具有边梁加固的板弯曲问题的差分方法

由极小势能原理出发，构造了具有边梁加固的板弯曲问题的差分格式，给出了数值结果，定时地研究了板与边梁相互作用的规律。     

一类奇摄动薄板弯曲问题的匹配渐近解

研究了一类薄板弯曲问题. 对四阶奇摄动边值问题, 引入伸长变量, 构造边界附近的内层解, 然后与外部解匹配. 最后用合成展开式理论, 得到了原问题的的渐近解. 关键词： 薄板弯曲 挠度 渐近解     

海-气耦合动力系统的改进变分迭代解法

研究了一个描述厄尔尼诺和南方涛动振荡物理机理的海-气耦合动力系统.利用改进变分迭代方法 (MVIM)简捷地得到了该非线性模型近似解的展开式.通过与特殊情形下模型精确解的比较,说明获得的MVIM 近似解具有非常好的准确度.     

基于变分方法的混沌系统参数估计

提出一种基于变分原理的估计混沌系统未知参数的方法,对以x= F(x,θ) 为控制方程的所有混沌系统具有普适性.首先将混沌系统方程引入到目标泛函中;接着利用变分原理导出了混沌系统的伴随方程和待辨识参数泛函梯度的通用公式;然后设计了估计混沌系统未知参数的算法;最后对典型的Lorenz混沌系统和超混沌Chen系统的未知参数进行了估计.数值仿真结果表明该方法是一种非常有效的估计混沌系统未知参数的方法. 关键词： 混沌系统 参数估计 变分方法 伴随方程     

一种变分方式的平面网格生成与网格重分方法

在对流体力学方程进行数值求解时，需要应用到网格，当在物理区域上生成网格时，为了克服不同物理区域所带来的求解问题的复杂性，可以把物理区域转换为一个简单的逻辑区域，此时物理区域上的一组网格可以看作由逻辑区域内的一组点通过一个变换得到，这一变换通常要求是保边界的，同时变换的Jacobian也要求是非零的。如何选取这样的变换，使得通过变换在物理区域中生成均匀、光滑并尽可能正交的网格，是网格生成的主要目标之一。     

定时间步长变坐标步长差分求解单相Stefan问题

对单相Stefan问题提出了一种定时间步长、变坐标步长的差分求解方法.在固定时间步长内,以计算得到的移动界面位置作为网格节点的坐标,前后界面位置之差为空间步长,逐步地自动形成网格的划分,计算这些节点处的温度,从而获得下一时刻的移动界面的位置.     

非线性映射参数辨识的离散变分方法

提出一种辨识非线性映射系统中未知参数的离散变分方法, 对以x_k+1 = F(x_k,θ)为状态控制方程的所有映射混沌系统具有通用性. 对典型的Logistic映射和Henón映射中的未知参数进行了估计, 仿真结果表明了该方法的有效性.     

用离散变分方法计算几种原子的电子动量谱

用以密度泛函理论为基础的离散变分方法研究了氦原子、氩原子、钠原子和钾原子,分别得到了氦原子、氩原子、钠原子和钾原子动量空间的轨道电子云密度分布,并与实验值做了比较．     

GPS掩星一维弯曲角算子在四维变分资料同化系统中的实现方法研究

GPS无线电掩星资料的良好特性使其作为十分重要的观测资料在欧洲 及美国数值天气预报中效果明显. 本文设计了一维弯曲角算子在四维变分资料同化系统中的实现方法和质量控制策略. 详细阐述了一维弯曲角正演算子及其切线性/伴随算子在全球四维变分资料同化系统中的实现步骤和过程, 其中折射率计算中采用Rüeger的折射率最佳平均因子的三项表达式, 计算出更加精确的折射率值. 对2012年8月份的GPS无线电掩星资料进行了观测误差统计, 引入了更加符合四维变分资料同化系统实际情况的一维弯曲角观测误差模型和质量控制策略. 同时, 对比了观测误差统计试验中同化GPS无线电掩星资料的模式背景场和未同化GPS无线电掩星资料的背景场的观测误差统计结果, 发现同化GPS无线电掩星资料之后的观测误差统计结果在全球区域正作用十分明显, 尤其是在中低纬度地区, 高度在10 km 以上的区域观测误差减小十分明显. 关键词： GPS无线电掩星 一维弯曲角算子 四维变分同化系统 质量控制     

中厚板弯曲问题的Kriging插值无网格法

基于Reissner-Mindlin板弯曲理论,将Kriging插值无网格法应用于中厚板弯曲问题,推导相应的离散方程.该方法可以只依赖于一组离散的节点建立试函数,有效地避免了复杂的网格划分和网格畸变的影响.相对于无网格法中常用的移动最小二乘近似而言,滑动Kriging插值法的形函数满足Kronecker delta函数性质,可以直接施加本质边界条件.算例分析表明,用Kriging插值无网格法分析中厚板弯曲问题,具有效率高,精度高和易于实现等优点.     

