噪声过程的计算机模拟

本文介绍一种在通用数字计算机上产生同时具有规定的振幅概率分布和功率谱的伪随机序列的方法,即FFT-CT方法。先用FFT方法得到有完全合乎要求的谱特性的伪随机序列作为参考序列,然后用相关传递法(CT法)使具有给定振幅分布的基础序列具有与参考序列相同的谱特性。本文分析了FFT-CT方法的性能与序列样点数的关系,还给出了几个模拟有一定振幅分布和谱特性的噪声过程的实例。     

连续噪声过程的模拟

本文介绍一种产生同时具有给定功率谱形状和幅度概率分布随机序列的方法，由于采用时间滑动的卷积算法，使得可以连续产生模拟的噪声信号，且噪声过程任意时刻起的一段样本均具有设定的特征。文中还给出了产生连续模拟噪声过程的实例。     

能量传递过程的计算机模拟

通过对供体(D)—受体(A)间传递速率静态分布的模拟,得到了静态能量传递情况下D的发光衰减曲线,与Inokuti-Hirayama模型结果一致.模拟并讨论了D—D传递与D—A传递相关和非相关情况下D—D传递对D发光衰减的影响. 关键词：     

成像过程的计算机模拟

按照阿贝二次成像理论,物体成像经历了两个过程：（１）物面上光场复振幅的空间分布,变换成光学系统后焦面上的频率分布;（２）后焦面上的频率分布还原成像面上的光场复振幅空间分布。本文介绍了如何用计算模拟这两个过程,设计的空间滤波器可以随意改变频谱分布,并可观察到像面上对应的变化。     

浮法玻璃摊平过程温度场的模拟

在分析浮法玻璃生产工艺的基础上,建立了玻璃液摊平过程的数学模型.玻璃液与保护气体、锡液之间均存在自由表面,实现界面追踪、重构计算量大,且边界条件给定困难.针对以上问题,兼顾算法的效率与准确性,建立了自由表面标高-SIMPLE计算方法.该方法用经验公式计算玻璃液的实际活动空间,在相应速度和温度边界条件下,采用三维SIMPLE方法计算玻璃液的温度场与速度场.对400吨级锡槽玻璃液摊平过程进行的模拟表明,玻璃液横向温差较大,对玻璃液的抛光与平整不利,需合理布置冷却水包位置以降低玻璃液内部的温差.     

纤维素热解过程的分子动力学模拟

本文利用 PM3 方法对生物质主要组分纤维素进行了结构优化并得到了一系列的结构参数.对不同力场下,聚合度为 9 的纤维素单链热分解进行了分子动力学方法模拟研究,得到不同力场下的模拟过程中参数.通过与相关生物质热解实验结果对比,利用 Amber 力场模拟得到的结果与实验值吻合较好.基于 Amber 力场并结合量子力学对纤维素单元热解过程进行了研究,模拟得到纤维素单元分子链在加热过程中的主要分解温度范围、断键顺序以及一次热解的基团,并对一次产物进行了分析.     

人工土壤冻结过程的计算机模拟

针对用液氮或液态CO2对建筑物地基实施冻结处理的相变传热问题，进行了计算机数值模拟研究。相变导热方程采用了显热容法进行分析处理。采用自编程序对单管冻结速度、土壤容积含水率的影响和冷冻管布置方式的优化等问题进行了计算研究。最后针对某一实际工程应用给出了冷冻管布置的优化方案。     

相变过程的格子Boltzmann方法模拟

应用Shan提出的伪势多相模型替代R-K着色模型,建立一种新的描述气液相变过程的格子Boltzmann理论模型,模拟蒸发(高密度转化为低密度)过程.改进了计算效率,且得到较好的计算结果.同时应用该模型从孔隙尺度模拟了多孔介质中的相变现象,验证了该模型模拟复杂相变问题的可行性.     

水滴撞击结冰过程的分子动力学模拟

利用三维分子动力学模拟方法,研究了纳米尺度水滴撞击冷壁面的结冰过程.数值模拟中,统计系统采用微正则系综,势能函数选用TIP4P/ice模型,温度校正使用速度定标法,牛顿运动方程的求解采用文莱特算法,水滴内部结冰过程则通过统计垂直方向水分子温度分布来判定.研究发现,当冷壁面温度降低时,水滴完全结冰的时间减小,但水滴降至壁面温度的时间却增大;同时随着壁面亲水性降低,水滴内部热传递速度减慢(尤其是冷壁面与水滴底端分子层间),水滴内部温度趋于均匀,但水滴完全结冰时间延长.     

