摘要：Boussinesq方程是近年来比较理想的模拟近岸波浪的一个模型,它可以考虑波浪的色散、变浅和非线性等一系列因素,其数值模型的吸收边界通常使用一种能在较大的频率范围内减弱波浪的数值海绵层。该文从理论上提出一种利用数值耗散模拟波浪无反射边界条件的方法。通过模拟规则波和随机波在水槽的传播表明该方法可以达到与海绵层相同的效果。由于该方法不需要修改模型代码,仅需在开边界处增加一段网格逐渐增加的耗散带,操作简便,有很强的实用性。

摘要：针对对流扩散方程数值耗散问题普遍缺乏明确定量指标的现状,提出了度量数值耗散程度的定量指标及其研究方法,即借助广义"假扩散"系数这一定量指标来度量某一离散格式的数值耗散程度,其数值上近似等于具有相同扩散效应的真扩散所对应的扩散系数,其中真扩散效应可通过求解纯扩散问题的高精度数值解近似得到。采用该方法研究了三阶QUICKEST离散格式的数值耗散规律,分析了时间步长、流速大小及空间步长对"假扩散"系数的敏感性以及相关性,得到了"假扩散"系数的具体表达式,进而验证了该定量研究方法的可行性。

摘要：对结构动力响应数值计算问题提出引入多个自由参数来获得所希望的算法特性.多参数的一个明显的好处就是在算法设计上有更大的自由空间.利用这些自由参数获得了两个新的无条件稳定、有二阶精度的、有好的耗散和没有超调的单步时间直接积分算法.在存在阻尼情况下基于有限差分分析理论证明了新算法的这些特性.其中一个有高频渐进消去特性,且在有阻尼情况下与Houbolt方法相比对高频有更强的耗散.另一个在低频极限无耗散,高频耗散可以用一自由参数控制.超调分析结果显示两个新算法都不显示超调,而HHT方法不仅有速度超调,还有位移超调,最后使用一些算例并通过与传统方法的比较数值地验证了理论分析结果.

摘要：为了研究网格模型简化形式和网格分块策略对模拟精度的影响,对喷雾造粒塔进行了多组网格划分并将数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明:采用简化的网格模型得到的模拟结果无论是数值大小还是变化趋势与实验结果偏差较大;采用无简化喷嘴网格模型(喷嘴出口网格垂直映射)得到的模拟结果有所改善,而建模时考虑了射流方向和物理耗散的无简化喷嘴网格模型得到的模拟结果效果最佳。因此在网格模型简化后需要对模拟结果进行对比验证,而且不能忽视网格分块策略对模拟精度的影响。

摘要：采用差分方法的数值余效应理论———数值耗散和色散效应，特别是数值群速度效应，对数值滤波方法的设计、分析和改造，作出了比较深入的研究，第一次揭示了数值滤波的数值耗散，色散调节的机理和量级．并且利用新的方法进行了数值试验，效果是满意的．

摘要：针对欧拉流体模型中的一些弊端,提出一种基于物理的流体模拟算法.该算法采用一种改进的网格配置及插值策略减小数值耗散,并引入一种实用的摩擦力机制减少流体在固体墙处的"过度攀爬"效应;求解压力时通过离散化等价模型隐式地嵌入Neumann边界条件,同时修改梯度算子嵌入Dirichlet边界条件,从而消除了速度场的失真现象.最后,通过对比实验展示了算法改进之处,证明了其高效、精确及稳定性.

摘要：分析经典水锤理论在计算空间管道的缺陷,介绍计算流体力学(CFD)计算空间管道中水锤的方法。如果不考虑结构和流场的耦合效应,可以用流场的基本方程作为计算空间管道水锤的控制方程,加上状态方程、初始条件及边界条件就可以借助于CFD技术求解空间管道的水锤效应。CFD计算具有波动特性的问题时,需要注意数值耗散和数值频散这2个数值效应。本研究对相关文献的实例进行CFD水锤的计算,讨论不同阶的离散格式和网格对管道水锤计算结果的影响,以及管道内水锤波产生及传播的过程。

摘要：WENO-Z+格式的性能提升依赖于新增项的作用,该项的作用是在WENO-Z格式的基础上进一步增大欠光滑子模板上的权重.系数λ被设置用来调控该项的作用,以避免负耗散.本文指出了WENO-Z+格式的缺陷,其所采用λ的取值方式既不能充分发挥格式的潜力,也未完全消除负耗散;提出λ的值应随当地流场数据变化,方能充分发挥新增项在降低数值耗散、提高分辨率上的潜力.基于此,本文重新设计了λ的计算公式,该公式能自适应地调控新增项的作用:只在欠光滑子模板上的权重容易过度增大的地方削弱该项的作用,以避免负耗散;在其他地方则充分发挥新增项的作用,最大限度增大欠光滑子模板上的权重,提高格式的分辨率.将使用该系数公式的新格式命名为WENO-Z++,并对其数值性能进行了系统的研究.理论分析表明,新格式在间断处具有基本无振荡(essentially non-oscillatory,ENO)特性和更低的数值耗散.对近似色散关系(approximate dispersion relation,ADR)的研究表明,新格式有效地避免了因过度增大欠光滑子模板上的权重而带来的负耗散,其频谱特性也得到了显著提升.本文还推导了使新格式在极值点处也能保持最优阶的精度的参数设置.一系列求解Euler方程的数值试验表明,新格式的激波捕捉能力和对复杂流场结构的分辨率都显著优于原WENO-Z+格式.

摘要：介绍耦合水锤理论的4方程模型和其求解方式,以及利用计算流体力学(CFD)计算流-固耦合的方法,并采用文献作为算例进行水锤流-固耦合的计算。通过CFD的经典水锤计算,为流-固耦合计算选定计算格式和网格,同时与文献进行比较。结果表明,本文所用的方法可用于较复杂的管道水锤的流-固耦合计算。

摘要：简要综述了一类基于单元边界变差最小化(Boundary Variation Diminishing,BVD)原理,设计双曲守恒律高保真数值格式的空间重构方法。BVD原理要求尽量减少通过重构得到的网格边界两侧物理量之间的差,从而能够有效地控制黎曼求解器中的数值黏性。BVD方法针对数值解的空间分布特征,选择多个函数作为空间重构的候补函数,并根据BVD判定准则从候补函数中选取最合适的函数进行空间重构。BVD判据不需要根据求解对象进行经验参数(阈值)的调整。选用适当的候补函数和BVD准则,可以完全避免现有算法中为抑制数值振荡而必须采用的非线性限制。BVD格式能在抑制数值振荡的同时,有效地控制数值耗散,可以对光滑解与间断解都获得高保真的计算结果。本文概述了BVD方法的基本思想、设计相关格式的基本思路,以及一些具有很强实用价值的BVD格式。并通过单相和两相可压缩流动的一些典型算例验证BVD格式的特点和优势。