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时域间断伽辽金-粒子模拟方法研究进展 被引量:1
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作者 陈再高 齐红新 +1 位作者 李炎培 任泽平 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期818-826,共9页
时域间断伽辽金-粒子模拟(discontinuous Galerkin time-domain particle-in-cell,DGTD-PIC)方法采用非结构网格能准确描述复杂结构,采用高阶基函数进一步提高了计算的精度,同时避免了求解大型逆矩阵,在等离子体和高功率电磁学相关数值... 时域间断伽辽金-粒子模拟(discontinuous Galerkin time-domain particle-in-cell,DGTD-PIC)方法采用非结构网格能准确描述复杂结构,采用高阶基函数进一步提高了计算的精度,同时避免了求解大型逆矩阵,在等离子体和高功率电磁学相关数值模拟方面具有广泛的用途。近年来国内外报道了大量DGTD-PIC方面的研究工作,该方法在核心关键技术方面已取得了许多突破性进展。为促进DGTD-PIC方法的发展及应用,本文对该方法在修正势的DGTD电磁场计算方法、复频移完全匹配层边界、非结构网格中带电粒子定位与电荷和电流分配等关键技术方面所取得的研究成果进行了详细介绍。 展开更多
关键词 等离子体模拟 时域间断辽金(dgtd)方法 有限元方法 全电磁粒子模拟算法 真空电子器件
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探地雷达正演的间断伽辽金法影响因素分析
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作者 冯德山 刘硕 +5 位作者 王珣 丁思元 张华 苏玄 陈磊 颜照坤 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1273-1284,共12页
时域间断伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法具有守恒性、稳定性、高精度性和间断性等优点,现已成为一种有效的探地雷达(Ground penetrating radar, GPR)正演方法.为了提高DGTD算法的计算效率和精度,作者详细分析了... 时域间断伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法具有守恒性、稳定性、高精度性和间断性等优点,现已成为一种有效的探地雷达(Ground penetrating radar, GPR)正演方法.为了提高DGTD算法的计算效率和精度,作者详细分析了数值通量、时间离散格式、单元大小与局部基函数阶次、网格剖分方式等影响因素.数值实验表明,局部Lax-Friedrichs中τ=1/2的补偿数值通量既可以消除伪解,又可以提高计算精度;在精度相同的情况下,低存储显式Runge-Kutta方案(low-storage explicit Runge-Kutta, LSERK)的稳定性条件和低存储优势要明显优于其它两种时间离散格式,尤其是在大型复杂模型和三维正演模拟中更有优势.而提高基函数的阶次或增大网格数,均可以提高其误差的收敛性,局部基函数阶次N和单元大小d与电磁波波长λ的适用关系为d/N约等于λ/15;当单元数目大致相等时,网格剖分方式对于高阶DGTD算法的影响较小,说明DGTD算法对网格具有较好的适应性.最后,采用DGTD算法对火星乌托邦平原模型进行正演,验证了基于最优参数的DGTD算法模拟精度高,可为火星乌托邦平原GPR实测数据的解译奠定理论基础. 展开更多
关键词 探地雷达 时域间断辽金 数值通量 时间离散格式 高阶基函数
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间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟中的应用研究综述 被引量:11
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作者 吕宏强 张涛 +2 位作者 孙强 陈建伟 秦望龙 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期455-471,共17页
本文对近三十年来,国内外对于高精度数值方法研究中的热点——间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟方面的应用研究进行了综述。首先对间断伽辽金方法的基本概念和特点作了简单介绍,然后对应用该方法解决双曲型及椭圆型问题的发展历程进行... 本文对近三十年来,国内外对于高精度数值方法研究中的热点——间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟方面的应用研究进行了综述。首先对间断伽辽金方法的基本概念和特点作了简单介绍,然后对应用该方法解决双曲型及椭圆型问题的发展历程进行了回顾,并重点梳理了其在计算流体力学领域可压缩流数值模拟方面的应用发展以及研究现状,之后对该方法在对应的网格技术、激波捕捉方法、湍流流动模拟以及计算量需求方面目前仍然存在的研究难点和可能的发展趋势做出了总结和分析。最后给出了间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟中的若干应用实例。 展开更多
