一种具有较小数值耗散的对称TVD格式

为了减小TVD格式的数值粘性,提高TVD格式的分辨度,提出了一种具有较小数值耗散的Harten型TVD格式.数值模拟结果表明,这种Harten型TVD格式比原来的Harten格式^[1]及其改进形式Harten-Yee^[2]的TVD格式能更好地模拟出边界层及涡流.     

完全守恒型差分格式对大型变截面激波管中流场的数值模拟

本文研究了А.А.Самарский提出的拉格朗日坐标下气体力学方程组的完全守恒型差分格式^[2],并给出了一种改进形式。对激波管问题所做的数值计算表明改进的格式具有激波过渡区窄,过跳与低亏小的优点,而且所需的计算时间远低于文[2]中的格式。     

统一的对流扩散型可压缩流体力学方程与解法

流体力学的动量方程、能量方程、湍动能方程和耗散方程都具有对流扩散方程的形式,但连续方程却不是对流扩散型的。对于可压缩问题,本文通过合理的数学推导,不作任何近似、假定与简化,得到一个全新的连续方程形式．该连续方程以压力为未知变量,并具有对流扩散型形式,使得所有的流体动力学方程组都具有完全统一的方程形式,给出了这种三维对流扩散方程组的有限精确差分计算格式。对流体力学的进一步发展具有一定意义．     

常微分方程边值问题的局部精确数值方法

基于微分方程系数结构特征和解函数的特殊性质,提出了求解常微分方程边值问题的局部精确数值方法,构造出了三种新的差分格式,即指数型差分格式、振荡型差分格式、指数-振荡型差分格式。这些格式能很好地描述微分方程具有大梯度、窄剪切层、剧烈振荡等特殊性质的解。对一些被公认为困难的数值问题,如奇扰动微分方程、刚性微分方程、具有剧烈振荡解的微分方程、具有转向点的微分方程等,应用该方法可得到理想的数值结果。理论与数值实验都表明,这种新方法具有十分明显的优点,能解决一些用现有方法无法圆满计算的数值问题。     

CTVD格式数值计算非均质炸药爆轰问题

将高分辨率激波捕捉格式CTVD格式拓展应用到非均质炸药爆轰的数值模拟问题.增加了化学反应率控制方程,引入Lee-Tarver点火成长模型,未反应的固体炸药和化学反应气体产物都使用JWL形式状态方程.数值模拟了非均质固体炸药PBX-9404和TATB的冲击起爆问题.获得了较高的爆轰波分辨率和光滑解区的数值精度,对具有复杂物态方程形式的固体炸药爆轰问题,CTVD格式具有简单实用、高效和高分辨的特点.     

基于二阶格式的有限体积保正格式

从二阶线性格式出发，通过对法向通量进行重构，得到非线性两点通量，获得四面体网格上的单元中心型有限体积保正格式.该格式适用于求解间断和各向异性扩散系数问题.无需假设辅助未知量非负，避免了辅助未知量计算出负时"遇负置零"的人为处理方式；并且证明该格式在每个非线性Picard迭代步具有强保正性，即当源项和边界条件非负时，线性化格式的非平凡解是严格大于零的.数值算例验证该格式具有二阶收敛性且是保正的.     

对流扩散方程的指数型摄动差分法

改进了作者所提出的对流扩散方程四阶指数型摄动差分格式,并阐明其在高Reynolds数适应性和节省计算量方面的显著优点。指数型摄动差分法经改进后具有较为简便的形式,克服了其他紧致高阶格式不能使用于高Reynolds数问题的致命弱点。文中针对计算流体力学的基本困难,作一至三维流动模型方程和自然对流传热问题的精细计算,且以双精制算法检验格式的四阶精度,表明摄动差分法能在较粗的网格下给出相当准确的结果,十分显著地节省计算机时,并对"激波"和"边界层"等高Reynolds数效应有极高的分辨能力。     

应用于知通量分裂格式的一类限制器函数

在对绕大纯头体三维有粘跨音速流场进行计算中，ｖａｎＬｅｅｒ知通量分裂格式加通常的顺函数，比如ｖａｎ Ａｌｂａｄａ，ｖａｎＬｅｅｒ和ｍｉｎｍｏｄ型的函数总是引起数值解的“漂移”现象。针对此问题设计了一类新限制器函数，从而数值解稳定收敛到定态解。证明了此类函数可保证格式的ＴＶＤ性质，而且除了在解的极值点附近格式具有二阶精度。     

二阶STC格式及其对跨音速湍流流动的数值模拟

ＳＴＣ格式是一种求解积分形式物理守恒律的计算方法,具有守恒性好,精度高的特点。目前求解Ｅｕｌｅｒ方程的ＳＴＣ格式已经建立起来,但求解Ｎ－Ｓ方程的ＳＴＣ格式尚在发展之中。为了使ＳＴＣ格式能够有效地求解粘性流动的问题,本文构造出了求解曲线坐标系下的二维Ｎ－Ｓ方程的二阶ＳＴＣ格式。用该格式对跨音速湍流流动问题进行了计算。     

Vlasov-Poisson方程半拉格朗日守恒算法

利用三阶迎风插值多项式结合限制子方法，构造Vlasov-Poisson方程的半拉格朗日守恒型格式，可保持Vlasov-Poisson方程解的正性.计算朗道阻尼，双束不稳定性等典型问题，并与样条插值方法、UGKS方法进行比较，模拟结果表明半拉格朗日守恒性格式在Vlasov-Poisson方程求解中具有较高分辨率.     

