用ALE和时间分裂步法分析三维粘性流体大幅晃动的非线性问题 被引量：1

1

作者 温德超 郑兆昌 孙焕纯 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期48-54,共7页

本文提出了在ＡＬＥ标架下用时间分裂步法求解罐内含自由液面大幅晃动的非定常的三维粘性流体（Ｎ－Ｓ）问题的方法。它使得求解储液罐的液面大幅度晃动问题不限于线性势流理论的范围和回避了自由表面波高函数和速度的随体导数中非线性... 本文提出了在ＡＬＥ标架下用时间分裂步法求解罐内含自由液面大幅晃动的非定常的三维粘性流体（Ｎ－Ｓ）问题的方法。它使得求解储液罐的液面大幅度晃动问题不限于线性势流理论的范围和回避了自由表面波高函数和速度的随体导数中非线性项对求解造成的困难；从而它可以有效地处理带自由边界的粘性不可压的三维流体的非线性流动问题。 展开更多

关键词 流体 非线性 时间分裂步 ALE 粘性流体

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谱元法和高阶时间分裂法求解方腔顶盖驱动流 被引量：17

2

作者 陈雪江 秦国良 徐忠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期281-285,共5页

详细推导了谱元方法的具体计算公式和时间分裂法的具体计算过程 ;对一般的时间分裂法进行了改进 ,即对非线性步分别用 3阶 Adams-Bashforth方法和 4阶显式 Runge-Kutta法 ,粘性步采用 3阶隐式 Adams-Moulton形式 ,提高了时间方向的离散... 详细推导了谱元方法的具体计算公式和时间分裂法的具体计算过程 ;对一般的时间分裂法进行了改进 ,即对非线性步分别用 3阶 Adams-Bashforth方法和 4阶显式 Runge-Kutta法 ,粘性步采用 3阶隐式 Adams-Moulton形式 ,提高了时间方向的离散精度 ,同时还改进了压力边界条件 ,采用 3阶的压力边界条件 ;利用改进的时间分裂方法分解不可压缩 Navier-Stokes方程 ,并结合谱元法计算了移动顶盖方腔驱动流 ,提高了方法可以计算的 Re数 ,缩短了达到收敛的时间 ,并将结果与基准解进行比较 ;分析了移动顶盖方腔驱动流中 Re数对流场分布的影响。 展开更多

关键词 谱元法 高阶 时间分裂法 方腔顶盖 驱动流 NAVIER-STOKES方程 流场分布 计算流体力学 不可压缩粘性流体

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三阶龙格-库塔时间分裂显式算法的误差分析 被引量：2

3

作者 韩慎友 钟青 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期119-127,共9页

分析了新一代非静力中尺度数值模式中常用的三阶龙格-库塔时间分裂显式算法(RK3)的稳定性和误差性质,特别是分析了空间中央差分和迎风偏斜两种不同情况下该算法不同的稳定性和误差性质。运用数学软件先进的符号计算功能,分析了该算法涉... 分析了新一代非静力中尺度数值模式中常用的三阶龙格-库塔时间分裂显式算法(RK3)的稳定性和误差性质,特别是分析了空间中央差分和迎风偏斜两种不同情况下该算法不同的稳定性和误差性质。运用数学软件先进的符号计算功能,分析了该算法涉及的复杂高阶、高次幂振幅矩阵的特征值性质;并通过一维线性声波-平流方程组的数值模拟实验,检验了时间分裂算法的模拟效果。对振幅矩阵特征值模的表达式进行高阶的级数展开,得到了该算法的分裂误差项的公式;而且,由于特征值模的公式保留了较高阶项,可以同时分析迎风偏斜和中央差两种空间差分格式的分裂误差性质。根据分裂误差项公式,定量地比较了三阶和二阶龙格-库塔格式(RK2)的分裂误差大小以及误差与小时间步数的关系,发现迎风格式RK3的分裂误差明显小于RK2的误差,并具有更好的稳定性质。空间中央差格式的分裂误差项具有更高阶数,比迎风格式具有更小的时间分裂误差。对于各种不同波长的特征值分析和采用中央差格式的数值模拟,也进一步证实空间差分采用中央差时,RK3时间分裂显式算法在不同方向传播的声波振幅几乎没有差别。另外,误差公式以及数值试验结果说明RK3的分裂误差也略小于Adams-Bashforth-Moulton分裂显式法的分裂误差。 展开更多

