旋流排气管的一维非定常流动计算

动力机械装置中广泛存在着非定常旋流流动现象．本文根据质量、动量、能量和旋流动量矩守恒方程，建立了管内非定常旋流流动的一维计算模型，并应用特征线方法推导出了其数值计算格式，是管内非定常一维流动计算的扩展．应用于一台四缸涡轮增压柴油机旋流排气管的计算，通过与实测压力波的比较，表明计算模型有较好的计算精度．     

非定常可压等熵流非线性方程显式解析解的推导

本文对作者以前凭试凑、灵感、运气与经验得出的一系列非定常可压流动显式解析解,寻找线索,总结出其可能的推导途径,并以非定常可压等熵一维流为例,具体给出了四种新的求解方法。这些方法会对今后寻找工程热物理领域的非线性主控方程的解析解有所帮助。本文同时还给出了两个新的解析解。     

一维非定常完全气体热声流的代数显式解析解

热声学是一门较新的学科,其理论与实验研究尚在蓬勃发展中,已知的代数显式解析解很少.本文对一维非定常完全气体热声流推导出一组非常简明的代数显式解析解.它除了有其理论基础价值外,还可以作为标准解来推动计算热声学的发展.     

一维非自治经典谐振子的精确解析解

一维时间相关的经典谐振子是一个SU(1,1) 非自治经典系统,物理上十分有用,而数学上难于得到其精确解析解. 首次把新颖的代数动力学方法用于经典动力学系统,得到了这个模型的一般精确解;当时间相关的弹性系数为某些初等函数时,给出了精确解的解析形式. 这是关于这一问题的重要结果. 从精确解出发,推导出最近文献中提出的"解析近似解",并指出该近似解的适用条件.     

中子裂变链统计涨落问题的数值计算方法

研究了弱中子源驱动下,裂变系统中子裂变链统计涨落问题的数值计算方法。进行了数值计算建模、数值方法分析、数值计算检验、一类问题概率分布函数的统计涨落特征量的数值计算示范。特例数值检验表明:只要数值解方程组阶数(截断) N足够大,数值解满足归一(守恒) 律、指数增长律,并与精确解析解一致。对于非定常裂变系统中子裂变链统计涨落问题提出了一维等效模型下数值模拟的方法。     

非定常粘性空化流动模型及其数值计算

基于气液两相当地均相介质模型,本文给出了一种模拟非定常粘性空化流动的计算模型。认为空化绕流流场中流动介质是一种当地均匀的气液混相物。控制方程采用了应用两相流模型的N-S方程。基于液相和气相的状态方程推导了混合介质密度的表达式。为了保证数值计算的稳定性,控制方程的数值求解采用了TVD-MacCormack格式。为了评价计算模型的可靠性,分别计算了绕台阶和管道水锤的空化流动,所得结果是合理的,说明该方法可以用于空化流动的数值计算。     

生物导热基本方程的三维非定常代数显式解析解

对目前比较通用的生物导热基本方程Pennes方程,给出了其三维非定常情况下的代数显式解析解。据知,以前很少有发表过这类严格的几何多维解析解。它除了有不可代替的理论价值外,还可以作为标准解来校验日益发达的数值解以及作为基础来研究计算传热学的数值计算方法。另外,文章的特殊求解方法也有发展价值之处。     

水斗非定常自由水膜流三维贴体数值模拟

本研究采用水斗三维非正交贴体坐标系进行了非定常自由水膜流动的数值解析。对不规则水斗内表面采用三维非正交贴体坐标系下离散点进行拟合,推导了曲面离散点的法向矢量和曲面微元面高斯曲率、平均曲率等几何特征量的计算公式,进而导出流体粒子在运动方向上曲率计算式。在水斗三维贴体坐标系中,还推导了流体粒子在水斗曲面上的运动控制方程。最后对某水轮机水斗内表面非定常自由水膜流进行了数值模拟,得到其非定常水膜流态分布。     

双色散模型的辛时域有限差分算法

结合有耗的Drude-Lorentz色散模型,提出了处理双色散模型的辛时域有限差分算法.基于矩阵分裂,辛传播算子和辅助差分方程技术,结合严格而巧妙的公式推导,构建了算法框架,并给出了详细的公式推导过程.为了验证本文算法的有效性和精确性,首先计算了一维空间双色散平板的透射系数,并与解析解对比,结果较好地符合,证明了该算法是有效而精确的.然后计算了三维空间中有实际意义的银分裂环,金属银的介电参数由Drude模型拟合.计算了该结构的透射系数,反射系数和吸收系数,得到了银分裂环的谐振频率和吸收频率,为实际实验结果提供了可供参考的计算结果.     