关键词 间断辽金方法 高精度方法 计算流体力学 可压缩流 弯曲网格
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非傅里叶热弹性的时域间断迦辽金有限元方法 被引量:5
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作者 郭攀 武文华 吴志刚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期447-450,共4页
基于Lord--Shulman非傅里叶热弹性模型,提出了采用修正的时域间断迦辽金有限元方法(time discontin-uous Galerkin finite element method,DGFEM)求解方法.DGFEM对温度场、位移场基本未知向量及其时间导数向量在时域中分别插值;在最终... 基于Lord--Shulman非傅里叶热弹性模型,提出了采用修正的时域间断迦辽金有限元方法(time discontin-uous Galerkin finite element method,DGFEM)求解方法.DGFEM对温度场、位移场基本未知向量及其时间导数向量在时域中分别插值;在最终的求解公式中,引入了人工阻尼.数值结果显示所发展的DGFEM较好地捕捉了波的间断并消除了热冲击作用下虚假的数值振荡,能够良好地模拟热弹性问题并具有较高的精度. 展开更多
关键词 广义热弹性 时域间断辽金有限元方法 热冲击 数值振荡
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基于高阶间断伽辽金法的多孔介质声传播
5
作者 麦梓伦 刘宇飞 +2 位作者 黄健健 欧阳文轩 吕宏强 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期751-760,共10页
多孔介质声学材料由于其结构及优秀的声学性能在航空、船舶与海洋工程等领域中应用广泛。传统的多孔介质声传播声学仿真方法主要从频域出发,对于宽频声源,其计算量相对较大,并且无法得到声传播的非定常物理过程。从时域路线出发的计算... 多孔介质声学材料由于其结构及优秀的声学性能在航空、船舶与海洋工程等领域中应用广泛。传统的多孔介质声传播声学仿真方法主要从频域出发,对于宽频声源,其计算量相对较大,并且无法得到声传播的非定常物理过程。从时域路线出发的计算气动声学可以仿真出声传播的非定常过程,但目前在多孔介质的声传播问题上应用较少。时域计算声学要求数值格式具有高精度、低耗散特征。文章在非结构网格上采用高阶间断伽辽金方法求解与多孔介质声学Zwikker-Kosten模型结合的线化欧拉方程,得到在空气和多孔介质中的声传播过程。对多孔介质地面以及三角形多孔介质声屏障两种模型的声传播典型算例的数值模拟表明,该高阶计算方法适合复杂多孔介质环境的声传播数值仿真且具有显著的高精度特征,该方法在求解实际工程中复杂多孔介质环境下的声传播具有巨大潜力。 展开更多
关键词 声传播 多孔介质 高阶间断辽金方法 线化欧拉方程 Zwikker-Kosten方程
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基于混合重构高阶间断伽辽金方法的二维层流和湍流数值模拟 被引量:1
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作者 熊为 张卫国 +2 位作者 丁珏 杨小权 翁培奋 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期608-620,共13页
为了提高间断伽辽金方法的计算效率,解决least-squares重构方法无法满足2-exact的缺陷,发展了基于recovery重构和least-squares重构相结合的三阶混合重构方法,用于求解可压缩层流和湍流流动.将Navier-Stokes方程和修正的一方程Negative ... 为了提高间断伽辽金方法的计算效率,解决least-squares重构方法无法满足2-exact的缺陷,发展了基于recovery重构和least-squares重构相结合的三阶混合重构方法,用于求解可压缩层流和湍流流动.将Navier-Stokes方程和修正的一方程Negative Spalart-Allmaras模型方程耦合成为系统方程,采用三阶重构间断伽辽金方法进行求解.时间推进采用基于半解析精确Jacobian矩阵的上-下对称高斯赛德尔格式(lower-upper symmetric Gauss-Seidel scheme,LU-SGS)预处理广义极小剩余(generalized minimal residual,GMRES)方法和四阶隐式Runge-Kutta方法;空间对流项离散采用Haten-Lax-van Leer接触(Haten-Lax-van Leer contact,HLLC)格式;黏性项离散采用第二Bassi-Rebay(second Bassi-Rebay,BR2)格式,并对BR2局部和全局提升算子开展三阶重构,达到提高计算精度的目的.通过典型算例验证了发展rDGP_(1)P_(2)方法的准确性和计算效率.研究结果表明:重构的rDGP_(1)P_(2)方法不仅具有较高的计算精度,而且还具有较高的计算效率. 展开更多
