弱凝胶调驱数值模拟

以组分模型为基础,结合黑油模型的推导方式,建立了三维三相八组分的弱凝胶调驱的数学模型,模型中综合考虑了重力、毛管力、流体和岩石压缩性等各种影响因素.在模型的求解上采用了改进的IMPES方法即隐式求解压力,高阶显式求取饱和度的方法进行求解,以此提高饱和度求解的精度,并编制了相应的数值模拟软件,对弱凝胶体系的调驱效果进行了模拟研究.     

近尾迹流动的数值模拟

通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程的方法来模拟近尾迹的分离流动。Navier-Stokes方程^[1]是利用中所给出的方法进行差分逼近的。这一方法兼备显式格式和隐式格式的优点。这是一隐式格式,因而可放松稳定性对时间步长的限制。这一格式又具有显式格式的简单性,差分方程的解可显式表达出来。求解过程中避免了通常隐式格式所要求的大量数值矩阵求逆和大量的矩阵运算。文中对不同的马赫数M_∞和雷诺数Re进行了计算。数值实验表明,本文所采用的方法是模拟底部分离流动的一个简单而有效的方法,可用来计算高马赫数和高雷诺数的分离流动。     

应用两步隐式算法求解Navier-Stokes方程

本文提出一种隐式分步算法求解流体的运动方程。研究证明,SIMPLEC算法是这种算法的特例。通过两组层流算例的计算表明,改变加权隐式系数α可以明显加快计算的收敛速度。     

隐式格式求解拟压缩性非定常不可压Navier-Stokes方程

采用Rogers发展的双时间步拟压缩方法,数值求解不可压非定常问题.数值通量分别采用三阶精度Roe格式和二阶精度Harten-Yee的TVD格式离散.为了加快收敛,提高求解效率,试验了几种隐式格式(ADI-LU,LGS,LU-SGS).针对经典的低雷诺数(Re=200)圆柱绕流问题,比较了不同隐式方法的计算结果和求解效率,以及两种数值离散格式计算结果的异同.最后采用Roe格式数值求解了两种典型的低速非定常流动问题:绕转动圆柱(ω=1)低雷诺数流动;NACA0015翼型等速拉起数值模拟.     

流函数Navier-Stokes方程的交替方向部分隐式和完全隐式解法

本文给出了数值求解以流函数表示的Navier-Stokes方程的交替方向部分隐式和交替方向完全隐式方法;作为算例,计算了低雷诺数的二维方腔流动问题,并与已知结果进行了比较。     

谱方法用于非定常流动计算的隐式求解

本文对谱方法用于周期性非定常流动的隐式求解方法进行了探讨,分析了影响计算稳定性和收敛速度的因素.提出了结合多重网格的隐式求解方法并对算法进行了验证,初步计算表明本文算法具有良好的稳定性和收敛速度.对于周期性非定常流动,结合本文提出的隐式求解的时域谱方法可以达到很高的精度且具有良好的计算效率.     

非定常流动的隐式间断Galerkin方法研究

为了增加间断Galerkin(Discontinuous Galerkin,DG)方法在非定常流动中的求解效率,本文开展了非定常流动的隐式DG方法研究。隐式DG方法的构造采用二阶向后差分格式(BDF2)进行时间项离散,非线性代数系统的求解基于Newton迭代法,采用块对称Gauss-Seidel(SGS)迭代法对线性方程组进行了求解。基于所发展的非定常流动的隐式DG方法,分别对等熵圆柱扰流和卡门涡街(Re=100)现象进行了数值模拟。研究结果表明,所发展的隐式DG方法能够达到设计精度,能够在高出显式方法两个数量级的时间步长上保持稳定,具有高的求解效率,且计算结果与显式方法和相关文献均吻合较好。     

显式与隐式方法求解含时薛定谔方程及误差分析

含时薛定谔方程是量子力学最重要的方程之一,它可以给出不同相互作用势下体系波函数的演化。相互作用势的复杂形式使得薛定谔方程一般没有解析解。如何较准确地数值求解含时薛定谔方程,对许多物理问题有着重要意义。本文采用显式与隐式的方法求解薛定谔方程。从结果可以发现,隐式的方法得到的波函数精度远高于显式方法,且误差具有收敛性。为了进一步探索隐式格式的可行性,本文还采用有限温度下的屏蔽势,利用隐式方法具体求解粲夸克偶素的波函数演化。     

任意阶隐式指数时程差分多步法及其在非线性系统中的应用

对非线性系统提出了任意阶隐式指数时程差分多步法，实现了任意阶次指数时程差分预测 校正算法.发展完善了指数时程差分法.将新算法应用于非线性系统，取得了较好的效果.数值结果表明隐式指数时程差分多步法很好地修正了显式指数时程差分多步法，隐式指数时程差分多步法是一种高精度、高效率的方法. 关键词： 非线性系统 任意阶隐式指数时程差分多步法 混沌     

超音速粘性绕流的一种新的空间推进数值解法

本文提出了一种新的推进式求解方法,用显、隐MacCormack格式对定常超音速绕流进行了分区求解,本方法可用于流过任意形状的超音速身部流动。通过对钝锥超音速绕流的数值模拟,表明了此方法可以避开下游的影响问题,避免了推进法对亚音速区压力梯度的特殊处理。计算的结果与文献^[19,20,24]相吻合。     

非线性热传导方程的分组隐式解法及数值结果

对于激光物理研究中提出的一个非线性热传导问题,利用Saul'yev非对称格式构造了适合并行计算的分组隐式解法.数值试验表明,新算法与通常的隐式算法计算精度相当,迭代次数相同.     

