High Order Compact Difference Scheme and Multigrid Method for 2D Elliptic Problems with Variable Coefficients and Interior/Boundary Layers on Nonuniform Grids

In this paper, a high order compact difference scheme and a multigrid method are proposed for solving two-dimensional (2D) elliptic problems with variable coefficients and interior/boundary layers on nonuniform grids. Firstly, the original equation is transformed from the physical domain (with a nonuniform mesh) to the computational domain (with a uniform mesh) by using a coordinate transformation. Then, a fourth order compact difference scheme is proposed to solve the transformed elliptic equation on uniform girds. After that, a multigrid method is employed to solve the linear algebraic system arising from the difference equation. At last, the numerical experiments on some elliptic problems with interior/boundary layers are conducted to show high accuracy and high efficiency of the present method.

软土地基升压站场地建设方案比选

在变电站建设过程中,洪水位较自然地面高程相差较大是普遍存在的场地问题。为保证变电站不受洪水位影响,一般会采取相应防洪防涝措施、抬高场地与构筑物的室内地坪和底座等方式进行地基处理。以国能长源荆州市纪南镇100MW渔光互补光伏发电项目为例,从占地面积、施工难度、运行便利等方面的优缺点及经济性进行方案比选,得出了最优的推荐方案,可供同类工程参考。

DCD格式在破碎发射药床两相流内弹道计算中的应用

利用DCD(dispersion controlled dissipative scheme)格式,提出了一种研究发射装药发射安全性问题的两相流内弹道计算方法。将内弹道气固两相流动力学方程组中与压力有关的项进行变形,实现了用同一种格式对气相和固相统一处理,而无须分别对待,采用DCD格式无须数值粘性和人工滤波,提高了计算精度。实例计算了某榴弹内弹道两相流动力学,计算结果与实验结果吻合较好。把破碎发射药床视为混合装药结构,用DCD格式计算了发射药床不同破碎程度对发射安全性的影响。计算结果表现出了通常计算方法难以反映的破碎发射药床内弹道压力极为剧烈的变化过程和极高的危险膛压。

非常规结构武器两相流内弹道的高精度数值模拟

针对侧装药武器的结构特点,在提出等效物理模型的基础上建立了双一维两相流模型,并对主膛的气、固相方程组分别采用二阶精度TVD算法进行了模拟,结果与12.7 mm口径的发射实验进行了对比分析,模型和算法是可行的。

CTVD算法在金属风暴武器内弹道中的应用

针对金属风暴武器系统内弹道过程复杂的特点,建立了一维两相流模型,引入计算效率高的CTVD新算法,计算并详细分析了强耦合发射、弱耦合发射及非耦合发射情形下的内弹道过程,获得了膛底压力、弹丸速度随时间的变化规律.结果表明,发射频率越高,最大膛压越大,弹丸初速越小;在不考虑耦合效应的影响下,弹丸的装填位置越靠后,初速越大,最大膛压只受启动压力的影响,与弹丸的装填位置无关.

冲压加速器弹丸发射系统非反应流数值模拟

介绍一种新型发射技术──冲压加速器技术。根据冲压加速过程中复杂激波系的流场特点，构造了有限体积的ＴＶＤ格式，用于求解Ｎ－Ｓ方程。计算结果与试验结果相一致，给出详细的流场谱图。为冲压加速器的冷态试验提供有益的指导。

带有新的迭代格式的内点算法

研究了求解线性规划问题的二阶Mehrotra型预估-矫正内点算法,使用Newton方法求解预估方向和矫正方向,并利用两个方向的一种新的组合方式得到搜索方向.在每次迭代中,要求新的迭代点在中心路径的一个宽邻域内,从而计算出步长参数.通过分析,证明了该算法经过有限次迭代后收敛到问题的一个最优解,并具目前内点算法最好的多项式复杂度O(槡nL).数值实验表明该算法在实践中是有效的.

