基于非结构四边形网格的WENO格式

基于非结构四边形网格发展求解双曲守恒律的三阶加权基本无振荡（WENO）格式.针对任意非结构四边形网格选取重构模板,并给出基于线性多项式的三阶线性重构.但对于一般的非结构四边形网格,会出现非常大的线性权和负权,使得非线性重构的WENO格式对光滑问题也不稳定.本文给出一个处理非常大的线性权的优化重构方法,对优化后得到的负线性权采用分裂方法进行处理.对于非线性权,提出一种考虑局部网格和物理量间断的新光滑度量因子.采用优化重构方法和新的非线性权,当前的三阶WENO格式在质量很差的网格上也具有很好的稳定性.理论的三阶精度在数值精度测试算例中得到验证,同时一范数和无穷范数的误差绝对值不依赖于网格质量;具有强间断的数值结果证明了当前格式的有效性.     

非结构网格生成Bowyer—Watson方法的改进

完善了应用Ｄｅｌａｎｎａｙ原理生成非结构网格的Ｂｏｗｙｅｒ－Ｗａｔｓｏｎ方法。通过求解简化Ｐｏｉｓｓｉｏｎ方程，灵活地控制网格的疏密，通过网格层次的区分，提高了网络的贴体性能；并通过分区，实现了适用于粘流计算的网格生成。     

三维非结构粘性网格生成方法

描述了一套适合粘性流动计算的三维非结构网格自动生成方法.在物面附近的粘性作用区域,采用推进层方法生成各向异性的"扁平"四面体网格,并通过一定的网格伸长控制参数,实现整个流场区域网格高度的平滑过渡.当粘性网格的推进高度达到预定要求时,推进层方法自动停止,转而采用阵面推进方法生成常规意义的尽量接近正四面体的各向同性网格.同时给出了利用该方法生成的M6机翼非结构粘性网格来求解机翼粘性绕流的简单算例.     

八叉树网格到非结构混合网格的转换

在数值模拟中, 非结构网格的优势是可以采用相同的数值格式统一处理任意复杂的计算区域, 但在网格生成过程中难度大, 并且不容易控制网格质量。树结构网格可以认为是介于结构网格和非结构网格之间的一种网格, 目前已经有相对成熟的方法快速在复杂区域内生成二维四叉树网格和三维八叉树网格。在实际应用中, 数值方法往往需要在连接协调的非结构网格上做离散, 树结构网格中不同尺寸的网格之间连接不是协调的, 在应用上会受到很多限制。文章实现了树结构网格到非结构混合网格的转换, 这种转换在二维情况下就是将四叉树网格转换为非结构三角形和四边形的混合网格, 三维情况下则将八叉树网格转换为非结构混合网格。这一转换过程的难点在于需要考虑数千种不同的八叉树单元, 并给出能实现连接协调的非结构混合网格划分。可以出现的网格单元包括六面体、三棱柱、金字塔和四面体这4种不同情况。通过特别的分类, 实现了程序的自动生成, 这种程序自动生成技术一方面可以避免人工编写大量程序时的失误, 另一方面也使得对数以千计的不同情况的处理成为可能。通过对几个简单网格的测试, 对网格数据转换方法做了初步的验证。      

曲率相关的爆轰波在非结构四边形网格上的数值方法

假设爆轰波阵面的法向速度是曲率的线性函数,在非结构四边形网格上采用水平集方法模拟爆轰波阵面的运动过程.水平集方程的曲率无关项采用正格式离散,曲率项采用伽辽金等参有限元方法空间离散,时间离散采用半隐格式.在笛卡儿网格和随机网格上,含曲率的水平集方程的离散格式为强一阶精度,重新初始化方程的离散格式精度为近似一阶精度.曲率收缩的不光滑界面和多个爆轰波阵面相互作用的算例说明格式可有效地模拟爆轰波与曲率相关的运动.     

非结构四边形网格下的一类保对称有限体元格式

针对定常扩散问题,在非结构四边形网格下,通过选取特殊的控制体和有限体元空间,建立两种保对称有限体元格式,在拟一致网格剖分下,当扩散系数光滑时,证明有限体元解函数在L²和H¹范数下均具有饱和误差阶.数值实验验证理论结果的正确性,同时表明新格式对扭曲大变形四边形网格、间断系数问题具有较强的适应性.在正交网格下,第二种格式对流(flux)函数在单元中心点的值还具有超逼近性.     

三维非结构网格自动生成

采用各向异性平面非结构网格生成技术对曲面的参数平面进行三角剖分,从而得到曲面的非结构网格,作为三维非结构网格的边界网格.应用推进面法生成网格内点,增量法将生成的内点逐点插入现有网格进行网格细化,得到三维计算域的Delaunay非结构网格.讨论了非结构网格质量优化方法.给出几个算例说明方法的应用.     

二维非结构网格生成及Euler方程计算的方法研究

用离翼型表面最小作为阵面推进法中的参数选择依据。生成二维问题的非结构网格。这种方法戏了传统的背景网格观念,直接提供网格生成过程中所需的背景信息。在求解Ｅｌｕｅｒ方程时,用格心格式的有限体积法作空间离散,用四步Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ作时间推进,采用不同的加速收敛措施获得定常流动。提出了两这界条件的构造办法,并 不同边界条件对结果的影响。     

非结构网格的并行生成

研究了非结构网格的并行生成方法.改进了R.Lohner的"波阵面"区域分裂算法以使子网格及其边界更有益于网格并行生成,提出了边界并行优化策略,改善了边界的光滑性;完善了子区域内生成网格时接受新点及新单元的条件,在界面网格生成过程中提出只接受新单元而拒绝新点的策略,节省了机时.     

