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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
赵晓辉  蔡理  张鹏 《计算物理》2012,29(4):575-579
基于弹道输运的碳纳米管场效应管半经典模型求解自洽电势通常采用牛顿-拉夫逊迭代法,每次迭代都需要对态密度方程积分计算,运算量巨大.我们用支持向量回归机近似表达自洽电势与载流子密度之间的关系,不需要反复迭代积分,并用梯度下降法求解自洽电势.仿真结果表明,与牛顿-拉夫逊迭代法比较,该方法精度较高,有效降低了运算量,为今后大规模集成电路中碳纳米管器件的设计和应用奠定理论基础.  相似文献   

2.
蜂群算法在光伏电池双二极管五参数模型中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
简献忠  魏凯  郭强 《光子学报》2015,44(1):125001-0125001
为解决光伏电池双二极管五参数模型中参数辨识准确度低的问题,提出了一种人工蜂群算法.该方法采用曲线拟合来求取参数,用求出的电流计算值来比较标准化的均方根误差百分比.采用变量替换法,使双二极管模型方程中指数因子只含一个变量,通过编程求解电流的计算值.运用蜂群算法和牛顿-拉夫逊法求得标准化的均方根误差百分比为0.011 7%和6.35%.实验及分析表明蜂群算法的优化准确度明显优于牛顿-拉夫逊解析法、遗传算法、模式搜索算法和模拟退火算法,为光伏电池参数辨识提供了一种新的思路.  相似文献   

3.
研究一种可以高效求解半空间金属目标电磁散射积分方程方法,电场积分方程适用于任意结构电磁问题分析,但是生成的矩阵条件数大,迭代求解收敛性差;而磁场积分方程生成的矩阵条件数小,迭代收敛性好,但是仅能分析闭合结构问题,本文采用了混合场积分方程方法,同时具备电场积分方程的普适性与磁场积分方程的收敛性.由于混合场积分方程中涉及格林函数的梯度项,为了进一步加快计算效率,本文引入了一种针对半空间格林函数的高效四维空间插值方法,对组成半空间格林函数的索末菲积分进行列表和Lagrange插值,以实现高效的迭代求解,效率在传统混合场积分方程的基础上提高12.6倍.数值结果表明,该方法在保证精度的同时,可以显著降低求解问题的时间.  相似文献   

4.
将亚迭代技术引入流体动力学和刚体动力学方程的耦合求解,获得细长三角翼极限环运动的规律.探讨耦合时间精度对飞行器非定常运动特性的影响,细长三角冀的大迎角自由滚运动最终形成极限环振荡的周期性自维持运动,不同攻角自由滚振幅阶跃式的变化特点较好地吻合了自由滚试验的规律.对于多系统耦合问题,亚迭代耦合求解(耦合时间精度为二阶)对物理时间步长的依赖性不明显;而存在一阶时间滞后的解耦推进方法的数值结果强烈地依赖于物理时间步长选取,稍大的时间步长将导致非物理的数值结果.  相似文献   

5.
刘钒  舒昌  刘刚 《气体物理》2020,5(3):59-68
在空气动力学、水动力学和生物流体力学领域中,大变形柔性结构的流固耦合现象是一个重要的非线性力学问题.对该系统的数值模拟是分析这一问题的有效手段.将近年提出的一种Descartes流场求解器,即浸润边界-格子Boltzmann通量求解器(immersed boundary-lattice Boltzmann flux solver,IB-LBFS)作为流场求解方法,并引入绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)作为大变形结构分析手段,构建了流固耦合求解器以模拟三维流场中的大变形柔性体运动.使用三维来流中的旗帜摆动算例对该流固耦合求解器进行了验证计算.基于该流固耦合求解器对三维不可压流场中的矩形降落伞和十字形降落伞的展开过程进行了非定常流固耦合数值模拟.  相似文献   

6.
陈勇  郭隆德  彭强  陈志强  刘卫红 《物理学报》2015,64(13):134701-134701
本文开展低速湍流的预处理技术研究. 该预处理技术采用守恒型变量及主控方程与湍流方程相耦合的隐式求解方法, 并为确保迭代求解稳定性, 发展了合理的参考马赫数定义、双时间步无矩阵方法迭代求解形式以及湍流源项隐式处理方法等, 从而真正实现全速湍流软件平台统一形式. 在喷管、翼型和方柱等低速湍流数值模拟中, 本文方法正确刻画了流场结构特征, 计算与理论、实验等相关结果符合较好, 具有很强的迭代收敛性和结果精度.  相似文献   

