一种简单的对流边界层参数化方法

本文在山西神头地区1984—1989年多次大规模野外测试资料的基础上,对试验区大气边界层气象和湍流特征进行分析,提出一种简单的对流边界层参数化方法。本参数化方法综合利用了对气边界层各种半经验理论和实验结果,在不影响要求精度的前提下,把对对流边界层湍流结构和平均场的探测减少到最小程度。实测检验表明,本方法预测精度较高,绝大部分误差为10～30％是一种估算对流边界层主要气象参数的简单实用、准确有效的方法。

一种求解时间关联型缓坡方程的数值方法

以含底摩阻能量耗散项的时间关联型缓坡方程为控制方程,建立了一种具有二阶精度的数值离散格式.该格式对时间导数使用Euler预测-校正格式离散;对空间导数使用中心差分格式离散.基于统一边界条件表达式,对边界条件进行处理.数值解与物理模型实验值吻合较好,表明数值模拟模型可以有效地模拟波面随时间和空间的变化以及波高的空间分布.

第一、二、三类非齐次线性边界条件的齐次化

本征函数法和格林函数法是求解数学物理定解问题的常用方法 ,这些方法要求问题具有齐次线性边界条件 .若定解问题具有非齐次线性边界条件 ,则必须选择辅助函数 ,使之化为齐次边界条件 .本文首先对稳定的非齐次边界条件进行讨论 ,得到选择辅助函数的普遍方法和结果 ;然后对其结果应用参数变易法进行改造 ,使之适用于不稳定的非齐次边界条件 ,从而得到选择辅助函数的普遍方法和结论 .

用初参数积分方程方法解开口圆环壳问题

本文用初参数积分方程方法求解了开口圆环壳问题,给出了静水压和线布荷载作用的算例.

机载电子设备中印制板边界条件的识别

在机载电子设备机箱中 ,印制板通过插座和锁紧机构固定在机箱内。印制板与机箱的这种连接方法 ,给它的边界条件的确定带来了极大的困难。根据机载电子设备中印制板有限元动力学模型与模态试验的固有频率之差 ,建立了印制板边界参数识别的优化模型 ,并采用信赖域法中的Levenberg_Marquardt法 ,求解上述优化问题。验证试验结果表明 ,提供的印制板边界条件识别方法是有效的 ,识别的印制板边界参数完全可以用于印制板的动力学分析与设计。

非齐次边界条件下轴向运动梁的非线性振动

轴向运动系统的横向非线性振动一直是国内外研究的热点课题之一.目前相关研究大都是针对齐次边界条件的.但是在工程实际中,非齐次边界条件更为常见,而针对非齐次边界条件的研究相对较少.为深入研究非齐次边界条件对轴向运动系统横向非线性振动的影响,本文以轴向变速运动黏弹性Euler梁为例,引入由黏弹性引起的非齐次边界条件,同时还引入由轴向加速度引起的径向变化张力,建立梁横向振动的积分-偏微分型运动方程,并导出了相应的非齐次边界条件.采用直接多尺度法分析了梁的次谐波参数共振.由可解性条件得到了梁的稳态响应,并根据Routh-Hurvitz判据确定了系统稳态响应的稳定性.通过数值例子讨论了黏弹性系数,轴向运动速度,轴向速度脉动幅值和非线性系数对幅频响应的影响,并详细对比分析了非齐次边界条件和齐次边界条件对幅频响应的影响.结果表明:随着黏弹性系数的增大,非齐次边界条件下的零解失稳区域和稳态响应幅值比齐次边界条件下的失稳区域和幅值大,非齐次边界条件对高阶次谐波参数共振的影响更加显著.最后,引入微分求积法来验证直接多尺度法的近似解结果.

用真空加固软土地基的机制与计算方法

本文结合用真空加固软土地基的实际工程问题,通过固结模型分析了真空对软基的作用机制,明确了土体在负压作用下发生的排水-变形过程与在正压荷载作用下的固结过程是相似的,都是通过孔隙水应力的变化将外荷载传递给土骨架的过程;二者的区别在于孔隙水应力的初始条件与边界条件不同,因此也可以用固结理论进行设计计算。在三轴仪中进行的上样在负压作用下的固结试验验证了这一结论。在计算方法上,本文给出负压作用下一维固结方程的理论解以及二维问题的有限单元分析方法,并与试验或工程实测数据进行了比较。