基于调度自动化系统的无功优化实用研究

无功优化(RPO)是电力系统实现无功功率最优控制,保证电压质量的重要措施。以提高电压质量和降低网损为目标构建了一个基于电网调度自动化(SCADA)平台的无功优化系统。为了满足实际无功优化系统的要求,从工程应用的角度,研究了系统结构、控制方式、设备动作等解决方案。最后采用原对偶内点法对某地区232节点实际电网进行优化计算,结果表明,电压质量改善和网损降低是能够实现的。

基于方案满意度的火炮内弹道优化设计

火炮内弹道设计的关键是弹道方案的选择,弹道方案选择属于一类多指标优化问题,最优解依赖于指标权重。文中针对指标权重信息不完整的情况,依据弹道方案综合指标理想值、负理想值建立弹道方案满意度的概念,并通过求解一系列关于弹道方案线性规划和一个方案满意度线性规划,分别获得综合指标理想值、负理想值和指标权重值,从而得到各可行弹道方案的优劣顺序。某型火炮的计算实例表明,该方法是有效的。

室内环境的色彩设计

根据当前建筑室内装饰实际需要,对室内色彩设计的原则、方式、方法进行了阐述,并结合室内设计实例阐明了色彩设计中的关键与技巧,有较强的实用性。

基于可拓理论的无人驾驶汽车内饰设计

为了对无人驾驶汽车内饰设计复杂问题进行明确量化、评价和提高设计效率,将可拓学应用于无人驾驶汽车内饰设计。提出面向无人驾驶汽车内饰设计问题的界定方法、共轭分析、方案生成算法以及构建了无人驾驶汽车内饰设计评价指标体系。以基于2030年90后父母、孩子和宠物狗一起去近郊旅游的无人驾驶汽车内饰设计为例,通过基于可拓理论的无人驾驶汽车内饰设计方案生成算法,获得3个有效的设计创意。并进行设计表达,使其具体化为设计方案,最后进行优度评价获得最优方案。设计结果验证了该方法的可行性和有效性。

DCD格式在气固两相流计算中的应用

为将DCD格式推广到两相流动力学计算,通过对气固两相流动力学方程的适当变形,并处理为向量形式,实现了用DCD格式对气相和固相的统一计算,无须数值粘性和人工滤波.分别用DCD格式、Mac Cormack格式、TVD格式对密闭容器内的一维非定常气固两相流动进行了计算.计算结果表明,DCD格式计算精度高,使用方便.DCD格式能用于两相流动力学仿真,是一种很好的激波捕捉格式.

冲压加速器非反应流数值模拟

该文根据冲压加速过程中复杂激波系的流场特点，构造了有限体积的ＴＶＤ差分格式，用于求解Ｎ－Ｓ方程，以美国华盛顿大学３８ｍｍ冲压加速器作为算例，给出了详细的流场谱图。计算结果表明，采用该文提出的ＴＶＤ差分格式，可以有效地捕获激波，为进一步研究带有化学反应的冲压加速机理奠定理论基础，也为冲压器设计提供理论指导。

主动配电网中电池储能系统最优充放电策略

储能系统参与主动配电网的调度计划,对提高分布式能源的利用效率和配电网运行经济性意义重大。提出了一种主动配电网中电池储能系统(BESS)的运行优化模型。考虑分时电价和售购电价差异,实现了分布式电源波动功率的消纳,最小化配电网向主网的购电成本;通过计算BESS中电池循环寿命,计及BESS的等效运行成本,实现了BESS的经济运行。采用分支定界—原对偶内点法进行求解,以分支定界法考虑离散变量和时段间耦合约束,将问题转化成一系列仅含连续变量的单时段优化问题进行求解。通过对含分布式电源和BESS的IEEE 33节点算例进行测试,验证了所提模型及算法的有效性和可行性。