7.
成杰  张林波 《计算物理》2012,29(3):439-448
在基于漂移-扩散模型的三维半导体器件数值模拟中,通过有限体积法进行数值离散,采用完全耦合的牛顿迭代求解非线性代数方程组,并使用基于代数多重网格预条件子的GMRES方法求解牛顿迭代中的线性方程组,构造一种稳健且高度可扩展的非结构四面体网格上求解半导体方程的并行算法.基于PHG平台实现该算法的并行计算程序,并对PN结和MOS场效应晶体管等问题进行了最大网格规模达到5亿单元、最大并行规模达到1 024进程的大规模数值模拟实验,结果表明,该算法计算效率高,可扩展性好.  相似文献   

8.
时域自适应精细算法求解对流热传导问题   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵潇  杨海天  高强 《计算物理》2006,23(4):451-456
应用时域自适应精细算法求解对流传热问题.通过展开技术,可更准确地描述变量随时间的变化,同时将时空耦合的初边值问题转化为一系列的空间边值问题,并采用有限元方法递推求解.自适应技术可弥补时间步长不同时可能造成的计算精度损失.并进行了数值检验.  相似文献   

9.
部分浸没圆柱壳声固耦合计算的半解析法研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
郭文杰  李天匀  朱翔  屈凯旸 《物理学报》2018,67(8):84302-084302
部分浸没圆柱壳-流场耦合系统的声振分析是一种典型的半空间域内声固耦合问题,其振动及声学计算目前主要依赖于数值方法求解,但无论从检验数值法还是从机理上揭示其声固耦合特性,解析或半解析方法的发展都是不可或缺的.本文提出了一种半解析方法,先将声场坐标系建立在自由液面上,采用正弦三角级数来满足自由液面上的声压释放边界条件;接着基于二维Flügge薄壳理论建立了以圆柱圆心为坐标原点的壳-液耦合系统的控制方程;然后再利用Galerkin法处理声固耦合界面的速度连续条件,推导得到声压幅值与壳体位移幅值之间的关系矩阵并求解该耦合系统的振动和水下声辐射.与有限元软件Comsol进行了耦合系统自由、受迫振动和水下辐射噪声计算结的对比分析,表明本文方法准确可靠.本文的研究为解析求解弹性结构与声场部分耦合的声振问题提供了新的思路.  相似文献   

10.
本文针对非稳态问题对IDEAL算法与PISO算法的计算效率展开对比研究,并以顶盖驱动流为数值算例,考察了雷诺数、时间步长和网格数的影响。数值计算结果表明:IDEAL算法与PISO算法各有优缺点,求解强非线性非稳态压力-速度耦合问题且精度要求较高时建议采用IDEAL算法。  相似文献   

11.
The paper presents an adjoint-based approach for determining global error in the time domain that is relevant to functional outputs from unsteady flow simulations. The algorithm is derived for the unsteady Euler equations that are discretized for second-order accuracy in both space and time and takes into account the effect of dynamic meshes. In addition to error due to temporal resolution, the formulation also takes into account algebraic error arising from partial convergence of the governing equations at each implicit time-step. The resulting error distributions are then used to drive adaptation of the temporal resolution and the convergence tolerances for the governing equations at each time-step. The method is demonstrated in the context of both time-integrated and instantaneous functionals and the results are compared against traditional adaptation methods.  相似文献   

12.
An incompressible multi-phase SPH method is proposed. In this method, a fractional time-step method is introduced to enforce both the zero-density-variation condition and the velocity-divergence-free condition at each full time-step. To obtain sharp density and viscosity discontinuities in an incompressible multi-phase flow a new multi-phase projection formulation, in which the discretized gradient and divergence operators do not require a differentiable density or viscosity field is proposed. Numerical examples for Taylor–Green flow, capillary waves, drop deformation in shear flows and for Rayleigh–Taylor instability are presented and compared to theoretical solutions or references from literature. The results suggest good accuracy and convergence properties of the proposed method.  相似文献   

