《纯粹数学与应用数学》稿约

正1该刊是经国家科委、新闻出版署批准公开发行的数学及其应用的综合性学术刊物,主要刊登数学学科中有创造性的研究论文和具有重要经济价值的应用性论文,以繁荣数学理论,推进应用数学研究.该刊2000年荣获《CAJ-CD规范》执行优秀奖,2004年入选全国中文核心期刊,2006年获陕西省出版编辑良好奖.     

喷水推进器推力的CFD计算方法研究

简要介绍获取喷水推进器推力的理论、试验及数值计算(CFD)方法,重点研究采用动量流量法和壁面积分法计算喷水推进器推力的CFD方法。采用多块网格技术,用六面体结构化网格和四面体非结构化网格相结合的混合网格离散计算区域,采用稳态多参考系方法求解RANS方程,对喷水推进器进水流道、叶轮、导叶体和喷口所组成的整个流场进行数值计算。计算中采用了k-ε湍流模型和标准壁面函数,对用动量流量法计算推力方法中所需的假想流管分界面和进口面的求取做了分析,将两种方法计算的推力与厂商提供的推力特性曲线进行了对比。结果表明,采用CFD计算和分析方法来研究喷水推进系统推力性能是可行、可信的。     

鲹科模式中前体对尾鳍推进影响的数值研究

自然界中鱼类尾鳍形状各种各样,但前体大部分都是扁平的椭圆形状.该文研究了不同形状的前体对尾鳍推进的影响.尾鳍统一采用月牙形状;前体采用了两种模型:A-鱼类扁平椭圆形状和B-潜艇水滴回转体形状.通过以Strouhal数为控制参数的FLUENT数值模拟,发现前体形状对于尾鳍的静止状态和运动状态有不同的作用,采用模型A的前体形状更有利于长时间巡游,故鱼类采用模型A这种前体形状是自然界优胜劣汰的进化必然选择.     

鱼类波状游动的推进机制

1引言鱼类是最早的真骨类脊椎动物,已经进化了几亿年,为了攫取食饵、逃避敌害、生殖繁衍和集群徊游等生存需要,经历了漫长的环境适应的自然选择过程,因此发展了各具特色的在水中运动的非凡能力,既可以在持久游速下保持低能耗、高效率,也可以在拉力游速或爆发潜速下实现高机动性．水生动物的运动方式一般可分为三大类．第一类是多种原生动物和腔肠动物所采用的纤毛推进,即依靠其体表的大量纤毛来完成运动．第二类是射流反冲推进,即依靠其体内射出的喷流来实现运动,采用这种运动方式的有胶肠动物中的类水母体纳和软体动物中的头足纲…     

The characteristics of confined ablation in laser propulsion

Compared with direct ablation, confined ablation provides an effective way to obtain a large target momentum and a high coupling coefficient. By using a transparent glass layer to cover the target surface, the coupling coefficient is enhanced by an order of magnitude. With the increase of the gap width between the target surface and the cover layer, the coupling coefficient exponentially decreases. It is found that the coupling coefficient is also related to the thickness of the cover layer.     

二维矢量边界推进非结构网格生成方法

提出二维矢量边界推进生成非结构三角形网格方法并证明其可行性.根据流场边界尺度布置边界节点并运用矢量边界推进方法生成背景网格,运用符号面积函数和概率筛选方法布置初始点阵,提出Spring-Laplace方法优化节点位置,同时利用边交换技术优化网格结构.该方法可包含任意点源、线源和内嵌边界,可自由进行局部自适应加密或稀疏,实现任意平面域内与尺度要求一致的高效光滑三角网格剖分.     

不同马赫数Navier-Stokes方程计算方法的研究

为了在低马赫数到高马赫数范围内求解可压缩Navier-Stokes方程,给出了基于预处理算法的PLU-SGS方法.将高分辨率AUSMPW格式与三阶MUSCL格式融合,将其扩展到三阶精度,并采用特征边界条件.为了验证该方法的有效性,通过求解曲线坐标系可压缩Navier-Stokes方程,对几个典型流动问题进行了数值计算.计算结果与文献计算结果或实验数据比较表明,该方法对不同马赫数Navier-Stokes方程的计算,具有较高的计算精度和收敛速度以及良好的稳定性.     

三维非结构粘性网格生成方法

描述了一套适合粘性流动计算的三维非结构网格自动生成方法.在物面附近的粘性作用区域,采用推进层方法生成各向异性的"扁平"四面体网格,并通过一定的网格伸长控制参数,实现整个流场区域网格高度的平滑过渡.当粘性网格的推进高度达到预定要求时,推进层方法自动停止,转而采用阵面推进方法生成常规意义的尽量接近正四面体的各向同性网格.同时给出了利用该方法生成的M6机翼非结构粘性网格来求解机翼粘性绕流的简单算例.     

一种基于块雅可比迭代的高阶FR格式隐式方法

最近, 基于非结构网格的高阶通量重构格式(flux reconstruction, FR)因其构造简单且通用性强而受到越来越多人的关注. 但将FR格式应用于大规模复杂流动的模拟时仍面临计算开销大、求解时间长等问题. 因此, 亟需发展与之相适应的高效隐式求解方法和并行计算技术. 本文提出了一种基于块Jacobi迭代的高阶FR格式求解定常二维欧拉方程的单GPU隐式时间推进方法. 由于直接求解FR格式空间和隐式时间离散后的全局线性方程组效率低下并且内存占用很大. 而通过块雅可比迭代的方式, 能够改变全局线性方程组左端矩阵的特征, 克服影响求解并行性的相邻单元依赖问题, 使得只需要存储和计算对角块矩阵. 最终将求解全局线性方程组转化为求解一系列局部单元线性方程组, 进而又可利用LU分解法在GPU上并行求解这些小型局部线性方程组. 通过二维无黏Bump流动和NACA0012无黏绕流两个数值实验表明, 该隐式方法计算收敛所用的迭代步数和计算时间均远小于使用多重网格加速的显式Runge-Kutta格式, 且在计算效率方面至少有一个量级的提升.      

多模式混合推进悬停控制与半物理仿真系统

随着空间任务复杂度的提高,相对运动控制地面验证系统的设计难度日益增加,尤其对于地球静止轨道卫星,相对运动构型涉及伴飞、绕飞、悬停等各种形式。针对静止轨道卫星悬停控制的新需求,基于相对轨道参数描述方法,采用半长轴差和偏心率差两个参数对面内"水滴"悬停构型的形成进行了深入研究,提出了一种多模式混合推进模式下的面内悬停两参数设计方法,并设计了一套通用的空间运动仿真验证系统,位置精度达毫米量级。对该构型的制导控制律进行了半物理验证,半实物仿真位置估计误差约为20 m(3σ),结果表明制导控制律正确,所提出的验证方法可推广应用于其它相对运动控制技术的地面验证。