TVD格式中压缩波判别的人工压缩法

提出了ＴＶＤ格式中的一种新型人工压缩技术和ＭａｘＥｔａ 方法,并以此对平面冲击波传播 反射问题以及三维冲击波的坑道扩散问题进行了数值模拟,取得了很好的结果。     

TVD自相容流体力学拉氏格式研究

流体力学数值模拟格式总体上可分为Eulerian(欧氏)、Lagrangian(拉氏)和ALE(Arbitrary LagrangianEulerian),TVD广泛应用于Eulerian格式。本文利用具有TVD保持性质的Runge-Kutta型时间离散方法,构造了流体力学Lagrangian(拉氏)自相容格式,应用von Neumann小扰动技术分析了该格式的稳定性,并进行了相应的数值模拟,较好地抑制了激波波后非物理振荡。     

一类具有自适应性质的组合TVD格式的构造

本文分析比较了些典型的ＴＶＤ格式，发现各种ＴＶＤ格式对解的分辨能力有差别，格式中存在耗散性和压缩性的矛盾。在分析了格式的构造以及产生耗散、压缩作用的原因后，本文提出了一种具有自适应能力的ＴＶＤ格式的组合形式，该格式在解的剧烈变化区域，有较高的分辨能力；在解的光滑区域避免了由于压缩性过强造成的失真，数值试验表明该格式具有良好的性质．     

三维有限体积TVD方法与冲击波的多级扩散研究

将TVD方法应用到三维,给出三维有限体积TVD方法,并对三维冲击波的多级坑道扩散问题进行了数值模拟,取得了令人满意的结果。     

对“二阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的应用”一文的讨论

为了方便讨论，将我们于1994年3月在《力学学报》第2期上发表的“M阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的应用”一文列为本文参考文献［6］．IYee．Harten二阶迎风TVD格式粘性流场计算结果的可靠性问题文［6］和本文所提到的Yee～HartenTVD格式的二阶精度是指一维标量偏微分方程离散的差分格式的计算精度（此处引用文献［1］原文作者的提法Second－OrderUnwindTVDSCheme）根据Yee；H．C．（见文献［1］）和国内学者（见文献［7～10，12］）研究表明Yee－HartenTVD格式直接推广到多维情况下，计算结果分辨率高并具有足…     

平面磁通量压缩流体动力学的数值模拟

磁压缩发电机(MCGS)是一种应用炸药爆炸压缩导体包围的磁场,从而产生几百兆高斯强磁场并可作为初级能源,产生几百兆焦耳的能量和兆安培的电流。Chernyshev等指出如作为初级能源做某些应用,产生兆安培电流脉冲的上升时间的数量级必须要达到微秒量级,但典型的一端燃烧型(endburn)的磁压缩发电机电流脉冲的上升时间要几百微秒,所以不能满足要求,1978年Pavlovskii等提出应用轴上(axial initiation)起爆的磁压缩发电机,其上升时间可大为缩短。     

对“二阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的应用”一文的意见

看了《力学学报》第26卷第2期（1994年3月）发表的胡光初[1]等同志的论文“M阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的应用”一文以后，关于计算精度和结果可靠性问题。我们提出以下不同的意见．在文问中多处讲到关于格式的精度问题，并一再强调以前这项研究工作别人用的     

高速列车进入隧道诱发初始压缩波效应的数值模拟

高速列车进入隧道产生初始压缩波,该压缩波以当地声速向隧道出口传播并产生脉冲波,脉冲波足够大时,会产生音爆响声。采用有限体积方法和任意滑移界面动网格技术方法,基于PISO算法和SSTk-ω高雷诺数湍流模型求解了高速列车通过隧道引起的三维可压缩非定常的空气湍流流动,数值模拟研究了我国高速列车和隧道条件下初始压缩波的基本特性。研究表明,初始压缩波是由于列车头部进入隧道瞬间洞内空气流动空间受到限制所形成的,形成初期具有三维特性,在传播一定距离后变成一维平面波。此外,在相同高度下,离车体越近初始压缩波变化越明显;靠近车体一侧离地面越近初始压缩波变化越大,而远离车体一侧初始压缩波变化基本一致;初始压缩波的压力时间变化率峰值与车速的三次方近似成正比。     

用BGK格式计算不可压缩流场

简要介绍BGK方法的基本思想,数值方法及其对不可压缩流场数值计算的推广。然后详细介绍将BGK方法应用于平面方框流的结果,将其结果与Ghia的结果进行了详细的比较。本方法还用来模拟后台阶流动,所得结果与相应的实验数据进行比较。以上比较表明本方法的有效性,同时也确定在计算不可压缩流体时参数的正确选择。     

非线性双曲型守恒律的两步二阶TVD差分格式

通过Mac Cormack格式和Warming-Beam的结合,构造了一种非常简单的两步二阶TVD差分格式,该差分格式更适合于使用分量形式差分计算而无须对欧拉方程组进行特征解耦。通过对流体力学方程组的大量数值试验,并与二阶ENO格式进行了比较,充分显示了该格式高精度、高分辨并且极其简单的优良特性。     

