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爆轰波强间断问题的伪弧长算法及其人为解验证
被引量:
2
1
作者
马天宝
陈建良
+1 位作者
宁建国
原新鹏
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期271-278,共8页
针对该问题开展了伪弧长数值算法研究,通过引入弧长参数,使网格按照一定的形式自适应移动,达到在强间断区域自动加密的效果,从而提高网格分辨率。基于伪弧长算法编写了二维程序,并对程序进行人为解方法验证。将伪弧长算法和直接有限体...
针对该问题开展了伪弧长数值算法研究,通过引入弧长参数,使网格按照一定的形式自适应移动,达到在强间断区域自动加密的效果,从而提高网格分辨率。基于伪弧长算法编写了二维程序,并对程序进行人为解方法验证。将伪弧长算法和直接有限体积法的数值结果进行对比,通过误差分析,显示出伪弧长算法能有效提高计算精度。最后将伪弧长算法应用于气相爆轰波在二维管道中的传播问题,研究了波阵面的捕捉效果和爆轰波胞格结构的形成过程。
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关键词
爆炸冲击波
伪弧长算法
人为解方法
有限体积法
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职称材料
爆炸冲击波强间断问题的高阶伪弧长算法研究
被引量:
1
2
作者
马天宝
王晨涛
+1 位作者
赵金庆
宁建国
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期132-145,共14页
为了提高对冲击波强间断处的分辨率,通过引入弧长参数,使网格自适应地朝着间断处移动,并结合高精度WENO数值格式,进而达到了对大梯度物理量的高分辨率捕捉。针对网格移动造成的非均匀和非正交现象,通过坐标变换,使得计算过程在均匀正交...
为了提高对冲击波强间断处的分辨率,通过引入弧长参数,使网格自适应地朝着间断处移动,并结合高精度WENO数值格式,进而达到了对大梯度物理量的高分辨率捕捉。针对网格移动造成的非均匀和非正交现象,通过坐标变换,使得计算过程在均匀正交的计算空间中进行。通过和有限体积下的数值结果对比,结合数值误差分析,可以看到高阶伪弧长数值算法不仅保证了高精度而且对间断的捕捉更加明显,在间断附近解的整体光滑性较好,网格的自适应移动使得解的奇异性得到了削弱,因此可以削弱高阶格式容易引起数值振荡这个缺点。最后采用高阶伪弧长算法计算了化学反应流问题,结果表明高阶伪弧长算法有着较快的收敛率,对于解决爆炸与冲击强间断问题有着较为明显的优势。
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关键词
伪弧长算法
高精度
坐标变换
冲击波
强间断
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职称材料
基于坐标变换的强间断问题伪弧长算法
3
作者
陈泽平
王晨涛
+1 位作者
李坤
马天宝
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期68-76,共9页
针对爆炸冲击波数值模拟中经常要面临的强间断奇异性问题,在一维或多维空间中引入弧长参数,通过添加一个约束方程,致使原网格自适应移动变形而能够在强间断区域分布较多的网格点,以此提高大梯度物理量捕捉的分辨率。针对非均匀变形物理...
针对爆炸冲击波数值模拟中经常要面临的强间断奇异性问题,在一维或多维空间中引入弧长参数,通过添加一个约束方程,致使原网格自适应移动变形而能够在强间断区域分布较多的网格点,以此提高大梯度物理量捕捉的分辨率。针对非均匀变形物理空间中格式构造困难的问题,提出了坐标变换,将物理空间中的控制方程映射至均匀正交的弧长计算空间。基于MUSCL格式编写了伪弧长算法相应的一维、二维程序,并对其开展人为解方法验证。将伪弧长算法(PALM)的数值结果同有限体积法进行比较,经过误差分析,验证了伪弧长算法在间断附近具有较高的分辨率。
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关键词
爆炸冲击波
数值模拟
伪弧长算法
坐标变换
精度验证
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职称材料
基于伪弧长移动网格算法的爆炸与冲击多介质问题数值模拟
被引量:
1
4
作者
赵金庆
马天宝
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期200-210,共11页
在爆炸与冲击问题中,大量物理现象都是由多种介质相互作用产生的。基于伪弧长移动网格(PALM)算法,结合五方程模型对爆炸与冲击多介质问题进行数值模拟,提出多介质伪弧长移动网格(MM-PALM)算法。该算法包括PALM算法与人工界面压缩技术。...