关键词 龙格-库塔格式 时间分裂显式算法 特征值 稳定性 分裂误差 Adams-Bashforth-Moulton格式

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时间分裂空间小波自适应方法在薛定谔方程中的应用

4

作者 张然 张凯 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期176-178,共3页

将时间分裂空间小波自适应方法应用于数值求解薛定谔方程(普朗克常数ε很小时).为了得到稳定且高精度的数值格式,采用随空间分辨率提高时间步长也自适应的逼近格式,并给出具体的数值例子.

关键词 时间分裂空间 小波自适应方法 薛定谔方程 逼近格式

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带源项的守恒系统时间分裂算法定常解的收敛性研究

5

作者 杜涛 吴子牛 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期377-383,388,共8页

时间分裂算法很难获得带源项的守恒系统的定常解,本文中,考虑使用基本的隐式方法积分线性、二次和三次源项,研究了时间分裂算法不能收敛到数值定常态的原因。采用一个刚性参数的方式预测定常态的误差,刚性参数依赖于特定的源项。当源项... 时间分裂算法很难获得带源项的守恒系统的定常解,本文中,考虑使用基本的隐式方法积分线性、二次和三次源项,研究了时间分裂算法不能收敛到数值定常态的原因。采用一个刚性参数的方式预测定常态的误差,刚性参数依赖于特定的源项。当源项是解的线性函数时,不存在定常态误差;当源项是解的非线形函数时,发现定常状态的误差是刚性参数的单调增加函数。定常态误差的分析将推广到标准k epsilon双方程湍流模型计算的情况。 展开更多

关键词 源项 时间分裂算法 守恒 收敛性 定常解 单调 积分 系统时间 非线形 参数

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超声速燃烧流的双时间步计算方法研究 被引量：4

6

作者 汪洪波 孙明波 +1 位作者 吴海燕 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期1-6,共6页

发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计... 发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计算结果的影响,结果显示:一阶时间精度的分裂格式会略微高估化学效率,应该采用二阶时间精度的分裂格式;时间步长的选取对计算结果影响显著,为了保证解耦算法的计算精度,时间步长应足够小以能够较准确捕捉到主导各种输运过程的大尺度涡团的非定常行为。 展开更多

关键词 超声速燃烧 双时间步法 LU-SGS 时间分裂 时间步长

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聚合物发泡过程中气泡分裂的理论研究和数值模拟

7

作者 郑启涛 信春玲 +2 位作者 何亚东 杨兆平 朱伟林 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期59-63,共5页

对聚合物发泡过程中的气泡分裂进行了理论研究和数值模拟,用理论推导的方法计算出气泡分裂过程所需要的时间;采用流体体积函数(VOF)方法对相应条件下的气泡分裂进行了数值模拟,并对模拟的分裂时间和理论计算的分裂时间进行比较;分析了... 对聚合物发泡过程中的气泡分裂进行了理论研究和数值模拟,用理论推导的方法计算出气泡分裂过程所需要的时间;采用流体体积函数(VOF)方法对相应条件下的气泡分裂进行了数值模拟,并对模拟的分裂时间和理论计算的分裂时间进行比较;分析了气泡分裂时间的影响因素。结果表明,气泡分裂时间与体系的界面能成正比,与体系界面黏度、气泡半径以及剪切速率的平方成反比。 展开更多

关键词 聚合物 发泡 分裂时间 气泡半径 剪切速率 界面能 界面张力

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端接任意负载传输线的分步CN-FDTD分析方法 被引量：7

