内圆外矩同轴线内TEM波的场结构及其特性阻抗

利用数值保角变换,研究内圆外矩同轴传输线内TEM波的场结构,利用软件MATLAB、HFSS绘制其场结构图,并给出特性阻抗的计算公式.研究结论对于计算该传输线的衰减常数、了解其功率容量、考虑功率耦合及设计有关的有源器件具有一定的参考价值.     

Preface

This special issue is originated from the workshop on ＂Recent Developments in Numerical Methods for Nonlinear Hyperbolic Partial Differential Equations and their Applications＂ held on September 1-5, 2008, at Banff International Research Station for Mathematical Innovation and Discovery, in Banff, Alberta, Canada. The workshop was organized by Ian Mitchell （University of British Columbia）, Stanley Osher （University of California, Los Angeles）, Chi-Wang Shu （Brown University） and Hongkai Zhao （University of California, Irvine）.     

基于高斯伪谱法的月球软着陆轨道的数值分析

月球软着陆是月球探测技术发展的关键所在,针对月球软着陆过程中的着陆轨道设计、着陆过程最优控制的实际问题进行定量分析,运用高斯伪谱法将问题转化为求解满足一定性能指标和约束条件的最优控制问题以确定月球软着陆的最优控制策略;分析着陆区域数字高程图,得到月球最优着陆区域.     

二维分数阶Volterra积分方程的修正block-by-block方法

基于经典block-by-block方法的思想,构造了二维分数阶Volterra积分方程的一个修正block-by-block数值求解格式.该方法的优点在于只需求解u(x1,y),u(x2,y),u(x,y_1)和u(x,y_2),其他未知量均不需要耦合求解.数值算例表明该格式具有较好的逼近性.     

送风温度变化对数据中心热环境影响的模拟研究北大核心

为研究送风温度变化对数据中心热环境的影响,在分析数据中心空调系统负荷特性和能耗现状的基础上,以南京某小型数据中心工程实例为研究对象,采用数据中心专用CFD模拟软件对其气流组织进行了数值模拟,分析了该机房冷量利用情况。结果表明,送风温度变化会对气流组织产生一定的影响,送风温度提高,机柜平均出风温度提高,部分机柜存在冷量利用不充分的情况;距地面1.5m、3m平面位置及主要衡量立面温度均有不同程度的提高,增幅在3.8%—12.9%之间,气流组织受到一定的影响。综合分析得出送风温度在13℃热环境较好,更有利于冷量的充分利用。     

锌电极放电过程及失效机制数值分析

锌-空气电池是一种高能量的电池体系.实验表明, 在大功率工作条件下, 锌电极的材料利用率随电流密度的增加而急剧下降. 为探索其在大功率工作条件下的放电机理, 本文针对这一过程建立了一维数学模型, 通过数值求解模拟多个物理量如离子浓度、传递电流密度、电极孔隙度、固体氧化锌等在电极内部的分布变化情况, 在此基础上分析电极的性能. 数值结果分析表明, 固体氧化锌对电极内质量传输过程的限制是导致电极失效的根本原因. 其析出时间及在电极内部的集中分布位置对电极性能有显著影响; 而仅当其体积分数超过30%-35%的范围后才开始显著限制传质过程. 讨论了电极的优化措施, 模拟表明更高的溶液电导率,更大的电极孔隙度有利于增加大功率工作条件下电极的材料利用率. 但最重要的是保持电极内部氢氧根离子的浓度在一个较高的值,对于封闭式电极可以通过补液实现, 理想情况为设计一个电解液循环式的锌电极.     

对“四舍六入五留双”修约规则的商榷*

数值修约是分析化学教学的重要内容。目前,主流分析化学教材均采用 “四舍六入五留双”数值修约规则。详细剖析了该规则中尾数与进舍条件的关系,指出“四舍六入五留双”修约规则中应采用“尾数的首位”而不是“尾数”设置进舍条件,否则存在逻辑错误。对比分析表明,“四舍六入五留双”以数字4、5和6为比较值设置的修约规则等价于GBT8170—2008国家标准中以数字5为比较值设置的进舍规则,但GBT8170—2008国家标准的进舍规则的逻辑、表述等优于“四舍六入五留双”规则。因此,建议分析化学教材采用GBT8170—2008国家标准规定的数值修约相关内容。     

爆轰波对碰驱动平面锡飞层的动力学及动载行为特征研究

强冲击下的物质变形、破坏及诱发的轻重介质混合问题,是内爆压缩科学和工程应用领域的研究重点.本文针对爆轰波对碰条件下的复杂加载动力学过程及其动载破坏形态特征,开展数值模拟研究与极曲线理论分析.设计了爆轰波对碰驱动平面锡飞层的计算模型,获得了爆轰加载动力学过程及波系相互作用物理图像,分析了锡飞层对碰区自由表面速度历史的典型特征.给出了锡飞层中折射激波对碰发生马赫反射的临界条件,解读了三波结构的传播行为,阐明了对碰区内存在"一维正冲击"区域,一维区外存在单次斜冲击向两次斜冲击过渡的复杂加载动力学过程,提出了对碰区冲击动力学模型,揭示了影响对碰区动载行为特征的机理.数值模拟结果与极曲线理论分析结果相互印证,符合较好.本文的研究成果,将为深入理解和解读对碰区特殊的物质破坏及混合现象提供重要的理论支撑.     

激光等离子体中电子热流变化的数值模拟

利用二维相对论电磁粒子模拟程序研究了激光等离子体中电子热流在各向异性等离子体中的发展演化过程,提出了单位时间内等离子体临界表面上输运的能量与电子自由路程之间的函数关系,得到了用经典Spitzer-Harm理论来描述的电子热传导公式,探讨了经典电子热传导模型与被限制的自由热流随时间的变化情形。数值结果表明,强激光照射等离子体薄靶时的初始时刻电子热流迅速增大,但由于周边的自生磁场对电子的运动有限制作用,因此热流随时间缓慢地减少。对这些过程的研究对于电子热流的衰减和热输运等过程有重要意义。     

低空大展弦比无人机翼梢磁梯度测量探头气动特性及影响

针对一种低空大展弦比无人机, 文章进行全机和翼梢磁梯度测量探头数值模拟.全机计算给出翼梢磁梯度测量探头对全机气动特性和操稳特性的影响; 翼梢磁梯度测量探头计算实现了气动外形优化设计, 在保持全机操稳特性的前提下, 最大程度地减小全机气动阻力增量.结果表明, 磁梯度测量探头对全机气动阻力增量在9%之内, 俯仰力矩变化在5%之内, 对全机操稳特性的影响不大, 气动外形优化设计基本满足该低空大展弦比无人机的安全飞行技术要求.