13.
含双时间步法的化学非平衡流解耦算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
发展基于隐式双时间步法的化学非平衡流解耦型计算方法.采用算子分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组通过双时间步方法求解;源项方程组采用二阶梯形公式迭代求解;提出"源项消去"法,以消除化学反应源项对流动求解引入的误差,从而保证流动方程组求解的时间精度.理论分析和计算结果表明,方法既可以保证双时间步法的求解效率,又可以获得比较精确的非定常计算结果.  相似文献   

14.
本文给出了一个模拟叶栅内准三维定常和非定常粘性流动的数值方法。对于定常流动,采用TVD Lax-Wendroff格式和代数湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程,使用当地时间步长和多网格技术使计算加速收敛到定常状态;对于非定常流动,使用双时间步长和全隐式离散,采用与求解定常流动相似的多网格方法求解隐式离散方程。文中给出了VKI透平叶栅内的定常流结果和1.5级透平叶栅内的非定常数值结果。  相似文献   

15.
Being implicit in time, the space-time discontinuous Galerkin discretization of the compressible Navier–Stokes equations requires the solution of a non-linear system of algebraic equations at each time-step. The overall performance, therefore, highly depends on the efficiency of the solver. In this article, we solve the system of algebraic equations with a h-multigrid method using explicit Runge–Kutta relaxation. Two-level Fourier analysis of this method for the scalar advection–diffusion equation shows convergence factors between 0.5 and 0.75. This motivates its application to the 3D compressible Navier–Stokes equations where numerical experiments show that the computational effort is significantly reduced, up to a factor 10 w.r.t. single-grid iterations.  相似文献   

16.
A Monte Carlo method for simulating Compton scattering in high energy density applications has been presented that models the photon–electron collision kinematics exactly [E. Canfield, W.M. Howard, E.P. Liang, Inverse Comptonization by one-dimensional relativistic electrons, Astrophys. J. 323 (1987) 565]. However, implementing this technique typically requires an explicit evaluation of the material temperature, which can lead to unstable and oscillatory solutions. In this paper, we perform a stability analysis of this Monte Carlo method and develop two time-step limits that avoid undesirable behavior. The first time-step limit prevents instabilities, while the second, more restrictive time-step limit avoids both instabilities and nonphysical oscillations. With a set of numerical examples, we demonstrate the efficacy of these time-step limits.  相似文献   

17.
Being implicit in time, the space-time discontinuous Galerkin discretization of the compressible Navier–Stokes equations requires the solution of a non-linear system of algebraic equations at each time-step. The overall performance, therefore, highly depends on the efficiency of the solver. In this article, we solve the system of algebraic equations with a h-multigrid method using explicit Runge–Kutta relaxation. Two-level Fourier analysis of this method for the scalar advection–diffusion equation shows convergence factors between 0.5 and 0.75. This motivates its application to the 3D compressible Navier–Stokes equations where numerical experiments show that the computational effort is significantly reduced, up to a factor 10 w.r.t. single-grid iterations.  相似文献   

18.
利用黎曼精确解和行波法相结合,在一维浅水方程中实现大时间步长(Large Time Step,LTS)格式,并采用多波近似解决稀疏波断裂的问题,采用随机选取法(Random Choice Method,RCM)解决非线性方程使用LTS格式出现的震荡问题.一系列数值试验发现,通过多波近似和随机选取法对大时间步长格式的改进,提高了计算效率,减小了震荡,取得了很好的计算效果.  相似文献   

19.
A fast full second order time-step algorithm for some recently proposed nonlinear, nonlocal active models for the inner ear is analyzed here. In particular, we emphasize the properties of discretized systems and the convergence of a hybrid direct-iterative solver for its approximate solution in view of the parameters of the continuous model. We found that the proposed solver is faster than standard sparse direct solvers for all the considered discrete models.Numerical tests confirm that the proposed techniques are crucial in order to get fast and reliable simulations.  相似文献   

20.
介绍了非线性传输线的工作原理和色散特性,给出了用于模拟交叉耦合磁饱和非线性传输线的计算方法。算法基于传输线各节点的时域差分方程组进行步进迭代,其中利用J-A模型描述传输线中NiZn铁氧体磁芯的非线性磁化行为,并模拟了非线性传输线的工作方式。实验获得了中心频率165MHz的宽带脉冲输出,初步验证了用于产生宽带电磁脉冲的非线性传输线关键技术。  相似文献   

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