8

作者 王为 周东明 +1 位作者 刘培国 覃宇建 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期209-214,共6页

为了高效精确地求解端接任意负载的传输线结构电磁瞬态响应,该文提出了一种基于分裂时间步技术的Crank-Nicolson(CN)-FDTD方法,通过理论分析证明了该方法具有无条件稳定特性。与混合单端口等效模型相结合,有效地将传输线系统分解为分布... 为了高效精确地求解端接任意负载的传输线结构电磁瞬态响应,该文提出了一种基于分裂时间步技术的Crank-Nicolson(CN)-FDTD方法,通过理论分析证明了该方法具有无条件稳定特性。与混合单端口等效模型相结合,有效地将传输线系统分解为分布参数子系统与集总电路子系统,采用改进节点分析法(Modified Nodal Analysis,MNA)能够快速求解复杂终端电路网络。与以往瞬态分析方法相比,该方法时间步长的选取不受稳定条件的限制,且通过采用精细子时间步技术极大地削减了因大时间步长引入的色散误差。利用该方法计算双导体传输系统的电磁暂态响应,计算结果表明该算法具有很好的稳定性,在保证数值精度的基础上有效地提高了计算效率。 展开更多

关键词 传输线 电磁瞬态分析 非线性电路 无条件稳定FDTD 分裂时间步 改进节点分析

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SS波形复杂性研究

9

作者 何小波 周蕙兰 +1 位作者 马延路 钮凤林 《地震学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期36-46,共11页

通过使用传播矩阵方法计算全波场理论地震图和对观测资料分析,对40°—180°震中距范围内SS波形复杂性的影响因素进行了定量探讨.研究表明,S波在反射点的莫霍面和地表产生的透射转换与反射转换震相,是造成SS波形复杂化的主要因... 通过使用传播矩阵方法计算全波场理论地震图和对观测资料分析,对40°—180°震中距范围内SS波形复杂性的影响因素进行了定量探讨.研究表明,S波在反射点的莫霍面和地表产生的透射转换与反射转换震相,是造成SS波形复杂化的主要因素;反射点莫霍界面两侧的波速差异程度对各转换震相幅度有重要影响.当反射点地壳比较薄时,台站地壳也对SS波形的复杂化起作用.这些影响因素共同造成了SS的切向与径向分量之间的分裂时间与反射点地壳厚度具有明显正相关性.对SS反射点分别落在中国东部和西部的两组观测波形资料进行了分析,并测量了切向与径向之间的分裂时间.结果表明,地壳较厚的西部的分裂时间明显大于地壳较薄的东部的分裂时间,并有可能发展一种利用SS分裂时间来估算地壳厚度的新方法. 展开更多

关键词 SS波形 分裂时间 地壳厚度 理论地震图 格林函数

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二维心室肌中动作电位传导的数值算法研究 被引量：7

10

作者 金印彬 杨琳 +3 位作者 张虹 阔永红 黄诒焯 蒋大宗 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期851-854,共4页

为了进一步探讨求解二维心室肌中动作电位传导方程的方法,采用时间分裂法将求解过程分为两步,第一步用时间步长自适应算法求解每个细胞的动作电位,第二步用交替方向隐式法或五点差分法对偏微分方程进行数值积分.仿真结果表明,在保证数... 为了进一步探讨求解二维心室肌中动作电位传导方程的方法,采用时间分裂法将求解过程分为两步,第一步用时间步长自适应算法求解每个细胞的动作电位,第二步用交替方向隐式法或五点差分法对偏微分方程进行数值积分.仿真结果表明,在保证数值算法的稳定性和精度上,时间分裂法和时间步长自适应算法起着重要的作用.采用了时间分裂算法和时间步长自适应算法后,在计算精度上,用交替方向隐式法略高于用五点差分法去积分偏微分方程,在计算耗时上,五点差分法是交替方向隐式法的70%. 展开更多

