三维热传导型半导体器件瞬态模拟问题的Crank—Nicolson差分—流线扩散有限元法及其数值分析

本文研究三维热传导型半导体器件瞬态模拟问题的数值方法。针对数学模型中各方程不同的特点，分别提出不同的有限元格式。特别针对浓度方程组是对流为主扩散问题的特点，使用Crank-Nicolson差分-流线扩散计算格式，提高了数值解的稳定性。得到的L^2误差估计关于空间剖分步长是拟最优的，关于时间步长具有二阶精度。     

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。     

一种新型彩色三维光学成像系统

提出一种新型三维彩色光学数字成像系统。此系统利用投影结构光对现实世界中的物体进行数字化，同时得到对应的彩色纹理。详细介绍了系统的硬件设计和软件体系结构设计，得到物体彩色纹理的两种不同方法；直接获取和从编码条纹中提取，给出了用该系统得到的实验结果并简单评价了系统的性能。此系统在反求工程、影视制作、三维游戏制作、医学应用等方面有远大的应用前景。     

熔融LiCl及其急冷非晶键取向序的分子动力学模拟研究

本文进一步讨论了我们新近提出的等近邻数键球谐函数方法,并通过分子动力学模拟研究了熔融LiCl及其急冷过程。对计算机模拟各时间步产生的瞬态构型进行平均,计算了不同温度下键序Q_l谱.将模拟Q_l谱与线性组合模型Q_l谱比较,观察到模拟Q_l谱与含90％局部正四面体结构的组合模型十分相似,表明熔融Licl及其急冷非晶中局部键取向序明显倾向于正四面体序。急冷过程中不同温度下局部键取向序可用同一线性组合模型描述,但模型方差随模拟温度明显变化。方差随温度而降低,且在发生玻璃态转变时有一显著下降。不同温度下的键角分布也作了计算,观察到键角分布在109°(正四面体局部结构键角)附近且分布峰随温度升高而展宽,与键序Q_l得到的结论一致。     

新一代X射线激光器可用于观察分子构造

英国《新科学家》杂志日前刊载文章称，新一代X射线激光器能用于研究蛋白质和其他生物分子的构造和行为。新一代X射线激光器的能量将是现有设备的100亿倍，能使科学家观察到最微小最精妙的分子构造。利用这种技术可以破解复杂的蛋白质和完整的病毒结构，甚至可能获得DNA的三维图像。X射线激光器被称作自由电子激光器。与传统激光器不同，自由电子激光器并不是通过光照或电流刺激某种物质发射光子，而是使用粒子加速器让极小的电子云穿过磁铁组，这些磁铁把电子推来推去，直到电子释放出光脉冲。传统激光器的激光波长是由发射光子的物质本…     

场协同理论在椭圆型流动中的数值验证

本文用数值模拟的方法，通过四个椭圆型流动传热的例子验证了场协同理论的正确性．结果表明，场协同理论不仅适合于抛物型流动，亦适合于复杂的有回流的椭圆型流动．     

轴流风扇叶片端导叶作用的研究

本文采用数值方法研究了叶片端导叶对轴流风扇性能的影响。通过与普通开式轴流风扇比较,分析了叶片端导叶对内部流动作用的机理.数值计算结果表明:叶片端导叶的安装位置将影响轴流风扇气动效率,安装叶片端导叶不能提高风扇静压升,但是在压力面安装时能有效地减小风扇叶顶泄漏流与主流的掺混损失;在设计流量下,压力面安装叶片端导叶使泄漏涡的作用范围较小,涡核更靠近吸力面;吸力面安装叶片端导叶弱化了泄漏涡的强度但没有减小泄漏涡的作用范围。     

一个跟踪驾驭式可视化系统的设计与实现

在进行数值模拟计算时，人们非常希望能够实时地对计算过程中产生的数据进行可视化显示，从而及时高效地分析数据，并且一旦发现问题，可以对计算程序中的相关参数进行调整或终止程序运行，这不仅有利于提高计算效率，而且对计算程序的改进与发展也有相当大的辅助作用。为此，开展了跟踪驾驭式可视化技术的研究，并设计开发了一个在单机环境下运行的跟踪驾驭式可视化系统TSV(Tracking and Steering Visualization)。