基于改进布谷鸟算法识别瞬态热传导问题的导热系数

基于改进布谷鸟算法反演瞬态热传导问题随温度变化的导热系数.采用Kirchhoff变换将非线性热传导问题转换为线性热传导问题,使用边界元法求解瞬态热传导正问题.将导热系数的反演转化为函数表达式中未知参数的反演,使用改进布谷鸟算法求解未知参数.与共轭梯度法相比,改进布谷鸟算法对迭代初值不敏感;与布谷鸟算法相比,改进布谷鸟算法迭代次数大大减少.数值算例表明对改进布谷鸟算法,增加测点数量迭代次数增加;增加鸟巢数量迭代次数减少;减小测量误差计算结果更精确,同时迭代次数更少.数值算例验证了改进布谷鸟算法反演导热系数的准确性和有效性.     

变系数瞬态热传导问题边界元格式的特征正交分解降阶方法

提出了一种基于边界元法求解变系数瞬态热传导问题的特征正交分解(POD)降阶方法,重组并推导出变系数瞬态热传导问题适合降阶的边界元离散积分方程,建立了变系数瞬态热传导问题边界元格式的POD降阶模型,并用常数边界条件下建立的瞬态热传导问题的POD降阶模态,对光滑时变边界条件瞬态热传导问题进行降阶分析.首先,对一个变系数瞬态热传导问题,建立其边界域积分方程,并将域积分转换成边界积分;其次,离散并重组积分方程,获得可用于降阶分析的矩阵形式的时间微分方程组;最后,用POD模态矩阵对该时间微分方程组进行降阶处理,建立降阶模型并对其求解.数值算例验证了本文方法的正确性和有效性.研究表明:1)常数边界条件下建立的低阶POD模态矩阵,能够用来准确预测复杂光滑时变边界条件下的温度场结果;2)低阶模型的建立,解决了边界元法中采用时间差分推进技术求解大型时间微分方程组时求解速度慢、算法稳定性差的问题.     

边界元法求解金属凝固过程逆热传导问题

本文针对一个金属凝固过程的逆热传导问题,即由金属表面温度求其表面热流的问题,提出了一种基于边界元法的求解算法;并且利用离散化后的数值计算验证了该算法的有效性。     

瞬态热传导问题的一阶对称SPH方法模拟

为提高传统光滑粒子动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法模拟瞬态热传导问题的精度和稳定性,本文提出了一种一阶对称光滑粒子动力学(first order symmetric SPH, FO-SSPH)方法.该方法将具有二阶热传导方程分解成两个一阶偏微分方程,然后基于梯度离散和Taylor级数展开思想,对一阶核梯度形式进行修正,并将得到的局部矩阵对称化.数值结果表明:与传统SPH方法相比,FO-SSPH方法精度高、数值稳定性好; 该方法能较准确地直接施加混合边值 关键词： 瞬态热传导 光滑粒子动力学 非线性     

轴对称回转体瞬态温度场边界元分析

本文从三维瞬态势问题的边界积分方程及基本解出发,推导出轴对称势问题的边界积分方程及基本解,然后离散形成边界元方程,在此基础上对若干瞬态温度场数值例进行了分析计算,结果表明推导出的方法是可行的,并具有较高的精度和稳定性,能应用于工程中复杂的轴对称回转体的瞬态温度场分析。     

瞬态热传导问题的复变量重构核粒子法

在重构核粒子法的基础上,引入复变量,讨论了复变量重构核粒子法.复变量重构核粒子法的优点是在构造形函数时采用一维基函数建立二维问题的修正函数.然后,将复变量重构核粒子法应用于瞬态热传导问题的求解,结合瞬态热传导问题的Galerkin积分弱形式,采用罚函数法引入本质边界条件,建立了瞬态热传导问题的复变量重构核粒子法,推导了相应的计算公式.与传统的重构核粒子法相比,复变量重构核粒子法具有计算量小、精度高的优点.最后通过数值算例证明了该方法的有效性. 关键词： 重构核粒子法 复变量重构核粒子法 修正函数 瞬态热传导问题     

大平板瞬态热传导问题的一种新的近似解法

１引言大平板瞬态热传导问题有着广泛的工程应用背景。对于复杂的初边值条件或含内热源问题,以及工程上常见的多层复合平壁对象,分析求解难度很大甚至无法求解。在此类情况下往往采用数值方法。但是单纯的数值解不便于理解影响该问题的各种参数的物理意义。因此,各种近似分析方法得到了发展［１,２］。但在近似精度上,往往难以对整个时间坐标范围都达到较高的精度,这就使得近似解更多地局限于定性分析。此外,对于不同的初边值条件或含内热源问题,近似解的形式相异,降低了解的通用性。增加了求解的工作量。本文提出一种基于矩阵理论…     