关键词 动作电位 传导模型 时间分裂法 二维心室肌 电位传导

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重力波非线性传播过程中的饱和与破碎 被引量：4

11

作者 刘晓 徐寄遥 马瑞平 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期337-345,共9页

采用水平方向的显式算法与垂直方向的隐式算法相结合的时间分裂法,建立了二维可压缩大气中重力波非线性传播的数值模式．用本模式对小振幅重力波传播过程的模拟结果与线性重力波理论预测的结果吻合很好,从而验证了本模式的正确性．我们... 采用水平方向的显式算法与垂直方向的隐式算法相结合的时间分裂法,建立了二维可压缩大气中重力波非线性传播的数值模式．用本模式对小振幅重力波传播过程的模拟结果与线性重力波理论预测的结果吻合很好,从而验证了本模式的正确性．我们用此模式模拟了有限振幅重力波在非线性传播过程中的饱和与破碎,结果表明, (1)翻转出现在饱和之前,但向破碎演化仍需要一段时间,由于非线性波-波和波-流相互作用使得非线性数值模拟的饱和高度(出现时间)高(早)于线性饱和理论预测的结果; (2)重力波在不稳定之前已经有能量向背景场中转移,破碎直接导致非线性波-波相互作用,造成能量向小尺度短波上转移; (3)背景风场的加速方向,形成射流的方向与重力波的水平传播方向一致,表明重力波与背景流的非线性相互作用加剧了背景风剪切和不稳定性的发展． 展开更多

关键词 时间分裂法 重力波 翻转 破碎

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裂缝诱导双相HTI介质地震波场错格伪谱法模拟与波场特征分析 被引量：6

12

作者 刘财 迟唤昭 +2 位作者 高炜 鹿琪 兰慧田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1776-1789,共14页

裂缝诱导的双相具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质模型是由一组平行排列的垂直裂缝嵌入到统计各向同性的流体饱和多孔隙岩石中而组成的,它综合考虑了裂缝型储层岩石的各向异性和孔隙性.高精度的地震波场数值模拟技术是研究该介质... 裂缝诱导的双相具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质模型是由一组平行排列的垂直裂缝嵌入到统计各向同性的流体饱和多孔隙岩石中而组成的,它综合考虑了裂缝型储层岩石的各向异性和孔隙性.高精度的地震波场数值模拟技术是研究该介质中地震波传播规律的主要方法.本文结合错格伪谱法和时间分裂法,求解描述该介质中地震波传播的一阶速度-应力方程.模拟了单层和双层模型中的地震波场,并对其进行了特征分析.研究结果表明:错格伪谱法能有效消除标准网格伪谱法波场模拟结果中出现的数值伪影现象,与时间分裂法结合能够获得稳定的、高精度的模拟结果;裂缝诱导双相HTI介质中的地震波场兼具裂缝各向异性介质和双相介质中传播的地震波的波场特征. 展开更多

关键词 裂缝诱导 双相HTI介质 错格伪谱法 时间分裂法 波场特征

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极坐标系下谱元方法求解不可压缩Navier-Stokes方程 被引量：4

13

作者 秦国良 陈雪江 +1 位作者 武珑 徐忠 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期216-219,共4页

本文利用有限元的思想并结合谱方法的精度提出求解偏微分方程的谱元方法,并将谱元方法应用到极坐标系中;详细推导了在极坐标系下的谱元方法的具体计算公式,求解了极坐标系下的简单椭圆型二阶偏微分方程;并结合时间分裂方法应用于同心旋... 本文利用有限元的思想并结合谱方法的精度提出求解偏微分方程的谱元方法,并将谱元方法应用到极坐标系中;详细推导了在极坐标系下的谱元方法的具体计算公式,求解了极坐标系下的简单椭圆型二阶偏微分方程;并结合时间分裂方法应用于同心旋转圆筒间流体的流动问题,具体求解了原始变量速度和压力的不可压缩Navier Stokes方程,均取得了满意的结果。 展开更多

