起伏地表条件下有限差分地震波数值模拟——基于广义正交曲线坐标系

为了解决常规有限差分法在处理起伏地表自由边界条件时存在的需进行复杂坐标旋转和插值运算,以及对起伏地表进行阶梯状离散近似所产生的虚假绕射波等问题,把待求解的物理域离散成贴体正交曲线网格,将该网格映射到计算域的矩形规则网格上,在该计算域内求解一阶弹性波速度-应力方程及相应的自由边界条件,实现了广义正交曲线坐标系下的起伏地表地震波数值模拟问题.该算法简化了自由边界条件的实施,避免了因起伏地表阶梯化网格离散近似所产生的虚假波.数值模拟结果表明,该方法是可行的,可以用于起伏地表条件下地震波传播规律的研究.

正交曲线坐标系的应变张量转换

论证任何一种正交曲线坐标系中的度量张量矩阵皆为对角矩阵,即在该坐标系中的该点的活动标架彼此正交,为直角坐标系;证明可采用直角坐标系的应变张量公式计算正交曲线坐标系的应变张量矩阵;并给出了正交曲线坐标系应变张量转换的普适方法和ITRF与WGS84之间应变张量矩阵转换的表达式。

正交曲线坐标系中单位基矢的导数

由不同正交曲线坐标系的单位基矢之间的变换矩阵,推导出正交曲线坐标系的单位基矢对本身坐标的求导和对时间的求导规律.并且以球坐标系与柱坐标系的单位基矢的本身空间坐标求导为例进行了讨论.

正交曲线坐标系下紊流数学模型的曲率修正

考虑弯曲边界曲率效应对水流水力特性的影响，建立了正交曲线坐标系下的紊流数学模型。通过计算实例说明。

正交曲线坐标系应变张量的普适表达

将表征笛卡儿坐标系度量张量的拉梅系数与单位向量重新赋予后,代入正交曲线坐标系中,发现笛卡儿坐标系的应变张量为其拉梅系数与单位向量的函数。利用笛卡儿坐标系与正交曲线坐标系变换矩阵,推导出对正交曲线坐标系的位移分量微分进行改正的数学表达式,并给出了正交曲线坐标系应变张量的普适表达式。

一般正交曲线坐标系中的降维时域有限差分法

相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠定了基础。数值实验证实了这一方法的有效性。

正交曲线坐标系中单位基矢对时间的导数

不同正交曲线坐标系的单位基矢之间的变化矩阵是复数域的幺正矩阵,在实数域是正交矩阵.由此,推导出不同正交曲线坐标系的单位基矢之间的变化规律,进而推导出正交曲线坐标系的单位基矢对本身坐标的求导和对时间的求导规律.再将中间过程的另一正交曲线坐标系的单位基矢选取为单位常矢量,得出普适公式.最后以球坐标系与柱坐标系的单位基矢的本身空间坐标求导为例进行讨论,分别得出球坐标系与柱坐标系中单位基矢对时间的一阶、二阶导数的变化规律.

正交曲线坐标系下梯度、散度和旋度的公式

介绍梯度、散度和旋度在正交曲线坐标系下的表示公式，

贴体正交曲线坐标系下水流泥沙数学模型的构建与应用

为了研究深圳河河口福田保税区围垦填土占用部分河道对深圳河治理工程防洪能力和河床冲淤变化的影响情况，建立了贴体正交曲线坐标系下的平面二维的深圳河河道-河口-海湾整体水域的水流泥沙数学模型，模型中采用双步全隐有限差分法离散求解水流运动方程，悬沙不平衡输运方程采用三阶 QUIKEST 格式离散后用交错方向法求解。在经实测水文资料验证的基础上，应用数学模型计算了 8 种洪峰流量和河口高潮位组合 4 种围垦填土的挖除方案下深圳河沿程水位和河床冲淤变化，讨论了深圳河治理工程防洪能力降低的程度和近河口段洲滩冲刷以及所造成香港一侧红树林的破坏情况，提出了优化挖除方案。

任意正交曲线坐标系中角速度的矩阵算法

本文提出了求任意正交曲线坐标系中角速度的矩阵公式,并介始了该公式的推导方法。且以示例说明用该公式求角速度的具体方法。所得结果与以往文献是完全吻合的。

非正交曲线坐标系数值模拟加力燃烧室湍流两相流燃烧

采用双流体模型对航空发动机加力燃烧室的湍流两相流燃烧过程进行了数值模拟 ,数值计算方法为非正交曲线坐标系下非交错网格的 SIMPL E方法 ,差分网格采用分区方法生成 ,计算时对整个流场进行分区迭代直至得到收敛结果。气相化学反应速率用涡旋破碎模型 ( EBU ) ,充分考虑两相之间的质量、动量和能量的相互作用 。

正交曲线坐标系中加速度的拉氏方程求法

采用拉格朗日方程，给出一种求解正交曲线坐标系中加速度的简捷方法．

正交曲线坐标系下极性连续统的动力学方程组

应用非完整系物理标架给出正交曲线坐标系下Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ型、Ｋｉｒｃｈｈｏｆ型、Ｓｉｇｎｏｒｉｎｉ型和Ｎｏｖｏｚｈｉｌｏｖ型有限变形极性弹性介质动力学方程组的具体形式·

正交曲线坐标系中单位矢量的空间导数

本文用矩阵的方法,导出了常用的正交曲线坐标系中单位矢量的空间导数。其方法简单也便于记忆。

正交曲线坐标系中的角动量算符

由不同正交曲线坐标系的单位基矢之间的变换矩阵,推导出角动量算符之间的普遍变换规律.并且在正交曲线坐标系中给出Hamilton算符及角动量算符的表示.讨论球坐标系、柱坐标系、直角坐标系之间的单位基矢之间的变换矩阵及角动量算符之间的变换规律.并讨论在球坐标系、柱坐标系、直角坐标系中L^2算符的处理.

正交曲线坐标系下二维浅水方程的变换

在平面二维明渠非恒定流的研究中,常采用边界拟合坐标技术建立二维正交曲线网格,但是直接推导坐标变换后在正交曲线坐标系下的二维浅水方程比较困难.本文给出了一种应用张量分析的推导方法,利用该方法简单、准确地给出了正交曲线坐标系下的二维浅水方程的具体形式,该方程已经广泛地应用于明渠水流计算中.

伽利略变换下正交曲线坐标系中速度和加速度的矩阵表示

在伽例略变换下，巧妙利用零矢量，给出了任意正交曲线坐标系中质点速度和加速度的矩阵表式方法．

正交曲线坐标系中平衡方程的简化推导

弹性力学中的正交曲线坐标系,工程中常用到的有平面极坐标、柱坐标和球坐标.正交曲线坐标系中平衡方程的建立。

平面问题正交曲线坐标系应力分量用应力函数表示的统一公式

通过分析矢量形式的正交曲线坐标系平衡微分方程导出了平面问题正交曲线坐标系应力分量用应力函数表示的统一公式。

求正交曲线坐标系中复杂系统角速度的新方法

本文提出了正交曲线坐标系中用矩阵法求角速度矢量三素组的简便公式，并介绍这些公式的推导方法。且以示例说明使用该公式求任意正文曲线坐标系中的角速度，所得结果与以往文献中的结论完全吻合。