基于LS-RSGFD方法优化的横向各向同性(TI)介质一阶qP波高精度数值模拟

为克服各向异性介质弹性波数值模拟中存在着计算量大和波场分离困难等局限,研究了声学近似的VTI介质和TTI介质一阶qP波数值模拟方法.首先对VTI介质弹性波方程进行声学近似,推导了VTI介质一阶qP波方程;然后基于精确的TTI介质频散关系,引入一个包含各向异性控制参数σ的新辅助波场,推导了稳定的TTI介质二阶耦合qP波波动方程,并通过引入波场的伪速度分量,推导了等价的一阶应力-速度形式.结合旋转交错网格有限差分(RSGFD)和基于最小二乘优化的有限差分(LS-FD)两种各具优势的方法,研究了最小二乘旋转交错网格有限差分(LS-RSGFD)方法,并用其数值求解VTI和TTI介质一阶qP波方程,然后通过构造其LS-RSGFD格式,实现了高精度的各向异性介质qP波波场数值模拟.数值模拟结果表明:TI介质一阶qP波方程能够准确地模拟各向异性介质中qP波的运动学特征,引入控制参数σ能够有效地减弱不稳定性问题,保证非均匀TTI介质中qP波场的稳定传播;利用优化的LS-RSGFD方法可以得到高精度的合成地震记录,同时还可以相对地提高计算效率.

体各向异性场对界面自旋波存在条件的影响

以海森伯模型为基础,只考虑最近邻相互作用,在计入外磁场和非周期性边界条件下,应用界面重参数化(IR)方法,讨论了体各向异性场对界面自旋波存在条件的影响,结果发现:不管耦合多弱都会存在声学-声学型界面自旋波;若存在能隙,随着各向异性场的变化还会存在声学-光学型界面自旋波和光学-声学型界面自旋波。

横向荷载下基桩受力的无单元分析方法探讨

针对目前横向荷载下基桩受力分析方法不能反映基桩桩土作用的复杂边界条件以及桩周土力学参数沿深度变化等问题 ,引进无单元分析法 ,重点考虑介质不连续与基桩桩周土力学参数沿深度变化等问题 ,初步建立了横向荷载下基桩受力分析的无单元分析方法 ,并开发了相应的计算软件 ,和传统分析方法与实测所得结果进行对比分析表明 。

晶粒生长过程的蒙特卡罗模拟方法

计算机模拟晶粒生长所用的模型及模拟方法大体可分3种:蒙特卡罗(MonteCarlo)方法或改进的蒙特卡罗方法(简称MC法)、使用连续扩散界面场模型以及将细胞状的晶粒结构看作Laguerre棋盘形布局来处理的Laguerre模型。特别是应用于模拟焊接热影响区(HAZ)晶粒长大的二维和三维过程取得了较好结果,但在生长模型的边界处理等方面有待继续完善,特别是晶粒生长与晶化温度、时间、气氛等参数密切相关,这种复杂工艺条件下的晶粒生长过程的模拟,是当前该领域正待解决的难题。

复合材料层合夹芯板局部变形行为研究

在局部荷载作用下,带软夹芯层的夹芯板结构将产生一定的局部变形现象。本文采用双参数基础模型模拟软夹芯材料与受载层合面板间的相互作用,基于经典层合板理论,推导并给出了夹芯板结构局部变形问题的半解析分析方法,并通过算例讨论了边界条件、荷载作用方式、夹芯层厚度与弹性模量等因素对该类结构局部弯曲和局部屈曲行为的影响。

岩石力学反演分析研究及工程应用

岩体本身是一个高度复杂的不确定和不确知系统,其物性参数、本构模型、计算边界条件(地应力等)和量测的位移与应力等无法准确确定。由量测信息来确定各类计算参数和模型的反分析方法自提出以来得到了迅速的发展,目前已成为解决复杂岩土力学问题的重要方法。针对当前岩石力学中的热点和难点问题进行了研究,并将其应用于实际工程中。主要工作内容如下: (1) 采用区间变量表示工程中的不确定性量,针对区间分析中计算结果的区间扩张问题,提出了区间参数摄动法和区间参数优化法来求解区间有限元方程;当区间变量范围较大时,提出了将区间参数分区的方法来求解区间有限元方程;通过一计算实例,将原有的解法同提出的方法进行了比较。 (2) 在区间有限元方程的解法深入研究的基础上,将量测信息视为区间不确定性的变量,建立了区间参数反分析模型,将区间分析同摄动理论、优化方法相结合,提出了区间参数摄动反分析方法和区间参数优化反分析方法;基于确定性逆反分析的思想,提出了区间逆反分析方法。 (3) 在梯度类优化方法中,针对梯度计算中计算量大、耗时的问题,提出了用变分伴随方法来计算参数反分析中的梯度向量,形式简单,计算快捷。 (4) 根据系统辨识所需的先验信息、实现的原理和方法。

半球型介质加载的单极子天线的全波分析

对轴对称柱坐标的时域有限差分方法进行了详细的讨论 ,并将完全匹配层吸收边界条件推广到圆柱坐标系。使用时域有限差分方法对半球型介质加载的单极子天线进行了全波分析 ,给出了其S参数曲线和输入阻抗的数值计算结果 ,并与文献结果进行了比较 ,吻合较好。

