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.     

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．     

低渗透油藏水平井分段采油优化模型

针对低渗透油藏水平井的分段采油,考虑变盲筛比的分段完井方法,引入启动压力梯度,基于势的叠加、镜像反映原理和微元线汇思想,分别建立了低渗透封闭油藏和低渗透底水油藏的分段采油耦合模型。以水平井的产量作为目标函数,以生产水平井段的长度和中心点位置作为优化变量,分别建立了两种边界条件的低渗透油藏水平井分段采油优化模型。利用遗传算法,编制数值模拟软件,对水平井分段采油时分段方案进行了优化设计,分别给出了不同分段模式下的最优分段方案。     

求解浅水波方程的半离散中心迎风方法

将Jin's的界面方法应用到求解双曲守恒型方程的半离散中心迎风方法中,给出了一种新的求解浅水波方程的半离散中心迎风差分方法。对于源项,不是采用传统的单元均值而是采用单元界面处的值来近似,使所得格式对稳定态的求解是均衡的。且已证明所给的二阶精度的求解格式保持水深的非负性,这一特性使其能够较好的处理干河床问题。使用该方法产生的数值粘性(与O(Δ2r-1)同阶)要比交错的中心格式小(与O(Δx2r/Δt)同阶),而且由于数值粘性与时间步长无关,从而时间步长可根据稳定性需要尽可能的小,因此适用于稳定态的求解。     

高精度格式WCNS-E-5的Fourier分析与应用

对高精度加权紧致非线性格式WCNS-E-5进行了理论分析和应用研究。首先采用Fourier方法分析了WCNS-E-5与WCNS-5及其它高阶格式(迎风偏置格式EUW-5与标准格式)的差分误差特性,研究了它们在分辨效率方面的特性和相位误差在多维方向上的各向异性特性。分析结果显示WCNS-E-5与WCNS-5在色散与耗散特性方面优于EUW-5,分辨效率也普遍高于EUW-5和格式,而且它们的相位速度在多维方向上传播所表现的各向异性特性与其它高阶格式一致。WCNS-E-5的高精度特性与WCNS-5的一致,但在计算过程中少了三对角矩阵求解因而它的效率更高,于是采用WCNS-E-5数值模拟了二维/三维复杂流场,算例包括单涡斜向运动、二维Rie-mann问题以及存在分离的大攻角钝锥流动问题。计算结果体现了WCNS-E-5具有很低的数值耗散误差,它对激波、膨胀波和接触面等间断具有很好的捕捉能力,得到的图像清晰光滑,准确再现了真实流动现象。     

光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案

介绍了光纤陀螺寻北的基本原理,分析了基座的倾斜误差对寻北精度的影响。基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角将直接引起一个同样量级的方位角测量误差,从而在较大程度上影响寻北精度。基座平面绕陀螺轴的倾角对方位角测量的影响小,在一些寻北精度要求不高的场合,可以忽略该倾角的影响。最后介绍了光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案。二位置寻北方案利用光纤陀螺对相差180°的两个方向上的地球自转角速率水平分量的敏感,精确地解算出地理真北方向与陀螺轴向的夹角。系统简单,比较容易实现。     

GFSINS姿态角速度双路组合方案设计

针对无陀螺捷联惯导系统解算载体姿态角速度精度不高的系统瓶颈,分析现有的一种九加速度计配置方案角速度信息输出特征,提出通过改进解算方法,在载体上同时获取两套相对完整而独立的姿态角速度信息从而构成姿态角速度双路组合方案的设想,并且在该组合方案中引入反馈型自适应神经网络,通过设置合理的神经网络学习周期,提供更逼近真实值的加速度计输出,结合包含加速度计误差少、没有加速度计误差积累两种优点的姿态角速度辅助算法,以获得更高精度的载体姿态角速度输出,进一步提高无陀螺捷联惯导系统导航精度.仿真结果验证了该设计思想可行性,并且证明了角速度双路组合方案相对普通角速度解算方案在精度上的优势.     

高速公路护栏立柱力学特性室内静载试验分析

通过设计并进行高速公路护栏立柱力学特性室内静载试验,对旧规范护栏立柱、新规范护栏立柱和升级改造后护栏立柱进行了力学特性测试.通过对试验结果进行对比分析,对该升级改造方案的实际效果进行评价,同时对该升级改造中相关参数进行单一变量试验,得出不同阶段影响立柱可受力峰值的控制因素.研究表明,文中所介绍高速公路旧护栏立柱升级改造方案可以使旧护栏的抗剪抗拉性达到甚至超过新规范护栏性能,且可在一定程度内通过控制立柱内混凝土浇筑高度增强护栏立柱的力学性能,当浇筑高度达到地面平齐高度后,护栏立柱的力学性能所受其影响可以忽略.     

Computational analysis of dense gas shock tube flow

Nonclassical phenomena associated with the classical dynamics of real gases in a conventional shock tube are studied. A TVD predictor-corrector (TVD-MacCormack) scheme with reflective endwall boundary conditions is used for the one-dimensional Euler equations to simulate the evolution of the wave field of a van der Waals gas. Depending upon the initial conditions of the gas, wave fields are produced that contain nonclassical phenomena such as expansion shocks, composite waves, splitting shocks, etc. In addition, the interactions of waves reflected from the endwalls produce both classical and nonclassical phenomena. Wave field evolution is depicted using plots of the flow variables at specific times and withx-t diagrams.     

NND格式在非结构网格中的推广

在张涵信提出的无波动、无自由参数的差分格式（ＮＮＤ格式）的基础上，构造了适用于非结构网格的二阶精度ＮＮＤ有限体积格式，解决了现有非结构网格方法中为抑制激波附近的波动而必须引入含自由参数的人工粘性项的困难，并采用网格自适应技术以提高效率．通过对二维平板激波反射和前台阶在管道内的流动问题的计算，表明本方法可有效地用于Ｅｕｌｅｒ方程的求解．