带横隔板圆柱绕流特性数值模拟

为揭示尾迹区添加横隔板对圆柱绕流流场特性影响,把多步格式引入到特征线算子分裂有限元法中,建立了基于多步格式的特征线算子分裂有限元法:在每个时间步内将Navier-Stokes方程分裂成对流项和扩散项,对流项时间离散采用多步格式,在每一子时间步内沿特征线展开并显式求解。方腔流数值模拟结果表明该算法既可降低对整体时间步长的要求又可提高计算精度。对比有无横隔板圆柱绕流流场和圆柱表面压力变化表明,横隔板可以有效地抑制绕流尾迹区涡旋脱落,提高圆柱背流面压力,减少圆柱上下表面的压力差。

N-S方程基于投影法的特征线算子分裂有限元求解

提出了一种求解非定常不可压缩纳维--斯托克斯方程(N--S方程)的新型有限元法:基于投影法的特征线算子分裂有限元法.在每一个时间层上将N--S方程分裂成扩散项、对流项、压力修正项.对流项采用多步显式格式,且在每一个对流子时间步内采用更加精确的显式特征线--伽辽金法进行时间离散,空间离散采用标准伽辽金法.应用此算法对平面泊肃叶流、方腔流和圆柱绕流进行数值模拟,所得结果与基准解符合良好.尤其对于Re=10 000的方腔流,给出了方腔中分离涡发展和运动的计算结果,并发现在该雷诺数下存在周期解,表明该算法能较好地模拟流体流动中的小尺度物理量以及流场中分离涡的运动.

磁层亚暴扩展相的数值模拟

本文用多步隐格式方法,求解包含电阻的磁流体力学方程组,对磁层亚暴扩展相作数值模拟.计算结果展现了亚暴扩展相期间磁尾变化的主要特征.它表明,球向和尾向等离子体流与准稳态重联有关.等离子体团的尾向喷发,致使中性线尾侧电流片内的密度降低,等离子体片变薄.中性线近地侧的等离子体团朝着地球运动,并合并于地球附近的重联区内.

解二阶常微分方程y″=g(x,y)初值问题的含参数线性多步方法

对二阶常微分方程y″=g(x ,y)的初值问题 ,给出了k步k阶显式和k步k +1阶隐式含参数线性多步方法 ,当任意正整数k≥ 2时 ,这两类方法都是P 稳定的 .数值试验表明 ,由这两类同阶方法所构成的PECE格式是十分有效的 .

求解y″(x)=g(x,y)的带参数P-稳定线性多步方法

两类带参数的线性多步方法具有以下特性 :①相容阶都是 6 ;②是P 稳定的 ;③无相位误差和伸缩误差 ;④可以构造PECE算法

多刚体系统动力学方向矢量模型及多步块数值方法

使用方向矢量法描述了多刚体系统动力学模型,将指标3的微分-代数方程降至指标1,构造多步块数值求解格式,对一个多刚体系统进行了长时间仿真计算.仿真实验表明:在相同时间步长下,多步块方法解决指标1的方程在能量误差、位移约束、速度约束、加速度约束以及方向矢量约束的保持上比经典Runge-Kutta方法效果好;Chebyshev多项式零点和Legendre多项式零点构造的多步块格式,在最大能量误差以及方向矢量约束误差方面的控制上要比等距节点构造的多步块方法所得的结果更好;在长时间仿真下,多步块格式依然能够保持较好的计算精度,能够克服Runge-Kutta方法不适应长时间仿真的缺点.

常微分方程初值问题的一类单步解法

利用Taylor展开工具提出常微分方程初值问题的一类单步求解法,并证明该方法的相容性、稳定性和收敛性.该方法克服了传统单步法的缺点,既不使用高阶导数,同时在每一步计算时使用的函数值的个数又明显少于传统方法的个数,其绝对稳定区间均大于同阶的Adams外插法的绝对稳定区间.数值结果表明:该方法具有较高的精度.另外,此方法还可以推广到方程组和高阶的情形.

Proficiency of Second Derivative Schemes for the Numerical Solution of Stiff Systems

This paper presents a study on the development and implementation of a second derivative method for the solution of stiff first order initial value problems of ordinary differential equations using method of interpolation and collocation of polynomial approximate solution. The results of this paper bring some useful information. The constructed methods are A-stable up to order 8. As it is shown in the numerical examples, the new methods are superior for stiff systems.

半正定两相驱动问题的多步有限体积方法及其理论分析

考虑多维半正定两相驱动方程的初边值问题,在非结构网格上构造多步的迎风有限体积格式,利用微分方程先验估计理论证明了格式的离散模形式的误差估计为D(△t^2+h),其中△t和h分别表示时空步长．数值算例进一步验证了格式的有效性．