一种改进的无单元伽辽金方法

使用单位分解积分,对传统的无单元伽辽金方法进行改进.有限覆盖和单位分解是单位分解积分的数学基础,对单位分解积分进行了严格证明,并指出使用Shepard函数作为单位分解函数是一个很好的选择.数值实例表明,使用单位分解积分进行数值求积的无单元伽辽金方法是一种真正的无网格方法,与经典的背景网格积分相比具有更高的精度.     

推进方式的参考Jacobian网格优化方法

将参考Jacobian方法与前沿推进方法相结合,设计一种推进方式的参考Jacobian网格优化方法.该方法从计算区域的部分边界开始,沿着给定的方向逐步推进,每前进一步都以相邻的两行(或两列)结点为边界采用参考Jacobian方法进行优化,其中处于后方的一行(或一列)使用的是前一步优化后的结点.分析及数值实验表明,与参考Jacobian方法相比,不仅能大幅度降低执行时间,而且优化后的网格在几何品质方面相当接近,甚至更优,得到的网格与Lagrange网格更接近.     

一类自适应运动网格的ALE方法

从积分形式的二维Lagrange流体力学方程组出发,使用ENO高阶插值多项式,推广了四边形结构网格下的一阶有限体积格式,构造一类结构网格下的高精度有限体积格式.结合有效的守恒重映方法,发展一类高精度的ALE方法,并结合自适应运动网格技术,进行ALE方法的数值模拟,得到预期的效果.     

移动网格与Level Set耦合方法在气-液两相流数值模拟中的应用

本文采用自适应移动网格与Level Set函数相耦合的方法来实现气-液两相流的数值模拟与计算.作为自适应网格方法的一种,移动网格方法主要是为了解决发展方程的计算问题而设计的方法.文中给出了移动网格的生成方程,并针对方程的非线性,给出了一种半隐式的离散方法用于进行求解.本文将移动网格方法与Level Set方法相耦合,将控制流体运动的Navier-Stokes方程以及追踪相界面的Level Set方程转换到曲线坐标下,应用一套曲线坐标方程组来同时描述气、液两相流的运动规律,成功实现了对气-液两相流问题的数值模拟.通过对顶盖驱动流的计算以及对液滴沉降现象的模拟计算,验证了本文方法的可靠性.本文对常重力与微重力下两气泡融合的发展规律进行了数值模拟,通过分析对比,得到了重力对两气泡融合变形的影响规律.     

大跨度双层网壳的非线性动态响应

网壳结构在大跨度结构中得到广泛应用．在建立了双层网格扁球壳的非线性强迫振动微分方程的基础上,研究了在边缘滑动固定的边界条件下,双层网格扁球壳的非线性动态响应问题．用突变理论建立了该网壳的尖点突变模型,得出了突变的临界方程,并阐述了网壳参数对该结构动态屈曲的影响．     

非结构隐式方法在空心弹丸流场模拟中的应用

采用非结构网格的LU-SGS隐式算法计算三维Euler方程,数值模拟了不同马赫数以及不同攻角下某空心弹丸绕流流场,分析了流场的波系结构及其升阻力特性,计算结果表明空心弹丸的阻力系数比同口径的普通弹丸的阻力系数大约小30％,空心弹丸的阻力系数以及升力系数随攻角的变化规律与普通弹丸一致．     

槽道湍流近壁结构的DPIV观测实验

采用DPIV系统(由两台CCD相机组成)对槽道湍流进行速度场时间历程的观测实验,通 过对大量测量结果的综合分析,取得了槽道湍流近壁结构的空间结构及其时间演化过程特征 的结果,可以揭示上扫下掠、湍流瞬时速度型等现象与大尺度涡演化的物理关系,解释若干 湍流大尺度结构的特征机理,还表明DPIV系统提供了一种定量观测湍流的时空结构特征的手 段.     

同位网格摄动有限体积格式求解浮力驱动方腔流

利用对流扩散方程的摄动有限体积格式,在Rayleigh数从10$^{3}$ 到10$^{8}$的范围内对浮力驱动方腔流动问题作了数值模拟. 对流扩散方程的摄动 有限体积格式具有一阶迎风格式的简洁形式,使用相同的基点,重构近似精度高,特别是两 相邻控制体中心到公共界面的距离相等或不相等,PFV格式公式相同等优点. 在数值模拟中, 无论均匀网格还是非均匀网格均获得与DSC方法、自适应有限元法、多重网格法等Benchmark 解相符较好的数值结果,证明UPFV格式对高Rayleigh数对流传热问题的适用性和有效性.     

燃烧室两相流场亚网格燃烧模型的研究

在三维任意曲线坐标系下采用不同的亚网格燃烧模型对环形燃烧室火焰筒气液两相湍流瞬态反应流进行大涡模拟．计算中所采用的数学度模型有：k方程亚网格尺度模型估算亚网格湍流黏性;热通量辐射模型估算辐射换热,分别采用亚网格EBU燃烧模型（E-A model）、亚网格二阶矩输运方程模型（SOM）和亚网格二阶矩代数模型（SOM-A）估算化学反应速率．并在非交错网格系统下气相采用SIMPLE算法和混合差分格式求解,液相采用Lagrange处理,并用PSIC算法对其进行求解．通过实验结果和计算结果的比较,表明在三维任意曲线坐标系下对燃烧室火焰简两相湍流油雾燃烧流场进行大涡模拟,3种不同的亚网格燃烧模型都能真实反映两相湍流化学反应流流动及实际燃烧过程,而采用亚网格二阶矩输运方程模型稍优于其他两种亚网格燃烧模型．     

手性分子与手性拓扑指数

应用自制的有机化合物结构解析专家系统ESESOC, 对与28个外消旋类化合物(特殊的氨基酸)分子手性中心有关的对称性问题进行了判别, 如对称面、对称点和对称轴等. 同时用的开发的程序对这些化合物的构型进行了自动识别和标示. 在此基础上, 以手性拓扑指数为参数, 利用Fisher意义下的分析和人工神经网络法, 对这些化合物的对映体进行了高效液相色谱分离中先后淋洗出的的对映体进行分类判别. 结果表明, 人工神经网络法优于Fisher意义下的判别分析.