关键词 极坐标系 谱元方法 不可压缩Navier—Stokes方程 时间分裂法 计算精度 解题方法

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基于WENO格式的爆震波传播过程一维数值模拟 被引量：1

14

作者 陈灯 何立明 +1 位作者 闫莉 罗俊 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2008年第2期18-21,共4页

用时间算子分裂法来分离普通流体流动和化学反应方程,采用有限体积加权基本无振荡格式构建了带有复杂状态方程的欧拉方程组;提出一种新的熵修正方法EF4,并结合Roe平均格式来解决激波的不稳定问题和间断问题。通过对带有详细化学反应的... 用时间算子分裂法来分离普通流体流动和化学反应方程,采用有限体积加权基本无振荡格式构建了带有复杂状态方程的欧拉方程组;提出一种新的熵修正方法EF4,并结合Roe平均格式来解决激波的不稳定问题和间断问题。通过对带有详细化学反应的爆震波传播过程进行了一维数值模拟,获得的爆震波稳定压力以及爆震波传播速度都和理论结果一致,结果表明,WENO有限体积格式可以很好地模拟爆震波传播过程。 展开更多

关键词 时间算子分裂法 加权基本无振荡格式 有限体积 爆震波 激波

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谱元方法求解环形空间内自然对流换热

15

作者 陈雪江 秦国良 +1 位作者 武珑 徐忠 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期121-124,共4页

提出了将谱元方法应用到极坐标系下 ,利用极坐标系下的谱元方法求解环形空间内自然对流问题。具体求解了原始变量速度和压力的不可压缩Navier Stokes方程和能量方程 ,通过在时间方向采用时间分裂方法和空间采用谱元方法对方程进行离散求... 提出了将谱元方法应用到极坐标系下 ,利用极坐标系下的谱元方法求解环形空间内自然对流问题。具体求解了原始变量速度和压力的不可压缩Navier Stokes方程和能量方程 ,通过在时间方向采用时间分裂方法和空间采用谱元方法对方程进行离散求解 。 展开更多

关键词 谱元方法 极坐标 自然对流 时间分裂法

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无锚固储液罐提离的流-固多种非线性耦合的三维移动边界问题统一分析格式

16

作者 温德超 郑兆昌 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1997年第1期67-75,共9页

本文建立了在地震作用下无锚固储液罐提离的流-固多种非线性耦合的移动边界问题的统一格式的三维分析方法，其中建立了任意四边形标薄板壳拟协调非线性有限元的列式和分析移动边界问题的线性互补方程；提出了在ALE标架下用带压力项的时... 本文建立了在地震作用下无锚固储液罐提离的流-固多种非线性耦合的移动边界问题的统一格式的三维分析方法，其中建立了任意四边形标薄板壳拟协调非线性有限元的列式和分析移动边界问题的线性互补方程；提出了在ALE标架下用带压力项的时间分裂步法求解储液罐内含自由液面大幅晃动（移动边界问题）的非定常的三维粘性流体（N－S）问题的方法；其中没有利用轴称性和梁式模态假定等条件及未曾利用势函数理论；该方法适用于一般板壳-流体多种非线性耦合的多种移动边界问题． 展开更多

关键词 非线性耦合 移动边界 储液罐 提离 时间分裂步法

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二维爆震波胞格结构的数值模拟

17

作者 陈灯 何立明 +1 位作者 罗俊 郭向阳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第4期512-514,519,共4页

用时间算子分裂法来分离普通流体流动和化学反应方程,采用加权基本无振荡格式构建了带有复杂状态方程的欧拉方程组;提出一种新的熵修正方法,并结合Roe平均格式来解决激波的不稳定问题。通过对带有详细化学反应的爆震波进行数值模拟,获... 用时间算子分裂法来分离普通流体流动和化学反应方程,采用加权基本无振荡格式构建了带有复杂状态方程的欧拉方程组;提出一种新的熵修正方法,并结合Roe平均格式来解决激波的不稳定问题。通过对带有详细化学反应的爆震波进行数值模拟,获得了独特规则的胞格结构,描述了胞格的特点及其形成的原因,胞格的长宽比和以往的实验和计算结果基本一致。研究结果表明新的熵修正方法和加权基本无振荡格式可以很好地进行爆震波结构的模拟。 展开更多