二维扩散方程的局部二阶线性保极值节点计算方法及应用

对一般四边形网格设计一种优化的节点控制体, 并构造了一种扩散方程的保极值二阶收敛的局部线性节点计算格式(优化控制体节点格式, VOC格式)。在网格不出现异常节点的情况下, 证明VOC格式是保极值、线性精确和二阶收敛的。而且在均匀的矩形网格上, 修正的逆距离加权格式与VOC格式等价, 从而对间断系数问题也是局部二阶收敛的。VOC格式可以用于单元中心型线性扩散格式和保正格式的节点值计算。数值算例表明对扭曲网格上的间断系数问题, VOC格式是二阶收敛的。采用VOC格式计算节点值的线性九点格式具有线性精确性和二阶收敛性, 采用VOC格式的保正格式也具有二阶收敛性。     

二维抛物型问题的Strang型交替分段区域分裂格式

给出求解二维抛物型方程的Strang型的交替分段区域分裂格式。交替分段思想可以将区域分为一些不重叠的子区域，Strang型算子分裂技巧通过将高维问题的求解分解为几个低维问题的求解来降低其求解的复杂度。方法是无条件稳定的，理论分析了截断误差。数值算例说明格式的有效性及时空的二阶精度.     

基于对偶混合变分原理的Signorini问题的数值模拟

基于Signorini问题的对偶混合变分形式,提出了一种非协调有限元逼近格式,证明了离散的B-B条件,获得了Raviart-Thomas(k=0)有限元逼近的误差界O(h^3/4),并且Uzawa型算法对协调与非协调有限元逼近格式进行了数值求解.根据数值结果的分析和比较,表明应用非协调有限元逼近格式求解更有效.     

三维拉氏理想磁流体数值模拟方法

在Z箍缩驱动ICF过程中，磁场流体耦合作用是其整个物理过程中非常重要的部分.针对Z箍缩过程中多介质、大变形的特点，发展了三维相容拉氏理想磁流体交错型以及单元中心型格式，两种格式均具有一阶时间与空间精度.通过数值算例，验证其精度和强壮性，并比较分析两种格式的特点.     

MUSCL格式TV性质的非线性分析

分析求解非线性双曲型守恒律的MUSCL类格式的TV性质。首先从该类格式的一般形式出发,提出和证明了该类格式实现TVD的需求。所提TVD需求直接表示为对变量变差符号和量值限制,体现了双曲型方程解的依赖域原理,为分析MUSCL格式的TV性质提供了理论工具。同时提出了基于TVD需求再构数值解分布,以降低数值耗散从而提高接触面及膨胀波头/波尾分辨率的基本思路。     

Burgers方程的一个分组显式格式

本文以求解Ｂｕｒｇｅｒｓ方程的守恒型Ｓａｍａｒｓｋｉｉ格式为基础，构造了一组新的分组显式格式。讨论了方法的线性化稳定性。数值结果表明，对于大Ｒｅｙｎｏｌｄ数问题本方法明显优于Ｅｖａｎｓ的分组显式方法。     

二维交错网格的GAUSS型格式

利用Gauss型求积公式在交错网格的情况下构造了一类不需解Riemann问题的求解二维双曲守恒律的二阶显式Gauss型差分格式,该格式在CFL条件限制下为MmB格式.并将格式推广到二维方程组,进行了数值试验.     

多介质流体力学计算的一种二维非守恒型差分格式

在一维流体力学非守恒型差分格式工作的基础上构造了二维多介质非守恒型差分格式，考查陛的对称性，初步试算了一些模型。     

一维Gross-Pitaevskii方程的高阶紧致分裂步多辛格式

首先把一维Gross-Pitaevskli方程改写成多辛Hamiltonian系统的形式,把形式通过分裂变成2个子哈密尔顿系统.然后,对这些子系统用辛或者多辛算法进行离散.通过对子系统数值算法的不同组合方式,得到不同精度的具有多辛算法特征数值格式.这些格式不仅具有多辛格式、分裂步方法和高阶紧致格式的特征,而且是质量守恒的.数值实验验证了新格式的数值行为.     

多介质流体力学计算的守恒型高分辨率格式

应用Lagrange坐标系下的守恒型格式计算多介质流体力学问题,在物质交界面附近采用一阶格式的数值通量,而在其余部分采用高分辨率格式的数值通量,不仅保持了高分辨率的良好性质,而且消除了一般的守恒型格式在界面附近所产生的震荡.