二维多介质欧拉自适应网格方法研究

要对聚能和流场的剧烈变化进行模拟，欧拉方法具有明显的优势。而在这些方面的研究中，所涉及的流场十分复杂，为达到所需的计算精度，必须采用很密的网格才能以较好的分辨率去模拟流场的剧烈变化部分和介质的界面，特别是大空间尺度流场局部细节的数值模拟，有些问题如果用统一网格计算，即使最快的计算机也不能提供足够的分辨率。所以目前计算机的内存和速度限制了整个计算区域的网格细分程度，对计算区域作局部的网格自适应细分、用大的动态空间分辨率划分流场是必要的和迫切的。     

自适应网格技术及其在二维动力锋生成过程模拟上的应用研究

用一个具有解析解的二维动力锋生成过程算例，对比自适应网格方案和固定网格方案的优劣。结果表明：同等误差要求下，固定网格方案的网格点数为自适应网格方案的三倍。从时间演化上看，自适应网格对温气旋的预报，在同等误差要求下，可比固定网格的预报延长１０小时以上，网格的光滑性影响有一个优化值；在网格适当安排情况下，要适度考虑正交性。从几个切面的计算结果展示了自适应网格对网格的的优良安排并能抓信锋面特征结构。     

针对流体大变形问题网格邻域可变技术

结合大量实际问题,研究基于邻域可变的拉氏局部重分新方法,允许网格邻域在计算中局部跟随流体可变,虽然可能会导致任意多边形网格,但比标准的拉氏+重分方法有更好的拉氏特点.网格邻域可变的局部重分策略是基于计算过程中处理网格相交的思想,即在网格相交处改变网格邻域关系,使网格不会出现相交,保持计算正常进行.通过几个数值例子论证方法的特点,并与标准的拉氏+重分方法进行比较,显示其优点.     

一种二维自适应网格构造方法及其实现

讨论了一种二维自适应网格的构造方法,在二维插值法的基础上做出了自适应网格。最后利用自适应网格技术对一个二维流体力学问题的实例进行了计算。     

二维二相不规则网格的油藏数值模拟

本文采用不规则网格的差分方法,对平面油水模型进行了数值模拟,并用IMPES方法计算了两个实例。例1的计算结果与精确解吻合良好,比Pedrosa的局部加密网格法使用的网格数少而且计算更简便。例2为矩形网格难以计算的问题,应用本文方法也得出了较好的结果。这表明本文的不规则网格差分方法是可靠而简便的,它可以有效地应用于复杂外边界和复杂地层结构的油藏模拟问题。     

多介质流体模拟与实验研究进展

1．可压缩多介质流动在惯性约束聚变等领域有着广泛的应用背景,其模拟一直是流体计算领域的难点和前沿问题之一。为了清晰描述自由面和各种物质界面,拉氏方法和ALE方法仍是目前实际计算中的主要计算方法,然而物质界面的大变形一直是难以克服的瓶颈问题。为此我们提出了一种整体ALE计算（GALE）的设想,通过引入混合网格,发展ALE模式下的混合网格模型和界面处理方法,在多个物质区上进行整体的网格重分,有效克服了多介质大变形这一瓶颈困难。     

二维欧拉多介质流体力学数值模拟-TVD＋VOF方法

用TVD格式结合VOF界面处理方法编制了二维多介质高分辨欧拉程序，以解决冲击波和多介质界面处理。程序包括单介质网格高精度流体力学计算、多介质网格内界面重构、各种介质输运和压力驰豫平衡过程。其中单介质网格的计算采用Harten二阶TVD格式结合MacCormark方法计算含有源项的非齐次守恒定律方程组，通过4节点限制函数保证格式单调。多介质网格采用Youngs方法构造界面，采用x，y方向分裂格式计算体积份额输运，再根据体积份额输运计算质量、动量和能量的输运，最后利用等熵条件计算各种介质的压力驰豫平衡过程。     

自适应网格技术及其在二维动力锋生成过程模拟上的应用研究

用一个具有解析解的二维动力锋生成过程算例，对比自适应网格方案和固定网格方案的优劣。结果表明：同等误差要求下，固定网格方案的网格点数为自适应网格方案的三倍。从时间演化上看，自适应网格对温带气旋的预报，在同等误差要求下，可比固定网格的预报延长10小时以上。网格的光滑性影响有一个优化值；在网格适当安排情况下，要适度考虑正交性。从几个切面的计算结果展示了自适应网格对网格的优良安排并能抓住锋面特征结构。     