在爆炸与冲击问题中,大量物理现象都是由多种介质相互作用产生的。基于伪弧长移动网格(PALM)算法,结合五方程模型对爆炸与冲击多介质问题进行数值模拟,提出多介质伪弧长移动网格(MM-PALM)算法。该算法包括PALM算法与人工界面压缩技术。爆炸与冲击多介质问题采用由Mie-Grüneisen一般状态方程表示的非守恒形式五方程模型描述;控制方程采用2阶MUSCL格式与3阶TVD Runge-Kutta方法进行数值离散。利用PALM算法网格自适应的优点,降低爆炸与冲击问题数值计算过程中强冲击间断处的奇异性,并实现对爆炸冲击波阵面的高效精确捕捉。在多介质爆炸与冲击问题计算过程中加入人工界面压缩技术,以保持多介质之间的精确界面描述。一维激波管问题和二维水下爆炸问题的研究结果表明,MM-PALM算法是有效的,能够精确捕捉冲击波阵面与多介质间的界面。
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关键词
爆炸与冲击
伪
弧
长
移动网格
算法
多介质流体
人工界面压缩技术
数值模拟
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职称材料
强间断多介质流的高精度伪弧长方法
5
作者
王晨涛
马天宝
李坤
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期900-908,共9页
考虑到双曲守恒律方程随着时间的发展,产生的解会包含强间断.伪弧长算法可以削弱方程的奇异性,因此结合伪弧长算法和高精度权基本无振荡格式发展了高阶伪弧长算法,有效提高计算求解的精度和分辨率.由于在变形的网格中直接构造高精度格...
考虑到双曲守恒律方程随着时间的发展,产生的解会包含强间断.伪弧长算法可以削弱方程的奇异性,因此结合伪弧长算法和高精度权基本无振荡格式发展了高阶伪弧长算法,有效提高计算求解的精度和分辨率.由于在变形的网格中直接构造高精度格式较为复杂,因此通过坐标变换将控制方程映射至正交均匀的弧长空间,然后在弧长空间中完成计算.结合Level Set技术和虚拟流体法界面处理,将算法拓展到多介质流的计算中,针对网格移动以后Level Set距离函数的插值,提出了三阶非守恒插值格式.计算结果表明,高精度伪弧长算法具有较高的收敛阶,可以有效降低间断处的数值震荡,提高间断分辨率.
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关键词
加权本质无振荡
高精度
虚拟流体法
伪弧长算法
坐标变换
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职称材料
集中载荷作用下圆拱梁的静分叉问题
被引量:
3
6
作者
王林祥
武际可
《计算力学学报》
CAS
CSCD
1999年第3期270-274,共5页
采用有限元法中的伪弧长算法研究了集中载荷作用下圆拱的大范围非线性问题,给出了临界载荷与圆心角间的关系曲线以及极值分叉与简单分叉的分界点,并对屈曲后的变形进行了追踪。文中首先简述伪弧长算法,然后给出计算结果。
关键词
有限元
非线性
圆拱
伪弧长算法
集中载荷
分叉
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职称材料
集中载荷作用下弹性球壳大范围非线性问题
被引量:
2
7
作者
王林祥
武际可
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
1997年第2期231-235,共5页
采用有限元法中的伪弧长法研究了集中载荷作用下弹性球壳轴对称大范围非线性问题,变形的范围从初始状态到壳体完全翻转.
