一类高效率高分辨率加映射的WENO格式及其在复杂流动问题数值模拟中的应用

由于映射操作会带来额外的计算时间消耗,传统加映射的WENO格式存在计算效率低的缺陷.为了提高传统加映射WENO格式的计算效率,通过利用标准符号函数的一种近似逼近函数构造出一族近似常值映射函数,本文提出了一种新的加映射WENO格式,称为WENO-ACM.新映射函数满足文献中已有WENOPM6格式映射函数的全部设计要求,其中WENO-PM6是一种为了克服经典WENO-M格式潜在的精度丢失缺陷而提出的格式.新格式保留了WENO-PM6在低耗散和高分辨率方面的优势,同时,显著的减少了每个时间步映射过程中的数学运算操作数,进而在计算效率方面获得了明显的提升.理论分析表明,新格式在即使包含临界点的光滑区域也能够获得最佳收敛精度.对近似色散关系的研究表明,新格式的频谱特性也得到了显著的提升.对大量标准测试算例进行了模拟计算,包括精度测试、激波管问题、激波-熵波相互作用、爆炸波相互碰撞、二维黎曼问题、双马赫反射、前台阶流动、瑞利-泰勒不稳定性和开尔文-亥姆霍兹不稳定性问题等.与广泛认可的WENO-JS, WENO-M, WENO-PM6格式综合比较发现,新提出的WENO-ACM格式在高效率、低数值耗散...     

“整体1”的妙用

<正>在某些条件及结论都含有"1"的题目中,若把"1"进行整体代换,则能简化解题过程,达到事半功倍的效果.下面举例说明"整体1"在证题、解题中的妙用.     

远距离爆炸荷载作用下钢框架几何相似律研究

根据Π定理推导了远距离爆炸荷载作用下钢框架原型结构与缩比模型的几何相似律表达式。基于已有的钢框架子结构爆炸实验,采用AUTODYN建立了钢框架子结构数值模型,验证了流固耦合方法在结构爆炸响应分析中的可靠性。在此基础上,对比了流固耦合方法和解析爆炸边界方法在钢框架远距离爆炸数值模拟中的准确性和计算效率,结果表明,解析爆炸边界方法可以合理地模拟远距离爆炸荷载作用下钢框架的动态响应,且计算效率较高。最后,采用该方法分析了具有不同相似比的两层三跨钢框架结构在远距离爆炸荷载作用下的动态响应及毁伤效应,结果表明:该结构的动态响应和毁伤效应符合几何相似规律。     

BaSO4-CaCO3-CaF2基高发射率建筑保温隔热涂料的制备研究

以自制BaSO4-CaCO3-CaF2为功能填料,水性丙烯酸乳液为成膜物质,钛白粉和滑石粉为体质颜料,辅以多种功能助剂,按一定配比混合经搅拌和球磨制得高发射率建筑保温隔热涂料.采用XRD、FT-IR及光谱发射率等手段分析表征了功能填料的结构和红外功能特性,研究了钛白粉添加量、功能填料添加量及搅拌时间分别对涂料太阳光反射比、隔热温差及稳定性的影响,优化了涂料最佳配比.结果表明:功能填料在7～20μm波段内平均发射率为0.89;钛白粉和功能填料添加量分别为16;和30;,搅拌时间为23 h时,涂层隔热温差可达18.4℃,涂料红外光谱发射率最高可达0.93,在7～20 μm波段内平均发射率为0.90,涂层具有良好的保温隔热效果.     