单模块装药膛内流场特性试验及数值仿真

模块装药是目前大口径加榴炮主要的装药结构之一。为了更加精确地研究单模块装药膛内燃烧的内弹道特性,分析膛内燃气流动及压力波变化规律,设计了模块装药燃烧模拟试验平台,并进行了单模块装药的膛内燃烧试验。根据模块装药的特点,分区域建立了模块装药轴对称二维两相流内弹道模型。基于高阶精度MUSCL(Monotonic Upstream⁃centered Scheme for Conservation Laws)格式,数值模拟了单模块装药药室内部点传火过程。结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,不同测试点的压力曲线的计算峰值误差均低于4%,表明所建立数学模型和使用的计算方法能够较好地描述单模块装药药室内部燃烧过程。结果还发现,在t=5.0 ms前,由于模块未破裂,药盒端盖的阻隔导致主装药燃气无法及时向药室扩散,仅传火管燃气对膛内流场造成微弱的影响,这一时期药室内部压力最大值比传火管右端未破膜前仅上升约4.3%;当模块破裂后,模块与药室边界处存在3.05 MPa的压力梯度,使得火药燃气及固相颗粒沿轴向快速向药室自由空间流动,在弹丸底部区域形成较强反射压力波;随着时间的推移,压力波反复震荡,并逐渐减弱。

室内设计中的色彩设计

色彩设计是室内设计的灵魂。文章对室内设计中的色彩设计的局部知识进行了探讨,如色彩设计的作用、色彩设计的元素、色彩设计的依据和规律,使色彩设计是室内设计的灵魂的观点深入人心。

基于人工智能处理技术的室内设计方案评价

为了提高室内设计方案的评价得分,保证室内设计方案的质量,提出基于人工智能处理技术的室内设计方案评价方法。在人工智能处理技术的基础上,根据室内设计方案评价指标数目,对比分析了室内设计方案评价体系中室内环境质量指标,建立室内设计方案评价体系。由于每个评价指标之间存在一定关联,通过将大量评价指标分类,得到室内设计方案评价体系指标集,采用人工智能处理技术分析了评价的主观因素,确定了室内设计方案评价指标权重系数。最后建立室内设计方案评价模型,实现了基于人工智能处理技术的室内设计方案评价。实验结果表明,基于人工智能处理技术的室内设计方案评价方法可以获得更高质量的室内设计方案。

高精度IPDG湍流模拟及通量格式数值特性

为更高精度数值求解复杂湍流问题,在内罚间断伽辽金(internal penalty discontinuous Galerkin,IPDG)方法框架内发展了基于SST k-ω模型的湍流模拟方法,通过对亚/跨/超声速工况下流场的数值计算与湍流特征捕捉,验证了方法的适用性,进而系统分析了AUSM、Lax-F、HLL和Roe 4种通量格式在IPDG湍流模拟中的数值特性。结果表明:AUSM格式在超声速工况下脱体激波面“褶皱”现象明显;Lax-F格式和HLL格式数值耗散大,在激波解析方面精度较低,且Lax-F格式在激波脚后诱导产生流动分离;Roe格式具备宽速域适用性,计算精度较高且能精确解析激波结构。

弹射式水下航行器发射装置发射筒内径对内弹道的影响

为兼顾水下航行器发射装置发射效率与装置尺寸,应设计合理的发射筒内径。文中基于多对多交界面技术,解决了带孔壁面间无间隙滑移的仿真难题,建立了耦合求解非定常流场和航行器、活塞运动的数值仿真模型。通过在Fluent软件中的二次开发实现了弹射式水下航行器发射内弹道仿真,并对不同发射筒内径的发射装置计算流场以及运动时历曲线进行分析。仿真结果表明,水下航行器发射装置发射筒内径在一定范围内对发射效率影响呈显著正相关,随着发射筒内径增加,其影响逐渐减弱,且出筒效率趋于稳定。基于多对多交界面技术的水下航行器发射仿真是可靠的,可为弹射式水下发射装置设计提供参考。

客车涂装色彩方案与内饰设计的几点看法

客车涂装色彩方案及内饰已经成为衡量客车档次的重要指标。客户对客车涂装色彩方案及内饰设计的协调与统一提出了更多个性化的需求;符合客户心理需求的设计在客车行业竞争日趋激烈的今天显得越来越重要。本文通过调查分析,简述因客户而异设计客车涂装色彩及内饰方案的几点看法。