2.5维模拟中时域有限差分近-远场变换方法

为进行从高功率微波源到天线辐射整个系统的2.5维模拟,在近场模拟的基础上对2.5维模拟中时域有限差分(FDTD)的近-远场变换方法进行了研究。先将2.5维近场模拟区的输出边界绕对称轴旋转一周,得到封闭的3维圆柱面;然后根据等效原理由该封闭面上的FDTD近场求得等效电磁流;再根据自由空间中电流及磁流的时域辐射场公式计算出电磁流的远区辐射场。给出了2.5维模拟中TM01模式及TE01模式激励下圆锥喇叭远区辐射算例,所得计算结果与3维全电磁模拟软件CST的计算结果符合较好。     

2.5维模拟中时域有限差分近-远场变换方法

 为进行从高功率微波源到天线辐射整个系统的2.5维模拟,在近场模拟的基础上对2.5维模拟中时域有限差分(FDTD)的近-远场变换方法进行了研究。先将2.5维近场模拟区的输出边界绕对称轴旋转一周,得到封闭的3维圆柱面;然后根据等效原理由该封闭面上的FDTD近场求得等效电磁流;再根据自由空间中电流及磁流的时域辐射场公式计算出电磁流的远区辐射场。给出了2.5维模拟中TM01模式及TE01模式激励下圆锥喇叭远区辐射算例,所得计算结果与3维全电磁模拟软件CST的计算结果符合较好。     

On Feasibility of Variable Separation Method Based on Hamiltonian System for a Class of Plate Bending Equations

The eigenfunction system of infinite-dimensional Hamiltonian operators appearing in the bending problem of rectangular plate with two opposites simply supported is studied. At first, the completeness of the extended eigenfunction system in the sense of Cauchy＇s principal value is proved. Then the incompleteness of the extended eigenfunction system in general sense is proved. So the completeness of the symplectic orthogonal system of the infinite-dimensional Hamiltonian operator of this kind of plate bending equation is proved. At last the general solution of the infinite dimensional Hamiltonian system is equivalent to the solution function system series expansion, so it gives to theoretical basis of the methods of separation of variables based on Hamiltonian system for this kind of equations.     

A Truly Boundary-Only Meshfree Method Applied to Kirchhoff Plate Bending Problems

The boundary particle method (BPM) is a truly boundary-only collocation scheme, whose basis function is the high-order nonsingular general solution or singular fundamental solution, based on the recursive composite multiple reciprocity method (RC-MRM). The RC-MRM employs the high-order composite differential operator to solve a much wider variety of inhomogeneous problems with boundary-only collocation nodes while significantly reducing computational cost via a recursive algorithm. In this study, we simulate the Kirchhoff plate bending problems by the BPM based on the RC-MRM. Numerical results show that this approach produces accurate solutions of plates subjected to various loadings with boundary-only discretization.     

Double Symplectic Eigenfunction Expansion Method of Free Vibration of Rectangular Thin Plates

The free vibration problem of rectangular thin plates is rewritten as a new upper triangular matrix differential system. For the associated operator matrix, we find that the two diagonal block operators are Hamiltonian. Moreover, the existence and completeness of normed symplectic orthogonal eigenfunction systems of these two block operators are demonstrated. Based on the completeness, the general solution of the free vibration of rectangular thin plates is given by double symplectie eigenfunction expansion method.     

确定薄膜厚度和光学常数的一种新方法

借助于不同的色散公式,运用改进的单纯形法拟合分光光度计测得的透过率光谱曲线,来获得薄膜的光学常数和厚度。用科契公式分别对电子束蒸发的TiO2和反应磁控溅射的Si3N4,以及用德鲁特公式对电子束蒸发制备的ITO薄膜进行了测试,结果表明测得的光学常数和厚度,与已知的光学常数以及台阶仪测得的结果具有很好的一致性。这种方法不仅简便,而且不需要输入任何初始值,具有全局优化的能力,对厚度较薄的薄膜也可行。采用不同的色散公式可以获得各种不同薄膜的光学常数和厚度,这在光学薄膜、微电子和微光机电系统中具有实际的应用价值。     

Double Symplectic Eigenfunction Expansion Method of Free Vibration of Rectangular Thin Plates

The free vibration problem of rectangular thin plates is rewritten as a new upper triangular matrix differential system. For the associated operator matrix, we find that the two diagonal block operators are Hamiltonian. Moreover, the existence and completeness of normed symplectic orthogonal eigenfunction systems of these two block operators are demonstrated. Based on the completeness, the general solution of the free vibration of rectangular thin plates is given by double symplectic eigenfunction expansion method.     

渐变阻抗飞片超高速发射数值模拟

 为在轻气炮上实现二级飞片的超高速发射,设计了波阻抗连续变化的渐变阻抗飞片。变阻抗飞片撞击面为镁,底面为钨,中间为镁、铜和钨的掺合材料。建立了变阻抗飞片超高速发射的计算模型,采用分成单元层描述阻抗变化。对变阻抗飞片超高速发射二级飞片过程进行了数值模拟计算,分析了阻抗分布、二级飞片直径和缓冲层厚度对二级飞片速度的影响。结果表明：在优化阻抗分布、二级飞片直径和缓冲层厚度的条件下,二级飞片的最大速度能够达到16 km/s以上。     

基于面元法的水平轴风力机数值模拟

使用基于速度面元法的势流数值模拟方法,以NREL PhaseⅥ为例进行了叶片气动载荷和风轮近尾流场的数值模拟。将势流数值模拟、叶素动量理论和计算流体力学CFD方法的计算结果与实验数据进行了对比分析。结果表明使用速度面元法计算风轮绕流场具有较高的计算精度和求解效率,为大规模风力机群的流场计算和出力预报提供支撑。