二维非结构网格生成及自动加密技术

介绍一种可对任意二维区域进行非结构网格划分的方法,提出关于网格调整光滑的新思想,可对Laplace型滤波算子赋予新的意义。在此基础上再有目的选择松弛因子的大小,可达到同样的光滑效果而迭代次数显著减少。利用文献[3]提供的自动加点算法,对该方法稍加改进,就能完成自适应过程。利用该方法编制的程序,只需提供边界点座标,就能快速地得到满意的网格。     

二维矢量边界推进非结构网格生成方法

提出二维矢量边界推进生成非结构三角形网格方法并证明其可行性.根据流场边界尺度布置边界节点并运用矢量边界推进方法生成背景网格,运用符号面积函数和概率筛选方法布置初始点阵,提出Spring-Laplace方法优化节点位置,同时利用边交换技术优化网格结构.该方法可包含任意点源、线源和内嵌边界,可自由进行局部自适应加密或稀疏,实现任意平面域内与尺度要求一致的高效光滑三角网格剖分.     

基于约束Delaunay三角化的二维非结构网格生成方法

给出基于局部重构和边交换技术的两种约束Delaunay三角剖分方法并证明其收敛性.采用边界指示法恢复流场形状;在预设尺度的指导下融合流场边界曲率、中轴线、梯度限制等信息修正流场尺度;运用Spring方法布置边界点,通过符号面积函数和概率筛选法布置计算区域节点;运用Spring-Laplace方法优化节点位置,伴同边交换和边吞噬技术优化网格结构.该方法可自由进行局部自适应加密或稀疏,并应用于映射曲面网格生成和移动网格技术.     

基于Steiner点扰动和矢量边界推进技术的三维约束非结构网格生成方法

提出一种结合Steiner点扰动和矢量边界推进三角化技术的三维约束非结构四面体网格生成方法.在由物面节点生成的Delaunay网格基础上,利用Conforming方法恢复计算域形状,然后利用点扰动技术迫使所有Steiner点全部从约束边、面上转移,并利用矢量边界推进三角化方法重构约束面三角剖分,进而得到完全恢复所有约束条件的Constrained网格,并证明方法的收敛性和稳定性.     

A General-Purpose Finite-Volume Advection Scheme for Continuous and Discontinuous Fields on Unstructured Grids

We present a new general-purpose advection scheme for unstructured meshes based on the use of a variation of the interface-tracking flux formulation recently put forward by O. Ubbink and R. I. Issa (J. Comput. Phys.153, 26 (1999)), in combination with an extended version of the flux-limited advection scheme of J. Thuburn (J. Comput. Phys.123, 74 (1996)), for continuous fields. Thus, along with a high-order mode for continuous fields, the new scheme presented here includes optional integrated interface-tracking modes for discontinuous fields. In all modes, the method is conservative, monotonic, and compatible. It is also highly shape preserving. The scheme works on unstructured meshes composed of any kind of connectivity element, including triangular and quadrilateral elements in two dimensions and tetrahedral and hexahedral elements in three dimensions. The scheme is finite-volume based and is applicable to control-volume finite-element and edge-based node-centered computations. An explicit–implicit extension to the continuous-field scheme is provided only to allow for computations in which the local Courant number exceeds unity. The transition from the explicit mode to the implicit mode is performed locally and in a continuous fashion, providing a smooth hybrid explicit–implicit calculation. Results for a variety of test problems utilizing the continuous and discontinuous advection schemes are presented.     

A New Scheme for Probabilistic Teleportation and Its Potential Applications

We propose a novel scheme to probabilistically teleport an unknown two-level quantum state when the information of the partially entangled state is only available for the sender. This is in contrast with the fact that the receiver must know the non-maximally entangled state in previous typical schemes for the teleportation. Additionally, we illustrate two potential applications of the novel scheme for probabilistic teleportation from a sender to a receiver with the help of an assistant, who plays distinct roles under different communication conditions, and our results show that the novel proposal could enlarge the applied range of probabilistic teleportation.     

A New Scheme for Probabilistic Teleportation and Its Potential Applications

We propose a novel scheme to probabilistically teleport an unknown two-level quantum state when the information of the partially entangled state is only available for the sender. This is in contrast with the fact that the receiver must know the non-maximally entangled state in previous typical schemes for the teleportation. Additionally, we illustrate two potential applications of the novel scheme for probabilistic teleportation from a sender to a receiver with the help of an assistant, who plays distinct roles under different communication conditions, and our results show that the novel proposal could enlarge the applied range of probabilistic teleportation.     

A New Kind of k-Quantum Nonlinear Coherent States: Their Generation and Physical Meaning

A new kind of k-quantum nonlinear coherent states, i.e., the k eigenstates of the k-th power $\hat{B}^{k}$ (k≥3) of the generalized annihilation operator $\hat{B}=\hat{a}\frac1{f(\hat{N})}$ of f-oscillators, are obtained and their properties are discussed. The completeness of the k states is investigated. An alternative method to construct them is proposed. It is shown that these states may form a complete Hilbert space, and all of them can be generated by a linear superposition of k Roy-type nonlinear coherent states. Physically, they can be generated by a linear superposition of the time-dependent Roy-type nonlinear coherent states at different instants.