光电效应过程中光电子运动轨迹的模拟

光电效应实验是大学物理非常重要的经典实验之一。然而，由于实验条件和技术水平的限制，无法将实验现象可视化。基于Comsol软件的粒子追踪模块对光电效应过程进行了模拟仿真研究。该模拟仿真可以实现如下功能：1)可通过调节入射波长(频率)、阳极电压、阴极功函数、极板间距和阴极发射电流等参数展开研究；2)可模拟、展现电子在不同电压下的运动轨迹；3)可通过阳极光电流与阳极电压和阴极发射电流的关系曲线，获得遏止电压，验证光电效应的基本规律。通过该模拟仿真实验，使学生对光电效应的过程和规律有了更深刻的理解和认识。     

六水氯化镁脱水蓄热过程的数值模拟

六水氯化镁(MgCl2·6H2O)由于较强的吸附能力、低反应焓以及较高的储热效率,成为当今热化学储能常用的材料.建立六水氯化镁脱水蓄热过程二维数值模型,将质量、动量、能量与化学反应物理场进行耦合,研究反应床的温度与转换程度分布,同时对反应器内自由空气流道的布置进行结构优化设计.讨论了入口流体流速和温度、材料孔隙率以及导...     

降膜结晶过程的数值模拟

本文采用数值方法对在工业上有着广泛应用前景的降膜结晶分离过程进行了模拟，提出了一套描述降膜结晶过程的降膜流动、传热、传质及结晶相变相互耦合的以控制容积为基础的有限差分的湍流数值计算模型和算法。本模型的计算结果与以前简化模型的计算结果相比，更符合实验值．     

模拟盒参数对汽液体系模拟过程的影响

为探讨模拟盒参数对分子动力学模拟影响这个长期被忽略的问题,采用Verlet-List搜寻法和Leapfrog差分算法,对分子数目为1000的汽液共存体系进行分子动力学模拟,得到了系统温度为100K时,汽液两相密度、表面张力随系统切片数、汽相空间尺寸、液膜厚度以及步长等模拟盒参数的变化情况.研究结果表明,系统切片数不会影响表面张力及两相密度;体系z轴无量纲长度为60时,模拟值与实验值吻合较好;液膜无量纲厚度达到13以后,液相密度将趋于稳定,两侧界面分子不会相互影响;分子动力学步长不影响平衡后的系统密度,但对表面张力的计算影响较明显.     

单分子荧光过程的Monte-Carlo模拟

从单分子发光过程中电子在激发态上的停留时间t服从P(t)=γe^-γt分布出发,对单分子荧光过程进行M-C(Monte-Carlo)随机试验,得到了单分子的激发态相邻两次发光的时间间隔的统计结果以及单分子荧光强度的自相关函数,并对其进行了详细地讨论,这些结果与目前文献报道的实验结果相一致.     

基于波过程的传输线模拟方法

 从波过程计算的角度，阐述了用传输线对脉冲形成网络进行模拟的原理和方法。该方法可以对元件参数随时间变化的脉冲形成网络，以及包含磁绝缘传输线、开关、内爆等离子体等的脉冲功率系统进行全电路模拟。与商业程序Pspice模拟结果比较表明：两种方法得到的电流、电压的峰值相对偏差不到5‰，在整个时间范围内，电流、电压的最大偏差均小于峰值的5%；两种方法得到波形几乎完全重合。在能保证准确度和收敛性的同时，该方法还具有直观、运算快速、易扩展等特点。     

模拟碰撞过程实验的有关结果

采用小铅块沿光滑水平面入射光滑斜面滑块模拟碰撞过程,形象地模拟了压缩过程及恢复过程,同时还描述了恢复系数e的物理本质特征.     

金属钨熔化过程的分子动力学模拟

本文使用分子动力学方法对金属钨的熔化过程进行了数值模拟,分析了钨在熔化过程中的结构、系统内能变化以及表面熔化过程固-液界面变化情况,初步分析了表面熔化现象的机理。模拟过程采用嵌入原子模型(EAM)描述原子间相互作用,模拟结果表明,嵌入原子模型适合于计算固-液相变过程,表面熔化过程是由表面处最外层原子的不稳定性触发的。对于均匀熔化过程,晶体在4700 K下发生固-液相变;对于表面熔化过程,计算获得了不同温度(3800～4800 K)下的熔化速度,拟合出熔化速度公式,得到的表面熔化热力学熔点与已有实验结果基本符合。     

分子动力学模拟粒子在表面上的俘获过程

采用分子动力学方法研究了粒子在金属衬底上的俘获过程。发现粒子垂直入射时,俘获概率随入射能量的增加而减小,而45°入射时,俘获概率表现出非单调行为,这些结果与实验观察相一致。同时还研究了俘获概率对入射角的依赖。     

多组分传质过程的Maxwell-Stefan方法模拟

为定量研究多组分系统在多孔介质内传质过程中组分之间的交互作用现象,本文基于Maxwell-Stefan模型对CH₄/Ar/H₂混合气体在单个直孔道内的纯扩散过程和C₂H₆/C₃H₈/N₂混合气体在活性炭上的吸附扩散过程进行了模拟,定量地描述和分析了多组分系统中组分之间在传质过程中的交互作用。研究表明:对于扩散过程,组分之间的交互作用表现为大分子对小分子的拖带;对于吸附过程,这种作用表现为强吸附质能够替代已被吸附在吸附剂表面的弱吸附质;主体扩散为主要的传质形式。