有限长导管声场预报的一种边界元方法

为了研究介质流动情况下有限长导管中点声源产生的声场,提出了一种以源势密度作为未知数的间接边界元方法。首先将整个求解空间划分为管内和管外两个相互独立的封闭域,然后利用压力和速度在开口处的连续条件和壁面边界条件将内外域的声场方程联立为一个矩阵方程,求解出源势密度后由源势密度计算出任意位置的声场。与Myers的基准数据比较表明本文所得计算结果与之相符。该方法简化了过去声场边界积分方程的形式和数值积分奇性的解决过程,稍加变换便可应用于任意形状导管和复杂声源。     

三维位势问题边界元法中几乎奇异积分的正则化

采用一种半解析正则化算法,计算了三维位势问题边界元法中近边界点的几乎强奇异和几乎超奇异面积分.该算法适用于三角形线性等参元.对高次单元将其细分为几个三节点三角形单元即可应用该算法.由于几乎奇异性,与内点邻近的单元上的积分,采用半解析正则化积分算法计算;而远处单元的积分仍保持常规高斯积分.对三维热传导算例,计算了近边界点的温度和热流.数值结果证明了该算法的有效性和精确性.     

基于修正并行光滑粒子动力学方法三维变系数瞬态热传导问题的模拟

为了解决传统光滑粒子动力学(SPH)方法求解三维变系数瞬态热传导方程时出现的精度低、稳定性差和计算效率低的问题,本文首先基于Taylor展开思想拓展一阶对称SPH方法到三维热传导问题的模拟,其次引入稳定化处理的迎风思想,最后基于相邻粒子标记和MPI并行技术,结合边界处理方法得到一种能够准确、高效地求解三维变系数瞬态热传导问题的修正并行SPH方法.通过对带有Direclet和Newmann边界条件的常/变系数三维热传导方程进行模拟,并与解析解进行对比,对提出的方法的精度、收敛性及计算效率进行了分析;随后,运用提出的修正并行SPH方法对三维功能梯度材料中温度变化进行了模拟预测,并与其他数值结果做对比,准确地展现了功能梯度材料中温度变化过程.     

求解本征值问题的改进边界元法

本文提出了一种求解本征值问题的改进边界元技术,它是将Laplace方程对应的基本解用于Helmholtz方程,从而使形成的边界元方程不隐含本征量,这样大大降低了对计算机内存的要求,并提高了求解速度。     

基于边界元与有限元耦合的ERT图像重建算法

环形通道内多相流相分布的测量,对于保障工业生产安全、提高生产效率具有重要意义。电阻层析成像技术是一种新兴的过程参数可视化测量技术.该技术采用非侵入的方式获取管道截面处的介质分布信息,具有响应速度快、安全无辐射、价格低廉等优点,非常适合于多相流测量。但是,由于电学敏感场的高度非线性,该技术的空间分辨率较低,而为了克服这一问题所采用的迭代非线性算法,计算量大、效率低,很难满足现代工业测量需求。针对这一问题,本文提出一种应用于环形通道内多相流检测的ERT快速非线性图像重建算法。该算法采用有限元与边界元耦合的方法求解正问题,采用高收敛的Levenberg-Marquardt方法求解逆问题。实验结果表明,文中所提出算法具有较高的速度和精度。     

某些位势问题的边界元方法

研究某些可归结为位势问题的边界元方法，先求边界元出发方程，经离散化后给出为数值模拟的计算机软件。计算结果符合物理规律并令人满意。     

由卷积型变分原理求解瞬态热传导问题的半解析法

主要针对二维问题，基于卷积型变分原理，提出了求解瞬态热传导问题的半解析法，该方法在空间域内作分区域插值离散，在时间域上采用解析函数。     

同时反演材料热传导系数和比热的算法

讨论同时反演随温度变化的热传导系数和比热的算法.首先将材料的热传导系数和比热表示成随位置和时间变化的函数,利用伴随方程法获得目标函数对k(x,t),C(x,t)的梯度;然后将材料的热传导系数和比热直接按温度区间分段离散,建立目标函数对k(T),C(T)梯度与目标函数对k(x,t),C(x,t)的梯度的关系;随后利用这种关系进行反演计算.算例表明,这样建立的将热传导系数和比热表示为温度的分段函数进行反演的方法是可靠有效的,并且具有良好的抗噪性能.     

具有平均流的膨胀腔声学特性的三维边界元分析

本文将边界元法应用于具有平均流的管道及膨胀腔声学特性的三维分析，获得了具的平均流介质中声传播问题的边界积分方程和基本解。采用九节点二次等参单元离散边界表面并对物理量插值，对奇异积分采用极坐标变换法和间接法联合来消除奇异性，在棱边角点处区分不同方向的质点振速。文中对有无平均流时直管的四极参数及膨胀腔的传递损失进行了计算，并与一维理论及其它方法计算结果进行了比较。