双层多孔介质内预混燃烧的实验和二维数值模拟

对双层多孔介质燃烧器内丙烷/空气预混燃烧进行实验和数值研究.实验对多孔介质燃烧器内固体温度场分布进行测量分析;数值计算利用商业软件FLUENT6.2,通过添加用户自定义标量方程和用户自定义函数,对有壁面散热的双层多孔介质内预混燃烧进行了二维模拟,并与实验结果进行了比较.结果表明,双层多孔介质燃烧器具有良好的稳定燃烧范围和较低的污染物排放;壁面散热对多孔介质燃烧的影响不可忽视.     

近似保角的自适应坐标变换方法

自适应坐标变换方法是为解决多介质和大变形问题而提出的一类网格生成方法，该方法中的一种为近似保持网格夹角不变，保持物质界面为拉氏描述，并要求网格速度在最小二乘意义下尽量靠近流体运动速度。这里所讨论的坐标变换的自适应性，指的是新坐标系自动适应流体流场的一些重要特性（接近流体速度）以及保持网格的几何特性（保角）。为了处理多介质情况，网格方程应在子区域的所有边界上给出边界条件。     

应用自适应网格方法研究着火和燃烧反应流动

介绍了一种对计算着火和燃烧反应流动问题较为有效的自适应网格方法。将该方法与任意拉格朗日-欧拉数值方法相结合,研究了燃料液滴的着火和燃烧问题。给出了液滴着火和燃烧过程中主要物理参数的时空分布,揭示了过程的基本特征。     

非结构网格RKDG有限元方法求解多介质界面问题

在流体力学方程数值模拟中，多介质界面的计算是一个非常重要的问题。已有的数值模拟多采用Lagrange方法。但是，当计算长时间问题时，Lagrange方法会产生网格扭曲，进而使计算无法进行下去。另外一种是采用Euler方法，Euler方法应用于多介质流体力学，首要问题是界面捕捉，即将不同区域介质界面描述清楚，这样才能使得多介质流体计算时，不会发生流体的非物理振荡。     

求解二维三温辐射热传导方程组的一种网格自适应方法

在求解二维三温辐射热传导方程组的过程中,设计了一类新的基于Hessian矩阵的网格自适应算法.数值实验结果表明,与现在流行的基于一阶导数或通量的网格自适应技术相比,该算法能够大幅改善系统的能量守恒误差,并具有较高的整体计算效率.     

可压缩多介质黏性流体的数值计算

在多介质复杂流动及其相互作用情况下的界面不稳定性研究中，尽管流体的黏性系数比较小，但对流场特别是因界面不稳定性引起的混合部分产生的影响是不能忽略的。采用算子分裂技术，将考虑热传导和黏性情况下Navier Stokes（NS）方程描述的物理过程分解成3个子过程进行数值计算，即整个流量计算分解成无黏性流量、黏性流量和热流量3部分。无黏性流量计算体部分包含对激波、稀疏波以及接触间断的计算和多介质界面处理技术，黏性流量和热流量的计算，主要考虑牛顿流体黏性应力张量和能量流的影响。     

并行自适应结构网格应用支撑软件框架研制进展

JASMIN框架全称为“并行自适应结构网格应用支撑软件框架（Jparallel Adaptive Structured Mesh Applications Infrastructure）”。该框架面向科学与工程计算的（自适应）结构网格应用,支持应用领域专家在无需了解并行计算和共性数值算法细节的前提下,通过编写串行数值计算程序,     

高κ介质异质栅全耗尽SOI MOSFET二维解析模型

为了研究高介电常数(高κ)栅介质材料异质栅中绝缘衬底上的硅和金属-氧化物-硅场效应晶体管的短沟道效应,为新结构器件建立了全耗尽条件下表面势和阈值电压的二维解析模型.模型中考虑了各种主要因素的影响,包括不同介电常数材料的J影响,栅金属长度及其功函数变化的影响,不同漏电压对短沟道效应的影响.结果表明,沟道表面势中引入了阶梯分布,因此源端电场较强;同时漏电压引起的电势变化可以被屏蔽,抑制短沟道效应.栅介电常数增大,也可以较好的抑制短沟道效应.解析模型与数值模拟软件ISE所得结果高度吻合.