基于matlab的少齿差行星齿轮减速器的优化设计

本文采用现代优化设计方法针对少齿差行星齿轮减速器进行了主要参数设计。根据设计要求,确定了减速器的齿数差,建立了目标函数及性能和边界约束条件,利用matlab软件的优化工具箱对减速器进行了模数和齿数的优化设计,最后通过传统设计方法与优化设计方法的结果比较,说明了优化设计方法是一种提高效率,节约成本的有效优化途径。

典型复合式结构路面的建模分析

有限元方法应用于公路工程路面分析已经由来已久,通过对典型的复合式结构路面应用有限元分析方法,从对路面结构建模、到利用单元法对模型进行整体的网格划分,以及合理的选配合适的边界条件和模型参数,以及最后通过计算机系统的处理器对模型结构进行应力及变形分析、整理。系统地阐述了有限元方法在典型的复合式结构路面上的应用。

流线体外形曲线的参函数表示法

本文提出用一个已知函数与参函数的相乘积构造流线体外形曲线解析表达式的一种数学方法。其中参函数由流线体的边界条件决定,反映流线体的边界信息和内部几何特征。在定义范围内,任意一个给定的参函数就对应一条流线体外形曲线。算例证明本文方法不仅可用于流线体外形的设计和建立其型线系列,也可以用于已知流线体型线(离散值)求其近似的解析表达式。对此,本文方法亦具有十分良好的逼近能力。

第10章 试例Ⅶ:风向转向90度

10.1 风场,边界条件 在广阔的海面上,以20米/秒风速均匀地向北吹,直到海浪处于充分成长(fp=fPM,试例Ⅶα)或者半充分成长(fp=2fPM,试例Ⅶb)。这时（t=0）风向立刻向西转90度,风速相同。当风场和波浪场在空间是均匀时,波浪模式在没有平流项的情况下运行,在单个网格点上仅为时间的函数（这种情况是不容易实施,与试例Ⅱ有限风时的结果相同取在渐近均匀顺风情况下与空间-时间有关的解）。

对关联对核基态和集体激发态性质的影响(英文)

基于相对论平均场和BCS理论,研究了共振连续对奇特核对关联性质的影响.利用S矩阵方法,通过设定合理的散射态边界条件来得到单粒子共振态的能量和宽度.通过引入连续态能级密度的方法来处理共振态宽度对核对关联的贡献.计算结果显示合理地处理共振态对对关联性质的贡献在研究滴线附近核性质时很重要.它可以影响中子的对隙、费米能级、对关联能以及总结合能.其次,基于RMF+BCS基态,采用线性响应理论给出了描述开壳核集体激发态性质的准粒子相对论无规位相近似理论.并且将该方法应用于开壳核120Sn的各种同位旋标量集体激发态性质的研究中.研究表明对关联对核的集体激发性质的影响主要表现在低能集体激发态上,考虑对关联后的相对论无规位相近似理论能够很好地再现低能集体激发的实验结果.

深部碳过程动力学模拟:最新进展与工作流程设计

越来越多的证据表明,板块构造运动能够在地质时间尺度(≥10^(6)年)上调节大气CO_(2)浓度的变化.随着观测技术和方法的发展,学术界对新生代及更深时以来的地球CO_(2)演化历史获得了逐步一致的描述,这使得定量确定板块构造动力过程与大气CO_(2)浓度变化之间的关联机制成为可能.未来研究的关键步骤之一在于发展计算构造碳循环动力过程的方法,为准确重建构造活动的碳通量历史提供平台.文章回顾了全球构造碳循环研究的最新进展,提出了开展板块构造碳循环数值模拟研究的工作流程,包括四个步骤:(1)计算含碳矿物的运移过程,目的在于模拟物质之间碳吸收/释放;(2)模拟构造单元的碳循环,目的在于理解构造活动时圈层之间的碳循环;(3)模拟大陆汇聚-裂解场景引起的碳循环,目的在于探讨固体圈层在超级大陆汇聚-裂解周期的碳循环过程;(4)对比典型构造时期全球深部碳循环与大气CO_(2)浓度变化,目的在于获得固体-表层圈层耦合的定量认识.前两个步骤已有团队正在逐步攻克并取得了阶段性成果;后两个步骤尽管尚未见到报道,但最新板块构造重建和碳循环研究的进展为最终实现提供了数据和方法基础.从数值计算方法的角度而言,跨越固体-表层圈层的碳循环动力过程在流变参数、时间-空间分辨率上跨越十几个数量级,是实现数值模拟方法和实验需要攻克的首要技术难题.针对这个问题,文章提出一种边界参数条件关联的方法来实现固体-表生圈层演化数值计算.