摘要：在对各种交错网格离散格式的奇偶不耦合数值误差进行了详细的傅里叶分析和比较后 ,采用一种紧致的交错网格有限体积法将纳维 -斯托克斯方程和k ε湍流模型方程紧密的耦合在一起求解 ,发展了一套三维定常流程序 .通过对NASARotor 67设计和非设计工况内部流场的数值模拟结果与实验的比较、分析 ,初步验证了程序的准确性和可靠性 .

摘要：为了提高桩基低应变数值模拟的计算效率,在传统差分方法的基础上,将变步长交错网格有限差分法引入到三维桩土模型的数值计算中,通过对三维弹性波动方程进行差分,并在计算模型界面处引入吸收边界条件,计算得到了桩在瞬态纵向激振力作用下的低应变数值模拟响应。计算结果表明:在保证计算精度的同时,由于该方法自身可变化的差分网格,使得计算过程更加灵活简便,降低了内存需求量,减少了计算时间。吸收边界可以有效吸收到达计算模型界面处的入射波,该方法在对低应变实测曲线的拟合和非对称缺陷桩的数值模拟中取得了良好的应用效果。

摘要：在交错网格上 ,基于高精度的Gauss积分公式 ,针对浅水波方程设计了对模拟涌波具有高分辨率的完全二阶精度的数值计算格式。由于采用了交错网格 ,差分格式不需要解Riemann问题 ,因此本文格式具有计算简单、工作量少、编程简便等特点。另外 ,在一维单个方程时 ,本文格式在CFL(CourantFriedrichLewy)条件限制下为TVD(TotalVariationDiminishing)格式 ,在二维和三维情况下格式具有MmB(MaximumandMinimumBoundsPreserving)性质。利用国家高性能计算中心 (合肥 )的曙光 1 0 0 0型分布存储大规模并行机 ,对在交错网格下所构造的求解浅水方程的高分辨差分格式进行了并行实现 。

摘要：研究目的:地震波数值模拟技术是勘探地球物理学中的重要组成部分,研究通过弹性波一阶速度-应力方程,采用交错网格高阶有限差分法实现了地震波在各向同性介质中的高精度的数值模拟,并采用完全匹配层(PML)吸收边界来消除边界反射,可取得较好的效果。研究结论:通过模型的正演计算和复杂模型的处理结果表明,交错网格高阶有限差分法数值模拟是一种快速有效的地震波数值模拟方法。可用于为地震勘探选择采集参数,优化观测系统提供依据,以提高采集数据的质量,有效地解决铁路勘察过程中的地质问题。

摘要：提高空间差分精度、有效压制人为边界反射是波动方程波场模拟的关键。虚谱法利用模型空间的全部信息对波场函数进行傅里叶变换,可以得到精确的波场空间导数,使数值频散效应减弱,进而实现宽频带地震波场模拟。阐述了求解弹性波波动方程的方法原理,讨论了数值模拟中Gibbs效应和边界反射问题的解决方法,即在半网格点处计算空间导数并采用最佳匹配层边界条件。设计了5层水平层状介质模型,讨论了虚谱法的模拟精度和计算效率,试算表明,适当增大差分网格和时间延拓步长不会影响计算精度,但计算效率可以得到大幅度提高。分别采用不同的差分方法对Marmousi2模型和SEG/EAGE模型进行数值模拟,结果表明,虚谱法交错网格模拟结果信噪比高,在同等模拟精度条件下较其它方法具有更高的计算效率。

摘要：二维方腔流动是不可压缩黏性的典型流动,可以用来检验各种数值算法计算精度和可靠性。基于Matlab编程,采用交错网格MAC算法求解两端开口方腔流动,对流项采用二阶中心差分,扩散项采用二阶中心差分格式,得到流动达到稳定状态时各物理量的分布。

摘要：二维数值模拟是研究各向异性介质中复杂弹性波波场特征和传播规律的常用方法,本文应用高阶交错网格差分算法,对一阶速度-应力弹性波方程进行模拟,分析了其稳定性和收敛性,并加入吸收边界条件和衰减带。通过对几种典型TI介质模型的模拟表明,这种高阶差分弹性波波场模拟,网格频散较小,精度较高,效果较好。

摘要：为正确认识流体充填钻孔中管波的传播规律,首先给出均匀各向同性介质中包含流体充填钻孔条件下的弹性波动力学方程和二阶速度-应力公式及差分格式的稳定性条件和边界条件;然后利用高阶交错网格有限差分法,结合典型模型,模拟了不同时刻管波的传播快照和复杂层状介质中管波的合成地震记录,并与实际管波地震记录进行了对比。结果表明:在地层分界面、溶洞的边界等波阻抗差异界面处,管波都会产生反射;反射管波的振幅、频率特征受界面两侧的岩石物理性质差异的影响;在理论合成记录中,反射管波与直达管波同相轴的交点与理论模型中地层分界面或异常体的边界一致。

摘要：开发了三维数值模拟程序研究轴流跨音转子叶尖间隙流动,应用高雷诺数k ε湍流模型加壁面函数的方法,计算了轴流跨音转子NASARotor37在设计转速下的流场.叶尖间隙采用分区的H型网格和主流区连续对接耦合计算,没有用间隙模型,也没有考虑Vena收缩效应而减小间隙量.在用有限体积法对Navier Stokes方程和湍流方程进行空间离散的过程中采用了交错网格的方法将N S方程与湍流方程紧密地耦合在一起,从而提高了计算精度.计算结果和实验数据进行了详细的比较和分析.结果表明,中部叶展具有与实验结果非常一致的流场特征,根、尖区流场则因涡粘假设和激波问题的存在而使流动细节与实验结果略有偏差.

摘要：液体悬浮式非能动停堆组件主要用于对钠冷快堆发生无保护失流事故的缓解,作为国内钠冷快堆中首次研发使用的设备,开发适用于非能动停堆组件的热工水力设计程序是十分有必要的。本文通过分析非能动停堆组件工作原理及结构特点,建立非能动停堆组件的质量守恒方程、能量守恒方程、动量守恒方程和导热方程,利用交错网格思想进行网格划分,采用半隐差分格式和施主元法进行离散求解,并在此基础上完成了非能动停堆组件热工水力设计程序的开发。通过与Mathematica程序的计算结果及非能动停堆组件的水力试验结果进行对比,验证了程序的准确性和高效性。