基于子网格材质平均的高阶FDTD(2,4)方法

文章提出了一种基于子网格材质平均的高阶FDTD(2,4)方法,通过对原网格内外环路所围区域进行二次剖分,分别得到内外环路的平均电磁参数;再通过加权平均得到等效电参数,避免了积分运算,简化了建模过程。FDTD(2,4)运算仍在原网格上进行,所以没有增加计算量。该方法用于求解三维介质球散射,数值结果表明,在相同计算量的条件下,该方法具有更高的精度。

水陆两栖飞机全机模型静水滑行水动性能预报

水面起飞性能是水面飞行器的基本性能,也是总体技术的核心,涉及多个学科领域。水陆两栖飞机水面高速滑行水动力性能与排水型船不同,具有速度高、运动复杂等特点,高速滑行时一方面受到较大的水动升力,另一方面受到机翼的升力。结合水陆两栖飞机水面高速滑行特点,利用雷诺平均法(Reynolds average navier-stokes, RANS)数值方法和重叠网格技术对水陆两栖飞机全机模型开展数值仿真模拟,分析了自由液面水气分布、机身底部压力分布特征,并将阻力、姿态和升沉与水池模型试验结果进行对比,验证了数值方法的准确性,为水陆两栖飞机静水滑行水动性能数值预报提供技术基础。

苹果叶片近轴面(正面)润湿性的时空分布研究

【目的】以水为研究对象,通过系统研究苹果叶片近轴面(正面)不同生长期润湿性能的变化规律,提出不同时期苹果树农药剂型的选择依据,同时为研究其他作物叶表面润湿性提供一种新思路。【方法】应用横纵网格平均法和插值法分析苹果树4个不同生长期叶片近轴面(正面)不同区域与水的接触角,并通过常用的3种农药剂型在推荐浓度下与果实膨大后期苹果叶片的接触角加以对比验证。【结果】落花期全叶的平均接触角为(81.25±3.77)°,幼果期全叶的平均接触角为(86.73±3.42)°,果实膨大期增至(89.54±3.50)°,果实膨大后期全叶的平均接触角为(94.63±3.74)°,而且3种农药剂型与苹果叶片的接触角均小于水与苹果叶片的接触角。【结论】苹果叶片近轴面(正面)的润湿性能随生长期逐渐变差,全叶的接触角为非左右轴对称分布,叶缘部位的接触角低于中心主叶脉部位;横纵网格平均法结合插值法,是分析苹果叶片接触角时空分布的一种可行方法;以水为研究对象,落花期和幼果期苹果叶片近轴面(正面)大多数部位的接触角小于90°,表明水可以较好地润湿新叶,此时选择表面活性剂、有机溶剂较少的水基化农药剂型即可;果实膨大期和膨大后期苹果叶片近轴面(正面)大多数部位的接触角大于90°,说明果实膨大期和膨大后期的叶片不易被水润湿,需采用农药药液体系内含有机溶剂、助剂较多的制剂。

线性传输方程满足3个守恒律的差分格式

考虑单个线性传输方程,对其设计了一种满足3个守恒律的差分格式.此格式为3阶Godunov型的,用的是分片2次重构,重构函数的系数由3个守恒量来确定.虽然微分方程是线性的,但所设计的格式是非线性的.数值实验结果表明,此格式是非线性稳定的,并且对长时间的数值模拟有很好的保结构性质.

一种强健的守恒型间断跟踪法在一维Euler方程组上的实现

文[8,9]研究设计了一种守恒型的间断跟踪法,其主要特点是以解的守恒性作为跟踪的机制而不是像传统的间断跟踪法利用Rankine Hugoniot条件,将该跟踪法对一维Euler方程组进行实现.对一维单个守恒律凸流的实现见文[7].由于Euler方程组有3类特征线,信息沿每类特征线传播并相互穿透.如果仍然象单个守恒律那样间断两侧的数值解的计算只用到来自间断同侧的信息,则间断一侧的信息就不能传到间断的另一侧,而会堆积在间断附近.设计了一种几乎是二阶的按特征方式分离信息的方法,将堆积在间断附近的信息分离.而且按此思想可做成高阶方法.该方法中不仅用到了精确Riemann分解,还用到了Roe[12]的近似Riemann分解及各种插值和重构技巧.数值实验表明这样的处理是有效的.

