源,计算得到内腔体中任意位置上的屏蔽系数,解决了已有文献中方法的不足。该算法计算结果与CST仿真结果吻合较好。