关键词
有限元法
非线性
球壳
伪弧长算法
薄壳
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职称材料
题名
爆轰波强间断问题的伪弧长算法及其人为解验证
被引量:
2
1
作者
马天宝
陈建良
宁建国
原新鹏
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期271-278,共8页
基金
国家自然科学基金项目(11532012
11390363)
文摘
针对该问题开展了伪弧长数值算法研究,通过引入弧长参数,使网格按照一定的形式自适应移动,达到在强间断区域自动加密的效果,从而提高网格分辨率。基于伪弧长算法编写了二维程序,并对程序进行人为解方法验证。将伪弧长算法和直接有限体积法的数值结果进行对比,通过误差分析,显示出伪弧长算法能有效提高计算精度。最后将伪弧长算法应用于气相爆轰波在二维管道中的传播问题,研究了波阵面的捕捉效果和爆轰波胞格结构的形成过程。
关键词
爆炸冲击波
伪弧长算法
人为解方法
有限体积法
Keywords
explosion shock wave
pseudo arc-length method
man manufactured solution
finite volume method
分类号
O381 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
爆炸冲击波强间断问题的高阶伪弧长算法研究
被引量:
1
2
作者
马天宝
王晨涛
赵金庆
宁建国
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期132-145,共14页
基金
国家自然科学基金(11822203,11532012)。
文摘
为了提高对冲击波强间断处的分辨率,通过引入弧长参数,使网格自适应地朝着间断处移动,并结合高精度WENO数值格式,进而达到了对大梯度物理量的高分辨率捕捉。针对网格移动造成的非均匀和非正交现象,通过坐标变换,使得计算过程在均匀正交的计算空间中进行。通过和有限体积下的数值结果对比,结合数值误差分析,可以看到高阶伪弧长数值算法不仅保证了高精度而且对间断的捕捉更加明显,在间断附近解的整体光滑性较好,网格的自适应移动使得解的奇异性得到了削弱,因此可以削弱高阶格式容易引起数值振荡这个缺点。最后采用高阶伪弧长算法计算了化学反应流问题,结果表明高阶伪弧长算法有着较快的收敛率,对于解决爆炸与冲击强间断问题有着较为明显的优势。
关键词
伪弧长算法
高精度
坐标变换
冲击波
强间断
Keywords
pseudo arc-length algorithm
high resolution
coordinate transformation
shock wave
strong discontinuity
分类号
O381 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
基于坐标变换的强间断问题伪弧长算法
3
作者
陈泽平
王晨涛
李坤
马天宝
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期68-76,共9页
基金
国家自然科学基金项目(11822203)。
文摘
针对爆炸冲击波数值模拟中经常要面临的强间断奇异性问题,在一维或多维空间中引入弧长参数,通过添加一个约束方程,致使原网格自适应移动变形而能够在强间断区域分布较多的网格点,以此提高大梯度物理量捕捉的分辨率。针对非均匀变形物理空间中格式构造困难的问题,提出了坐标变换,将物理空间中的控制方程映射至均匀正交的弧长计算空间。基于MUSCL格式编写了伪弧长算法相应的一维、二维程序,并对其开展人为解方法验证。将伪弧长算法(PALM)的数值结果同有限体积法进行比较,经过误差分析,验证了伪弧长算法在间断附近具有较高的分辨率。
关键词
爆炸冲击波
数值模拟
伪弧长算法
坐标变换
精度验证
Keywords
explosion shock wave
numerical simulation
pseudo arc-length algorithm
coordinate transformation
accuracy verification
分类号
O381 [理学—流体力学]
在线阅读
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职称材料
题名
基于伪弧长移动网格算法的爆炸与冲击多介质问题数值模拟
被引量:
1
4
作者
赵金庆
马天宝
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期200-210,共11页
基金
国家自然科学基金项目(11822203、11532012)
爆炸科学与技术国家重点实验室自主课题项目(YBKT18-01)。
文摘
在爆炸与冲击问题中,大量物理现象都是由多种介质相互作用产生的。基于伪弧长移动网格(PALM)算法,结合五方程模型对爆炸与冲击多介质问题进行数值模拟,提出多介质伪弧长移动网格(MM-PALM)算法。该算法包括PALM算法与人工界面压缩技术。爆炸与冲击多介质问题采用由Mie-Grüneisen一般状态方程表示的非守恒形式五方程模型描述;控制方程采用2阶MUSCL格式与3阶TVD Runge-Kutta方法进行数值离散。利用PALM算法网格自适应的优点,降低爆炸与冲击问题数值计算过程中强冲击间断处的奇异性,并实现对爆炸冲击波阵面的高效精确捕捉。在多介质爆炸与冲击问题计算过程中加入人工界面压缩技术,以保持多介质之间的精确界面描述。一维激波管问题和二维水下爆炸问题的研究结果表明,MM-PALM算法是有效的,能够精确捕捉冲击波阵面与多介质间的界面。
关键词
爆炸与冲击
伪
弧
长
移动网格
算法
多介质流体
人工界面压缩技术
数值模拟
Keywords
explosion and shock
pseudo arc-length moving mesh algorithm
multi-material flow
interface-sharpening technique
numerical simulation
分类号
O389 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
