一种基于块雅可比迭代的高阶FR格式隐式方法

最近, 基于非结构网格的高阶通量重构格式(flux reconstruction, FR)因其构造简单且通用性强而受到越来越多人的关注. 但将FR格式应用于大规模复杂流动的模拟时仍面临计算开销大、求解时间长等问题. 因此, 亟需发展与之相适应的高效隐式求解方法和并行计算技术. 本文提出了一种基于块Jacobi迭代的高阶FR格式求解定常二维欧拉方程的单GPU隐式时间推进方法. 由于直接求解FR格式空间和隐式时间离散后的全局线性方程组效率低下并且内存占用很大. 而通过块雅可比迭代的方式, 能够改变全局线性方程组左端矩阵的特征, 克服影响求解并行性的相邻单元依赖问题, 使得只需要存储和计算对角块矩阵. 最终将求解全局线性方程组转化为求解一系列局部单元线性方程组, 进而又可利用LU分解法在GPU上并行求解这些小型局部线性方程组. 通过二维无黏Bump流动和NACA0012无黏绕流两个数值实验表明, 该隐式方法计算收敛所用的迭代步数和计算时间均远小于使用多重网格加速的显式Runge-Kutta格式, 且在计算效率方面至少有一个量级的提升.      

运用Poincaré-Miranda定理数值验证变分不等式解的存在性

本文运用Poincaré-Miranda定理数值验证变分不等式问题解的存在性.证明这一新方法相对于已有的方法更具有普遍性,并通过数值例子说明本方法的高效性.     

安培环路定理的拓扑学描述

近年来拓扑学在量子力学中得到了广泛的运用.本文将安培环路定理积分式重新表达为一矢量场在轮胎参数面上的第一类陈数积分.数值模拟展示了该积分值为一整数即第一陈数,其代表矢量场的整体性质:当经历连续变换时,矢量场的局部数值发生改变但整体积分值即陈数仍保持不变;若陈数发生改变,则表明矢量场变换的连续性条件发生破坏,矢量场出现奇点.进一步通过高斯映射将该矢量场从参数轮胎面映射到单位球面上,并给出了第一陈数的直观几何意义.理论和数值结果揭示了安培环路定理的拓扑学本质,表明拓扑概念在经典物理学中也会有广泛应用.     

破碎波统计及其在上层大洋动力学中的应用

在改进了的破碎波统计模型的基础上,本文导出了单位时间海波破碎面积比、体积率和能量损耗率等重要统计量。观测事实表明,在高海况情况下,海气交换的控制机制是机械的海波破碎过程。从这一点出发,经过物理和量纲上的考虑,我们计算了白冠覆盖率、切向动量通量、水汽通量以及表层湍动度等上层大洋动力学的主要参数。理论结果都能与现有的实测结果一致。这对于改进对海气交换过程的认识以及海气相互作用的模拟都有重要意义。     

毛细管电泳的微机化安培法检测

毛细管电泳的微机化安培法检测胡深，李培标，程介克（武汉大学化学系，武汉，４３００７２）关键词毛细管电泳；微电极；安培法检测；微型计算机安培法电化学检测器用于毛细管电泳有独特的优点，如线性范围宽，选择性好，可以进行生物微环境电活性物质的分离检测［１，２...     

毛细管电泳安培法检测中的在柱场放大效应

本文首次报道用安培电化学检测器探讨毛细管电泳分离的场放大进样效应，分析了系统峰的形成以及场放大进样对电泳分离检测的影响。采用２５μｍ内径毛细管电泳分离，对去甲肾上腺素（ＮＥ）和儿茶酚（ＣＡＴ）分别可达０．４ｎｍｏｌ／Ｌ和１．５ｎｍｏｌ／Ｌ的浓度检测限，有效提高了毛细管电泳安培法检测的灵敏度。     

辣根过氧化物酶在金属螯合琼脂糖/CNTs修饰电极表面的固定化及邻苯二酚检测

将辣根过氧化物酶亲和固定在金属螯合功能化的琼脂糖/碳纳米管复合物修饰电极上,构建了一种新型的安培生物传感器,并将其用于邻苯二酚分析检测.金属螯合亲和是利用Ni2＋对辣根过氧化物酶表面的组氨酸或半胱氨酸残基强烈且可逆的亲和键合能力.因此,在分子中有这样残基的酶很容易固定在含有镍螯合的功能化的琼脂糖/碳纳米管复合物上.采用线性扫描伏安法和安培法研究,酶电极对邻苯二酚在-0.05V（vs.SCE）直接还原生物催化其生成的醌类物质而间接测定.对影响生物传感器灵敏度的pH、施加电位和H2O2浓度进行了研究.研究结果表明在pH为7.0,电极电位为-0.05V（vs.SCE）,H2O2浓度为40-M时,传感器有很好的响应.利用构建的生物传感器对邻苯二酚、苯酚、对叔丁基邻苯二酚及2-氯酚进行了测试,显示出高的灵敏度,特别是对邻苯二酚,其线性范围为2.0×10-8～1.05×10-5M,检测限为5.0×10-9M.此外,生物传感器在保存60天后其响应为起始水平的90%,响应时间为3s,并能用于实际水样测定,表明构建的生物传感器有宽的线性范围、高的灵敏度、好的抗干扰能力和长期稳定性.     

NEWS

膜分离技术在污水处理、中水回用、水质净化、海水淡化、血液透析和生物制药等领域得到了广泛应用。然而,膜在运行过程中出现的膜污染问题严重限制了该技术的发展。膜污染不仅会引起膜通量和分离性能下降,影响膜的长期稳定运行,而且污染后膜的清洗和更换也大大提高了运行成本。为了深入     

乐观型二层随机规划逼近问题最优解集的上半收敛性

文章针对下层随机规划反馈的最优解不唯一,上层为单目标约束随机规划的一类乐观型二层随机规划逼近问题,构建了求解乐观型二层随机规划逼近最优解集上半收敛的理论框架.首先将乐观型二层随机规划等价转化为单层随机规划问题,通过逼近方法建立了无界可积函数在有限区域上以及全空间上的一致逼近定理,应用此结果给出了目标函数的连续收敛性和约束集的K-收敛性.其次利用上图收敛理论,得到了乐观型二层随机规划逼近最优解集的上半收敛性.该结论提供了乐观型二层随机规划逼近最优解集可以近似替代精确的最优解集的理论依据,结果表明离散化逼近方法是可行的、有效的、合理的.     

一类带有无穷时滞的Lotka-Volterra食饵捕食系统的正周期解

首先给出了一类带有无穷时滞的Lotka-Volterra食饵捕食系统,接着使用Krasnoselskii’s不动点定理研究了其正周期解的存在性;然后证明了正周期解的全局吸引性;最后,给出了一个例子.