ARSTAN程序和R语言dplR扩展包进行树轮年表分析的比较研究

在树轮年代学领域,ARSTAN是去趋势处理和建立年表方面应用最为广泛的程序,而新兴的R语言dplR扩展包实现了ARSTAN的主要功能,且具有源代码公开、扩展性强等优点,是传统程序的良好补充。使用贺兰山青海云杉(Picea Crassifolia)树轮宽度数据,分析了ARSTAN和dplR进行树轮年代学分析所得结果的差异。结果显示,两种程序计算平均敏感度和一阶自相关系数的平均误差为0.005—0.008,但具有确定的转换关系;两种程序如果使用同种方法去趋势,拟合曲线的参数相近,建立标准年表的平均误差为0.002;拟合自回归模型时差异较大,其中时域上表现为差值年表起始30a内差异显著,在频域上表现为dplR的差值年表保留的低频信息较少;年表统计量计算和公共区间分析中,不同程序计算样本总体代表性和信噪比的差异较大。分析表明,两程序在拟合生长趋势和自回归模型时存在算法上的较大差异,同时年表统计量和公共区间各指标的算法也不尽一致,但存在较为确定的转换关系。对开展不同来源数据的整合分析提出了建议,应明确不同研究中树轮数据的处理过程,在条件允许时使用同一程序或算法重新处理数据,确保结果的可比性。

DPLR隐格式在多块结构网格的计算实现

利用DPLR隐格式收敛快、适于并行计算的特点,结合DPLR在多块结构网格的对接边界处理,提出了一种隐式对接边界条件数学模型与数值处理方法。以二维和三维球头绕流为算例,研究了网格分块方式对DPLR隐式算法稳定性和收敛性能的影响。通过返回舱复杂绕流问题数值模拟、气动特性检验分析以及与风洞试验对比,考察了算法在复杂外形数值模拟中的能力和高收敛性能特点:在非求解方向上进行网格分块,不会对DPLR算法的收敛性能产生影响;而在求解方向上进行网格分块,特别是分块位置在边界层内,会降低算法的稳定性和收敛性;提出的隐式对接边界条件处理方法,能改善在求解方向上进行网格分块造成的算法稳定性和收敛性能下降的问题。DPLR算法结合隐式对接边界条件能够成功应用于类返回舱外形体复杂流动数值模拟,且收敛速度较快。

LENS风洞试验返回器模型气动热特性模拟

国家数值风洞高超声速流动模拟软件HyFLOW的研制对打破国外同类软件的技术壁垒具有重要意义。与国外DPLR软件进行了对比研究,同时系统介绍了HyFLOW软件求解器的数值方法、物理化学模型以及壁面催化特性计算模型等主要方法,采用典型算例对有限催化模型进行了数值验证,最后基于LENS风洞试验146 mm返回器标模外形开展了高超声速气动热特性数值模拟。研究结果表明,HyFLOW软件在高超声速热化学非平衡流动模拟与评估方面的气动力计算精度高,与国外同类软件DPLR相当,同时其壁面催化条件下的气动热计算精度可靠,可信度高。