一类变系数非线性奇摄动方程的变形坐标法

利用变形坐标法,讨论了一类变系数的非线性奇摄动问题:(xn+εym)dy/dx+nxn-1y=1,y(1)=a>1,x∈[0,1],0<ε<<1,m,n为自然数,a为常数.通过与L-P方法的对比和对参数几种不同取值的分类探讨,得到了该变系数非线性奇摄动方程的一致有效的渐近解.并且通过数值模拟,证实了方程的精确解和用变形坐标法得到的渐近解的一致性,从而说明用变形坐标法解此类奇摄动方程的渐近解的有效性.     

Nonautonomous deformed solitons in a Bose-Einstein condensate

We study exact single-soliton solutions of an attractive Bose-Einstein condensate governed by a one-dimensional nonautonomous Gross-Pitaevskii system. For several different forms of time-dependent atom-atom interaction and external parabolic potential which satisfy the exact integrability scenario, we construct a set of new analytical nonautonomous deformed-soliton solutions, including the macroscopic wave function and the position of soliton＇s center of mass. The soliton characteristics are modulated by the external field parameters and deformation factors related to the number of the condensed atoms and the initial conditions. The results suggest a simple and effective method for experimentally generating matter-wave deformed solitons and manipulating their motions.     

直来直去证明不等式

文[1]通过构造长方体,利用代换方法证明了一些代数和三角不等式,读后很受启发,构造与变更,实现了问题的转化,获得证明不等式的一种有效途径.笔者的持续思考是,对于这些不等式,能不能直来直去的给出更加简明的证明方法呢?经探究是可简化的,这只要进行适度的代数变形,利用均值不等式、柯西不等式以及放缩技巧,笔者从高中教材基础知识出发给出直接证法,作为一份课程资源,供读者学习时参考.     

强夯加固机理的非线性动态冲击显式有限元数值分析

根据强夯的特点,采用同时考虑几何非线性、材料非线性、状态非线性,并且考虑瞬态大变形的非线性动态显式有限元,分析了强夯对地基土的冲击碰撞过程。该方法克服了以往有限元计算强夯动力问题时需再引入其他的简化假定的已知量,能较实际地反映强夯加固的动力特性。通过对工程实例计算研究,取得了令人满意的效果。     

大变形网格上时间二阶精度扩散方程的保正格式

本文基于已有的连续扩散通量的两点非线性离散格式,构造了2D非稳态扩散方程大变形网格上的两层非线性有限体积格式.该格式利用Crank-Nicolson (C-N)方法的思想在时间方向获得了二阶精度.由于所得代数方程组的系数矩阵的转置是M矩阵,从而能够保持解的正性,并利用Brouwer不动点定理证明了格式解的存在性.数值实验结果表明,在较大时间步长下,该格式具有二阶计算精度.     

矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征分析

煤矿冲击地压主要发生在巷道中,其主要原因之一是巷道围岩积聚了大量的弹性能。为得出矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征,降低巷道支护成本,推导了巷道冲击破坏失稳能量准则,并建立了矩形巷道围岩能量积聚计算模型,理论分析了采深、巷道断面尺寸和煤层厚度对矩形巷道围岩能量积聚影响规律,得出:矩形巷道积聚的弹性能随采深的增加而增大,采深越深,巷道积聚的弹性能增长速率越快。巷道围岩积聚能量随巷道断面尺寸增加而增大。当煤层厚度小于巷道影响范围时,巷道积聚能量随煤层厚度增加而增大。在实际工程中,尽可能减小巷道断面尺寸,尽可能沿顶、底板布置巷道。研究结果为冲击地压巷道布置和降低巷道支护成本提供了理论依据。     

《数值流形法》序

得知郑宏教授的《数值流形法》即将脱稿,激动之情难以言表.我完全同意郑教授将流形法的特点归结为“升阶”和“切割”.受郑教授的委托,我愿在此将建立流形法的历程做一简单的回忆.其实早在1985年———也就是在我完成不连续变形分析法(DDA)之前,“升阶”在我心中已完全成熟.“升阶”似乎能取得一致收敛,弥补有限元只能按能量收敛的缺憾.我没有急于发表是因为一直没能想到令我满意的解决“不连续”的办法.起初曾想过在DDA块体上引入高阶多项式,或在块体上再划网格,也就是用分片多项式来提高DDA块体的变形精度.但我对这些方案都不甚满意,因为实际计算时多项式的阶数会受到限制,引入网格又会招致有限元既有的毛病——解的精度受控于网格质量.     

基于视频序列的虚拟人渲染方法

针对肢体动作有限的虚拟人仿真系统,提出了一种基于视频序列的虚拟人渲染方法。首先利用建模工具获取关键表情和口型的脸部模型,并对脸部模型进行预处理,在选取脸部模型后,采用基于模型的脸部姿态估计算法,将其叠加到包含肢体动作的图片上以生成具有新表情的图片;然后利用图像变形技术逐次生成含有虚拟表情的图像序列,并将图像序列转换为视频,通过播放视频渲染出逼真的虚拟人。实验结果表明,渲染得到的虚拟人的真实度有了明显的提高。     

Real-time accurate Free-Form Deformation in terms of triangular Bezier surfaces

We implemented accurate FFD in terms of triangular Bezier surfaces as matrix multiplications in CUDA and rendered them via OpenGL. Experimental results show that the proposed algorithm is more efficient than the previous GPU acceleration algorithm and tessel- lation shader algorithms.