关键词 时间算子分裂法 加权基本无振荡格式 胞格结构 爆震波 胞格

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槽道流动中湍斑的数值模拟

18

作者 张立 唐登斌 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期319-324,共6页

采用Navier Stokes方程直接数值模拟槽道流动中湍斑的形成和发展。建立高精度、高分辨率的三维耦合中心差分格式,并和时间分裂法、高阶迎风差分格式一起组成高效的高阶紧致差分方法;克服一般高阶中心差分格式不适用于边界邻域的困难,可... 采用Navier Stokes方程直接数值模拟槽道流动中湍斑的形成和发展。建立高精度、高分辨率的三维耦合中心差分格式,并和时间分裂法、高阶迎风差分格式一起组成高效的高阶紧致差分方法;克服一般高阶中心差分格式不适用于边界邻域的困难,可用于包括边界邻域在内的整个计算区域;在边界上满足Navier Stokes方程的无反射和压力条件,保证了格式的精度和一致性。通过模拟槽道流动中从壁面脉冲到湍斑的演化过程,显示出湍斑内雷诺应力和速度、压力脉动等湍流的基本特征,表明了湍斑的生成与壁面脉冲的强度和Re数大小直接相关。 展开更多

关键词 槽道 高阶 NAVIER-STOKES方程 邻域 中心差分格式 迎风差分格式 直接数值模拟 时间分裂法 湍流 流动

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靠近排列的两个交错方柱三维绕流的数值模拟

19

作者 朱祚金 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期425-431,共7页

通过用时间分裂算法求解Navier－Stokes方程,对中等Reynolds数下靠近排列的两个交错方柱三维绕流进行了数值模拟,其中,中间速度场用四阶Adams格式计算,压力场通过结合近似因子分解方法AF1与稳定的双共轭梯度方法Bi-CGSTAB进行迭代求解... 通过用时间分裂算法求解Navier－Stokes方程,对中等Reynolds数下靠近排列的两个交错方柱三维绕流进行了数值模拟,其中,中间速度场用四阶Adams格式计算,压力场通过结合近似因子分解方法AF1与稳定的双共轭梯度方法Bi-CGSTAB进行迭代求解．数值模拟发现当两个方柱靠得较近时,有互相吸引趋势,而且上游方柱的Strouhal数较大．方柱的交错排列方式对绕流影响明显．计算结果与实验定性吻合,而且比用MAC－AF1方法计算的结果好． 展开更多

关键词 方柱三维绕流 数值模拟 交错排列 近似因子分解 双共轭梯度方法 时间分裂算法 NAVIER-STOKES方程

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组合三维偏移技术及其在涠11地区的应用

20

作者 方中于 高仁安 张旗 《中国海上油气（工程）》 2005年第6期376-378,388,共4页

针对涠11地区地层速度变化大,尤其是纵向上变化强烈,以及地震反射波交叉严重等特点,摸索出了一种组合式三维叠前加叠后时间偏移技术,即F-K三维叠前时间偏移与维数分裂法叠后时间偏移组合技术。应用该项组合偏移技术,可缩短地震资料的处... 针对涠11地区地层速度变化大,尤其是纵向上变化强烈,以及地震反射波交叉严重等特点,摸索出了一种组合式三维叠前加叠后时间偏移技术,即F-K三维叠前时间偏移与维数分裂法叠后时间偏移组合技术。应用该项组合偏移技术,可缩短地震资料的处理周期,提高处理效率,并较大程度地改善偏移成像的质量。 展开更多

关键词 F-K三维叠前时间偏移 维数分裂法叠后时间偏移 组合三维偏移 应用 涠11地区

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