掠射技术与X射线荧光分析

掠射技术引入Ｘ射线荧光分析成为一种新的材料及薄膜分析技术。运用此技术命同材料表面及薄膜的密度、厚度、界面粗糙度、成分的深度和剖面分布等各种信息，本文介绍了掠射技术在Ｘ射线荧光分析中的应用及近年来的发展和前景。     

隐式ENO格式及其在内流问题中的应用

本文研究了文献[1]提出的隐式ENO格式,并对其隐式求解过程进行了改进,而且耦合以CSCM式的隐式特征边界处理。通过对超音速内流无粘流动(Euler方程)以及粘性流动(Navier-Stokes方程)的ENO格式数值解研究表明:改进后的格式是成功的,其稳定性好且节省内存。同时,本文也讨论了一些尚待进一步研究的问题。     

多级风扇/压气机三维粘性流场的数值分析

采用叶排间掺混面模型,研究了多级跨音速风扇及压气机三维粘性流动数值模拟问题,利用ＬＵ－ＳＧＳ隐式算法使计算过程快速收敛,通过高分辨率格式改善跨音速流场中激波的分辨率。对某双级跨音速风扇及五级压气机流场进行了计算,双级风扇各状态的计算结果与实验数据吻合较好。     

The Darwin Direct Implicit Particle-in-Cell (DADIPIC) Method for Simulation of Low Frequency Plasma Phenomena

We describe a new algorithm for simulating low frequency, kinetic phenomena in plasmas. Darwin direct implicit particle-in-cell (DADIPIC), as its name implies, is a combination of the Darwin and direct implicit methods. Through the Darwin method the hyperbolic Maxwell's equations are reformulated into a set of elliptic equations. Propagating light waves do not exist in the formulation so the Courant constraint on the time step is eliminated. The direct implicit method is applied only to the electrostatic field with the result that electrostatic plasma oscillations do not have to be resolved for stability. With the elimination of these constraints spatial and temporal discretization can be much larger than that possible with explicit, electrodynamic PIC. We discuss the algorithms for pushing the particles and solving for the fields in 2D cartesian geometry. We also detail boundary conditions for conductors and dielectrics. Finally, we present two test cases, electron cyclotron waves and collisionless heating in inductively coupled plasmas. For these test cases DADIPIC shows agreement with analytic kinetic theory and good energy conservation characteristics.     

叶栅内定常及非定常粘性流动数值模拟

本文给出了一个模拟叶栅内准三维定常和非定常粘性流动的数值方法。对于定常流动,采用ＴＶＤ Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ格式和代数湍流模型求解雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程,使用当地时间步长和多网格技术使计算加速收敛到定常状态;对于非定常流动,使用双时间步长和全隐式离散,采用与求解定常流动相似的多网格方法求解隐式离散方程。文中给出了ＶＫＩ透平叶栅内的定常流结果和１．５级透平叶栅内的非定常数值结果。     

光伏电池组件隐式、显式单二极管模型准确性对比研究

光伏电池组件非线性输出特性的物理建模及其优化参数的准确提取是光伏发电系统设计计算、性能评估及优化控制的重要前提.相对于传统的隐式单二极管模型,该文在光伏电池显式单二极管模型的基础上利用Lambert W函数推导了光伏组件的显式单二极管模型,提出一种基于重启边界约束Nelder-Mead单纯形算法的参数提取方法rbcNM,并利用两种典型光伏电池组件的实测数据对隐式、显式单二极管模型的准确性进行了对比测试和验证.结果表明:rbcNM算法可以快速准确的提取隐式、显式单二极管模型的优化参数,计算结果与实测数据具有很好的一致性,相对于已有文献在准确度上取得了大幅度的提升;显式单二极管模型的准确性显著高于隐式单二极管模型,对光伏电池组件的电流-电压和功率-电压特性曲线具有更高的拟合精度.     

二维柱几何非定常中子输运方程基于格式的界面预估校正并行算法

针对二维柱几何非定常中子输运方程的Sn-间断有限元方法,提出基于格式的界面预估校正并行算法.数值算例表明,该并行算法在精度与并行度等诸方面均具有良好的性质,与已有的基于隐式格式的并行扫描算法相比,对于二维中子输运大规模计算问题,并行计算效率较高,并行加速比可增加-倍以上,且可保持原隐式格式的计算精度.     

解二维时间相关光子扩散方程的交替方向隐式法

研究了应用交替方向隐式法求解非均匀生物组织中的二维时间相关光子扩散方程,并同解析解以及Monte Carlo模拟的结果作了比较,数值结果表明,该方法具有较好的稳定性和较高的精度.     

Theoretical investigation of sulfur defects on structural,electronic,and elastic properties of ZnSe semiconductor

The structural, electronic, and elastic properties of Zn Se1-xSx for the zinc blende structures have been studied by using the density functional theory. The calculations were performed using the plane wave pseudopotential method, as implemented in Quantum ESPRESSO. The exchange-correlation potential is treated with the local density approximation pz-LDA for these properties. Moreover, LDA+U approximation is employed to treat the "d" orbital electrons properly. A comparative study of the band gap calculated within both LDA and LDA+U schemes is presented. The analysis of results show considerable improvement in the calculation of band gap. The inclusion of compositional disorder increases the values of all elastic constants. In this study, it is found that elastic constants C11, C12, and C44 are mainly influenced by the compositional disorder. The obtained results are in good agreement with literature.