跨学科融合实验：不锈钢皂的效果检验、原理探究与创新自制

不锈钢皂是用304不锈钢制作的肥皂,其有效性和原理存在争议。设计了跨学科融合实验,包括不锈钢皂的效果检验、原理探究与创新自制等3个主要环节。实验结果表明,不锈钢皂不能除菌,但能去除异味;其原理是物理吸附作用,而不是通过生成二价铁离子或三价铁离子与异味分子反应;可以通过物理打磨或化学腐蚀不锈钢表面、添加有效成分等多种方法自制不锈钢皂。实验基于生活情境中的真实问题,融合了化学、物理、生物、医学、通用技术等多学科知识和方法,培养学生解决跨学科问题的能力。     

苯乙烯阴离子聚合仿真实验软件的研究

烯类单体的阴离子聚合是高分子化学课程中主要理论内容之一,为了使学生更好地掌握和运用理论知识,通常需要配合实验教学加以验证。而传统的烯类单体的阴离子聚合实验由于受各方面条件限制,实验效果欠佳。本文以苯乙烯阴离子聚合实验的开展为背景,介绍了聚合实验软件平台的设计、开发、硬件系统和实验的内容。经过验证,该实验软件平台功能完善,界面简洁,运行稳定,可以结合实际硬件设备以及具体需求进行实验教学。     

二维平面激波折射的理论计算方法

围绕二维平面激波与物质界面作用,建立了流场波系结构的理论计算方法.首先分析了界面两侧激波独自沿界面传播过程,识别了两类正规折射和三类非正规折射;然后,根据两侧扰动沿界面传播的相对快慢,得到了三种不同的作用情形.与已有的Catherasoo方法相比,此方法:1)考虑了激波波后紧邻波阵面流场中扰动对界面附近折射的影响,区分了扰动的强弱及其是否可以追赶上激波阵面; 2)除了少数情形外,大都基于Euler方程精确解描述流场中波系相互作用.利用该方法对马赫数1.17的激波与空气/SF6界面作用进行计算,得到的波系结构与数值结果、已有实验数据基本一致,透射波阵面与水平方向夹角吻合程度优于Catherasoo结果;给出了反射波参数、界面偏折角度等,而Catherasoo方法不能计算这些参数.对于马赫数2.00的激波,通过比较不同介质密度比和界面倾角下的理论与数值结果,发现此方法对波系类型的识别比Catherasoo方法更为准确,且识别了波后强扰动追赶上激波形成三波结构的折射类型,后者无法识别此类型.上述结果表明,新方法具有良好的适用性,对波系类型的识别较已有方法的准确度更高,可获取更为丰富的波系结构...     

爆炸冲击波反射流场的理论计算方法

爆炸冲击波遇到固壁,依次发生正规和非正规反射。本文中基于镜像方法,将爆炸冲击波在固壁反射等效为真实和虚拟爆炸流场的相互作用,建立了波后流场的理论计算方法。首先,假定反射波是以虚拟爆源为中心的圆弧,马赫杆是以爆心在固壁投影点为中心的圆弧。然后,根据爆炸自由场传播规律,利用基于几何近似的方法,建立流场中冲击波结构随时间演化的计算方法,确定任意时刻波后流场区域。最后,利用新发展的叠加模型LAMBR (LAMB revisied),将真实和虚拟爆炸流场进行叠加,给出波后流场中的压力、密度和速度等物理量。通过与数值模拟结果和已有数据进行对比,发现该方法得到的流场物理量分布、峰值等能够反映流场发展的主要规律,从而验证了该理论方法的合理性。而且,该理论方法所需的时间相较于数值模拟大大缩短。     

我校高分子材料与工程专业生产实习的改革与实践

高分子材料与工程专业的生产实习是本专业重要的教学环节,对于培养学生的实践能力与综合素质具有重要作用,针对目前我校生产实习中存在的问题,引入多媒体仿真实习,从单元训练入手,逐步过渡到大型聚合反应装置,将原来的单一到工厂生产实习的模式改革为数字化仿真实习和工厂实际生产实习相结合的模式,积极联系多家生产实习企业,多方位多角度拓宽实习渠道,并严格考试制度,严把考核关。经过几年的改革与实践,我校生产实习取得了较好的实习效果。     

基于逆向思维的化学实验创新研究

在分析常规实验的基础上,发现问题或不足,基于逆向思维进行创新改进。通过药品加入顺序的倒置、实验仪器或实验环境的倒置操作、逆向分析实验结论等,创新改进制备氢氧化亚铁沉淀,盐酸滴定NaHCO3溶液,利用发光二极管判断原电池正负极,反转实验环境改进焰色反应,逆向分析水的组成等实验。