用于模拟方向耦合器的显式差分光束传播法

探讨了用于模拟方向耦合器的显式差分光束传播法 (EFD- BPM) ,引用了一种用于模拟的三维差分格式 ,使用谐波分析法证明了其稳定条件 ,并以此格式进行了计算模拟方向耦合器的光耦合过程 .

基于POM的物质输运方程数值格式研究

在三维海洋模式POM基础上建立水质模型,采用中心差分格式、迎风格式以及Smolarkiewicz迎风格式离散物质输运方程。以三维理想水槽中连续源排放的浓度场预测为例,分析3种离散格式求解所得的浓度场。结果表明,3种格式的数值解与解析解的偏差均小于20%。中心差分格式会引起解的震荡,导致物质的反向输移,出现浓度负值。迎风格式能够保证浓度的正值,但该格式带来的数值耗散导致数值解与解析解偏离较大。Smolark-iewicz迎风格式在普通迎风格式基础上引入抗扩散流速,经多次叠代,能有效降低计算中的数值耗散,提高了计算精度。

从壁面脉冲到湍流相干结构演化的数值模拟(英文)

发展了高效求解基于 Navier-Stokes方程的扰动方程高阶紧致差分方法 ,研究了壁面强脉冲到湍流相干结构的复杂演化过程。该方法采用高精度、高分辨率的三维耦合中心差分格式 ,以及和高阶时间分裂法相结合因而更为有效 ,比一般谱方法更适用于较为广泛的流动区域和边界条件的湍流相干结构研究。文中模拟了槽道流动中壁面强脉冲诱导的湍流相干结构的产生、发展和演化过程 ,显示了湍流相干结构的基本特征和发展规律。计算结果表明 ,所用壁面强脉冲模型比共振三波模型更有效。

边界层流动中湍斑的直接数值模拟

用Navier Stokes方程直接数值模拟平板边界层流动中湍斑的形成和演化过程.发展了模拟湍斑的高精度、高分辨率的高效计算方法,包括推出四阶时间分裂法以提高精度;提出三维耦合差分方法,用于关于压力的泊松方程和关于速度的亥姆霍兹方程的空间离散,建立其四阶三维耦合中心差分格式;并采用四阶紧致迎风差分格式,避免了一般四阶中心差分格式不适用于边界邻域的困难和提高了分辨率;精心地处理各种边界条件,以保持精度和稳定.该方法适用于包含边界邻域的整个区域内的湍斑模拟.通过模拟平板边界层流动中湍斑的复杂演化过程,显示了湍斑的基本特征.

海下缆索系统运动的动力学模拟

本文用三维动力学模型模拟了缆索系统在海流影响下的回转运动,水平方向的正弦运动,升沉运动,缆长定深及海下机器人的搜索问题。模拟结果与实验符合较好。