强间断多介质流的高精度伪弧长方法
5
作者
王晨涛
马天宝
李坤
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期900-908,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(11772061,11822203)。
文摘
考虑到双曲守恒律方程随着时间的发展,产生的解会包含强间断.伪弧长算法可以削弱方程的奇异性,因此结合伪弧长算法和高精度权基本无振荡格式发展了高阶伪弧长算法,有效提高计算求解的精度和分辨率.由于在变形的网格中直接构造高精度格式较为复杂,因此通过坐标变换将控制方程映射至正交均匀的弧长空间,然后在弧长空间中完成计算.结合Level Set技术和虚拟流体法界面处理,将算法拓展到多介质流的计算中,针对网格移动以后Level Set距离函数的插值,提出了三阶非守恒插值格式.计算结果表明,高精度伪弧长算法具有较高的收敛阶,可以有效降低间断处的数值震荡,提高间断分辨率.
关键词
加权本质无振荡
高精度
虚拟流体法
伪弧长算法
坐标变换
Keywords
weighted essentially non-oscillatory(WENO)
high-order
real ghost fluid method(RGFM)
pseudo arc-length method(PALM)
coordinate transformation
分类号
O175.2 [理学—基础数学]
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职称材料
题名
集中载荷作用下圆拱梁的静分叉问题
被引量:
3
6
作者
王林祥
武际可
机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
北京大学力学与工程科学系
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
1999年第3期270-274,共5页
基金
国家自然科学基金
博士点基金
工业装备结构分析国家重点实验室开放基金
文摘
采用有限元法中的伪弧长算法研究了集中载荷作用下圆拱的大范围非线性问题,给出了临界载荷与圆心角间的关系曲线以及极值分叉与简单分叉的分界点,并对屈曲后的变形进行了追踪。文中首先简述伪弧长算法,然后给出计算结果。
关键词
有限元
非线性
圆拱
伪弧长算法
集中载荷
分叉
Keywords
finite element method
nonlinear
circular arch
pseudo arclength algorithm
分类号
O343.9 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
集中载荷作用下弹性球壳大范围非线性问题
被引量:
2
7
作者
王林祥
武际可
机构
北京大学力学与工程科学系
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
1997年第2期231-235,共5页
基金
国家自然科学基金
国家教委博士点基金
文摘
采用有限元法中的伪弧长法研究了集中载荷作用下弹性球壳轴对称大范围非线性问题,变形的范围从初始状态到壳体完全翻转.
关键词
有限元法
非线性
球壳
伪弧长算法
薄壳
Keywords
finite element method, nonlinear, spherical shell, pseudo-arclength algorithm
分类号
TU330.1 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
爆轰波强间断问题的伪弧长算法及其人为解验证
马天宝
陈建良
宁建国
原新鹏
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
在线阅读
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职称材料
2
爆炸冲击波强间断问题的高阶伪弧长算法研究
马天宝
王晨涛
赵金庆
宁建国
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
在线阅读
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职称材料
3
基于坐标变换的强间断问题伪弧长算法
陈泽平
王晨涛
李坤
马天宝
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
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职称材料
4
基于伪弧长移动网格算法的爆炸与冲击多介质问题数值模拟
赵金庆
马天宝
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
在线阅读
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职称材料
5
强间断多介质流的高精度伪弧长方法
王晨涛
马天宝
李坤
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
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职称材料
6
集中载荷作用下圆拱梁的静分叉问题
王林祥
武际可
《计算力学学报》
CAS
CSCD
1999
3
在线阅读
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职称材料
7
集中载荷作用下弹性球壳大范围非线性问题
王林祥
武际可
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
1997
2
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职称材料
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