一个解KdV方程的满足两个守恒律的差分格式

Korteweg-de Vries(KdV)方程是人们在研究一些物理问题时得到的非线性波 动方程,其解满足无穷多个守恒律．本文为该方程设计了一种差分格式,其采用的是有限 体积法．但与传统的有限体积法不同的是,它的数值解同时满足两个相关的守恒律．这样 可以更好地保持解的物理上的守恒性质．数值例子表明这一算法是有效的．

CMORPH融合降水产品与地面观测雨量资料估算淮河流域面雨量对比分析

基于CMORPH融合降水产品与地面观测雨量资料,分别采用网格算术平均法与泰森多边形法估算淮河流域15个子单元2008—2011年汛期(6—9月)逐日面雨量,并对2种面雨量估算结果进行对比统计分析。结果表明:15个子单元2种面雨量估算结果具有系统性差异,两者之间存在显著线性关系;逐日面雨量估算结果也存在系统性差异,利用地面观测雨量资料估算的面雨量普遍大于利用CMORPH融合降水产品的估算结果;2种面雨量估算结果在降水量级上有很好的对应关系,各降水量级完全对应的总体比例为78.8%,相差1个量级的比例为20.5%,其中小雨量级完全对应的比例高达91.4%。

一种高精度守恒型间断跟踪法

研究了将茅德康在近20年研究设计的一种基于解的守恒性质的间断跟踪法推广至单个守恒律方程非凸非凹流的情况。设计的算法既实现了对激波的跟踪,间断位置很精确,又成功地分辨出稀疏波。对算法做了严格的局部截断误差分析,证明是高阶精度的,给出数值例子结果。

KdV方程满足能量守恒的数值方法

本文对KdV方程设计了一类发展的满足两个守恒律的数值格式,该格式不仅能满足数值解守恒, 而且能满足数值能量守恒。 数值算例结果表明,这类满足两个守恒律的数值格式,在长时间的数 值模拟中具有很好的稳定性和保结构性。

一种守恒型间断跟踪法在一维单守恒律方程非凸流上的实现

本文的第二作者在近几年发展了一种守恒型的间断跟踪法,该跟踪法是以解的守恒性质作为跟踪的机制,而不是象传统的跟踪法利用Rankine-Hugoniot条件来进行跟踪．本文中主要研究将该算法推广至单个守恒律非凸流的情况．利用精确求解Riemann问题,我们很好地处理了非凸流Riemann解的激波和稀疏波的并存结构,既实现了对激波的跟踪,又成功地分辨出稀疏波．第四节的数值例子,显示了满意的数值结果．

面向数字接骨板设计的长骨模型几何分析

接骨板作为一种常见的固定断骨用医疗器械,需要与骨骼密切贴合。然而目前接骨板大多依据临床经验,或者仅参考少数骨骼的几何形状进行设计,不能满足需求。因此对骨骼三维模型数据集进行分析,为接骨板系列化设计提供依据。该方法首先利用一致顶点漂移非刚体配准算法与基于拉普拉斯坐标的网格变形算法,使骨骼数据重网格化成拓扑一致的图形;再通过主成分分析、聚类分析,获得一系列"平均骨骼"。按此方法设计的接骨板,能够更好地满足与断骨的贴合性约束,达到实际应用需求。

一个解方程u_t+uu_x=0满足两个守恒律的有限体积格式

本文采用有限体积方法为方程ut+uux=0;设计了一种差分格式,它的数值解同时满足两个守恒律,能更好地保持解物理上的守恒性质.