一维掺杂光子晶体缺陷模的共振理论

为了得到一维掺杂光子晶体的共振理论,建立了一维掺杂光子晶体的谐振腔模型,利用谐振腔的共振条件推导出缺陷模频率满足的解析公式,从理论上解释了产生一维掺杂光子晶体缺陷模的物理机理.利用频率的解析公式对缺陷模的频率随入射角、杂质光学厚度以及杂质折射率的变化规律进行了研究,解释了一维掺杂光子晶体缺陷模的变化规律.与特征矩阵法的计算结果相比,其结果完全吻合,从而证明了共振理论的正确性,弥补了一维光子晶体研究中数值计算方法的不足.     

完全气体一元变截面不定常带激波流动的一套显式解析解

本文绘出了可压缩完全气体一元变截面不定常带撤波流动的一套代数显式解析解。据作者所知此解是不定常带激波流的第一个显式解析解。此解除在理论上有其重要意义外，还可以用来作为检验各种数值解及研究各种数值解法之用，也有重大实用价值。     

关于完全气体无粘可压流动的解析解

本文导出了一套不定常二、三维完全气体无粘可压流动的代数显式解析解，这些解除在理论上有重要意义外，还可以用来作为检验与发展各种数值解法的标准解．另外，文中还将提出和讨论二维可压等熵流的一个很有意思的疑难．     

变热物性非定常导热方程的一些显式解析解

各种变热物性（热传导系数、密度与比热为变数）的非定常导热方程的解析解在理论上是有意义的；而且它们对计算传热学也很有实用价值；可以作为标准解来校核各种数值计算以及用来启发发展各种计算技巧例如差分格式、网格生成等等。但已知的解析解很少。本文对直角座标下沿几何座标变热物性的非定常几何一元及二元的导热方程导出了一些代数显式解析解，其中有些解包含有任意函数，其实是无限多个解；可作为发展导热学理论及计算导热学之用．     

完全气体一元变截面有传热有摩擦流动的一些不定常解析解

本文给出了可压缩完全气体的一系列－元不定常流动解析特解，而且流动中可以包括有变截面、传热与摩擦等各种变化。这些解除在理论上有其重要意义外，还可以用来作为检验各种数值解的标准解之用。     

Algebraically explicit analytical solutions for the unsteady non-Newtonian swirling flow in an annular pipe

This paper presents two algebraically explicit analytical solutions for the incompressible unsteady rotational flow of Oldroyd-B type in an annular pipe. The first solution is derived with the common method of separation of variables. The second one is deduced with the method of separation of variables with addition developed in recent years. The first analytical solution is of clear physical meaning and both of them are fairly simple and valuable for the newly developing computational fluid dynamics. They can be used as the benchmark solutions to verify the applicability of the existing numerical computational methods and to inspire new differencing schemes, grid generation ways, etc. Moreover, a steady solution for the generalized second grade rheologic fluid flow is also presented. The correctness of these solutions can be easily proven by substituting them into the original governing equation.     

机翼跨声速非定常绕流IA型反命题变域变分有限元解

以文[1]提出的二维振荡机翼含激波跨声速非定常绕流I_A型反命题变分原理为基础,构建求解I_A型反命题的有限元解法。构造了三维时空可变节点有限元来捕获自由尾涡面和翼面几何形状,跨声速流中的激波用人工密度法捕获。在远场边界上采用简化的无反射边界条件,新型非定常Kutta条件被用于处理尾缘条件。用该方法,根据翼型跨声速非定常绕流翼面压力分布求解I_A型反命题,得到了NACA64A010翼型的几何形状,计算结果令人满意。     

密实炸药床跨音速两相反应流的数值模拟

本文建立了密实炸药床跨音速两相反应流的二维非定常连续介质数学模型。将SIMPLE型的数值计算方法引入到密实炸药床燃烧转爆轰跨音速流动过程的数值计算中,其中对跨音速流动的处理和可压缩两相流压力校正方程的建立提出了改进方法。以无起爆药雷管作为算例。结果表明,本法较好地克服了跨音速两相流数值解中通常出现的数值振荡现象。     

High-Order Scheme for a Nonlinear Maxwell System Modelling Kerr Effect

This paper is devoted to the derivation of an efficient numerical scheme for the Kerr–Maxwell system. We begin by studying the 1-D Riemann problem. We obtain a result of existence and uniqueness for large data. Then we develop a high-order Roe solver and exhibit solutions in 1-D and 2-D simulations.