高分辨率格式值计算爆轰问题的优越性

高分辨率总变差不增格式（ＴＶＤ）应用于一维，二维反应流体力学Ｅｕｌｅｒ方程线取得了成功，特别是通过ＴＶＤ格式与经典Ｇｏｄｕｎｏｖ格式，对化学反应流气本爆轰问题数值实验突出了高分辨率格式计算化学反应的流的优越性。     

冲击压缩下玻璃样品后自由表面速度的过冲现象

实验发现当飞片碰撞玻璃样品产生的冲击载荷超过一定值后 ,玻璃样品后自由表面速度时程曲线上有过冲现象 ,即速度上升到最大值后 ,立即开始下降 ,其时间的开始部分类似于三角波。通过高速摄影和VISAR等测试手段对这一现象进行了较系统的研究 ,发现其与玻璃样品后自由表面附近的破碎有关 ,建立了描述这一破坏现象的损伤演化方程 ,并进行了数值模拟。计算结果和实验结果吻合 ,表明对这个现象的解释是合理的。     

两相介质中火焰诱导激波现象的研究

基于双流体模型，采用跟踪法处理火焰内边界，ＴＶＤ格式计算气相激波，ＭａｃＣｏ－ｍａｃｋ格式计算颗粒相流场，对两相可燃介质中火焰诱导激波现象进行了理论分析与实验模拟，研究了颗粒相参数对火焰诱导激波现象的影响。     

概率密度演化方程TVD格式的自适应时间步长技术及其初值条件改进

随机性普遍存在于实际工程问题中,而复杂结构的非线性随机响应分析是其中的一个难点,近年发展的概率密度演化方法为此类问题的求解提供了新的途径.由于实际问题的复杂性,概率密度演化方程通常采用数值方法求解,因此提高计算效率和求解精度对实际应用具有重要意义.本文基于变网格技术,推导了概率密度演化方程在非均匀时间步长上的总变差减小(total variation diminishing,TVD)差分格式,算例结果表明通过自适应插值可将迭代次数减少为原来的43.4%,当随机过程样本持续时间增大时均值估计的平均误差基本不变,而标准差估计的平均误差不断增大,但增大幅度不断减小;计算耗时随样本持续时间的增大也呈增大趋势,而由于使用了时间步长自适应插值算法导致有些情况下长持时样本的计算耗时反而比短持时样本的计算耗时短;在传统的脉冲函数型初值条件基础上,提出了一种高阶导数更稳定的余弦函数型初值条件形式.结果表明,脉冲函数型的初值条件是余弦函数型初值条件的一个特例,当参数取值适当时,余弦函数型初值条件的数值求解结果具有更高的精度.本文的工作进一步完善了概率密度演化方程的求解方法,为其在实际工程中的应用提供了基础.      

对“二阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的运用”一文的讨论

对“二阶迎风ＴＶＤ数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的运用”一文的讨论胡光初（中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳６２１０００）１９９６１１１１收到．为了方便讨论，将我们于１９９４年３月在《力学学报》第２期上发表的“二阶迎风ＴＶＤ数值格式在非平衡...     

C7H16-O2-N2预混气体压缩点火过程的数值模拟

采用庚烷氧化的最新化学反应动力学机理(包含57种组分,290个基元反应)对模型燃烧室内的庚烷 空气混合气的压缩点火过程进行了数值模拟。计算了不同初始压力、不同初始温度下的点火过程;预测了燃烧室内部分稳定物质和自由基的摩尔分数及其在各个反应中的产生或消耗速率,以及温度和压力等参数随时间的变化过程,并根据计算结果从化学反应动力学机理的角度讨论了庚烷的压缩点火过程。     

配置点谱方法-人工压缩法(SCM-ACM)求解同心圆筒内流体流动

发展了配置点谱方法SCM(Spectral collocation method)和人工压缩法ACM(Artificial compressibility method)相结合的SCM-ACM数值方法,计算了柱坐标系下稳态不可压缩流动N-S方程组。选取典型的同心圆筒间旋转流动Taylor-Couette流作为测试对象,首先,采用人工压缩法获得人工压缩格式的非稳态可压缩流动控制方程;再将控制方程中的空间偏微分项用配置点谱方法进行离散,得到矩阵形式的代数方程;编写了SCM-ACM求解不可压缩流动问题的程序;最后,通过与公开发表的Taylor-Couette流的计算结果对比,验证了求解程序的有效性。结果证明,本文发展的SCM-ACM数值方法能够用于求解圆筒内不可压缩流体流动问题,该方法既保留了谱方法指数收敛的特性,也具有ACM形式简单和易于实施的特点。本文发展的SCM-ACM数值方法为求解柱坐标下不可压缩流体流动问题提供了一种新的选择。     

配置点谱方法-人工压缩法(SCM-ACM)求解不可压缩流体流动

开发了配置点谱方法SCM（spectral collocation method）与人工压缩法ACM（artificial compressibility method）相结合的方法SCM-ACM,用于求解不可压缩粘性流动问题。选取典型的方腔顶盖驱动流为研究测试对象,首先建立人工压缩格式的控制方程,其次采用SCM离散控制方程的空间偏微分项,推导出矩阵形式的代数方程,最后测试了SCM-ACM代码的有效性。结果显示,SCM-ACM能够有效求解不可压缩流动问题,并继承了谱方法的指数收敛特性,且具有ACM求解过程简单及易于实施的特点。