关键词 高阶精度 间断辽金方法 混合重构 第二Bassi-Rebay(second Bassi-Rebay BR2)格式
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用隐式高精度间断伽辽金方法模拟可压层流和湍流 被引量:7
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作者 党亚斌 刘凯礼 +1 位作者 孙一峰 杨小权 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期535-541,共7页
为了提高隐式高阶间断伽辽金数值方法的稳定性,发展了一种基于解析精确Jacobian矩阵的GMRES隐式方法,用于求解可压缩层流和湍流问题。在GMRES的求解中,无黏通量和黏性通量的Jacobian矩阵采用链式法则解析精确求解,并用于线性系统方程的L... 为了提高隐式高阶间断伽辽金数值方法的稳定性,发展了一种基于解析精确Jacobian矩阵的GMRES隐式方法,用于求解可压缩层流和湍流问题。在GMRES的求解中,无黏通量和黏性通量的Jacobian矩阵采用链式法则解析精确求解,并用于线性系统方程的LU-SGS预处理和GMRES矩阵矢量生成;与此同时,对修正的负Spalart-Allmaras湍流模型的生成源项进行了修正,以避免隐式化求导时出现非物理解。通过典型层流和湍流算例对发展的方法进行了验证,研究结果表明:基于精确Jacobian矩阵的隐式GMRES方法,不仅能够提高隐式高精度间断伽辽金方法计算的稳定性,而且还能够提高计算效率。 展开更多
关键词 间断辽金方法 精确Jacobian GMRES 层流 湍流
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利用时域间断伽辽金算法求解Tellegen介质中的电磁波 被引量:1
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作者 黄鹏 周远国 +1 位作者 任强 王焱 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期88-94,共7页
目前,利用时域间断伽辽金方法(DGTD)求解各类介质中的电磁传播问题时,通常考虑求解普通介质本构关系的麦克斯韦方程组。然而,具有非互易性本构关系的Tellegen介质中的电磁传播非常复杂,且少有研究。基于Tellegen介质的本构关系,推导出... 目前,利用时域间断伽辽金方法(DGTD)求解各类介质中的电磁传播问题时,通常考虑求解普通介质本构关系的麦克斯韦方程组。然而,具有非互易性本构关系的Tellegen介质中的电磁传播非常复杂,且少有研究。基于Tellegen介质的本构关系,推导出了一种适用于该介质的时域间断伽辽金系统矩阵离散方案,准确模拟了平面波在Tellegen介质中的时域传播特性。利用所提出的算法,计算了空气与Tellegen介质的分层空间模型,分析了Tellegen介质对电磁波极化偏转角度的影响;同时,针对不同电磁参数的Tel-legen介质,计算了反射波与透射波的电场偏转角度,并将时域间断伽辽金方案计算的结果与文献[1]以及解析解进行了对比,验证了该方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 Tellegen介质 时域间断辽金方法(dgtd) 系统矩阵离散方案 瞬态传播特性
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三维间断伽辽金玻尔兹曼方法的完全匹配层吸收边界条件研究
9
作者 夏博阳 邵卫东 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期113-120,共8页
为解决计算气动声学数值模拟中远场边界反射问题,在三维间断伽辽金有限元玻尔兹曼方法框架下应用完全匹配层算法构造了吸收边界条件,并采用了两种不同的离散求解公式。利用三维高斯脉动源数值案例测试了两种公式的有效性和稳定性,发现... 为解决计算气动声学数值模拟中远场边界反射问题,在三维间断伽辽金有限元玻尔兹曼方法框架下应用完全匹配层算法构造了吸收边界条件,并采用了两种不同的离散求解公式。利用三维高斯脉动源数值案例测试了两种公式的有效性和稳定性,发现仅有一种公式既能有效衰减反射波又具有良好的稳定性;接着研究了影响完全匹配层算法无反射性能的若干因素,其中无反射性能采用归一化误差范数来衡量。研究表明:衰减因子总是存在最优值,且最优值仅与吸收层的参数有关,而与高斯脉动源自身参数无关,故所定义的归一化误差范数具有一定的普适性;当衰减因子采用幂函数分布律时,幂指数取2时无反射性能更好,取4时无反射性能随衰减因子变化更平缓;吸收层厚度和区域半径越大,无反射性能越好,但相应的计算量也显著提高。研究工作可为构造更加实用有效的无反射边界条件提供参考。 展开更多
关键词 完全匹配层 间断辽金玻尔兹曼方法 吸收边界条件 计算气动声学
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Caputo型对流方程的间断伽辽金有限元方法
10
作者 王震 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2022年第9期253-259,共7页
研究了一类带有初始弱正则性的时间分数阶对流方程的高精度数值逼近方法,其中时间分数阶导数是Caputo意义上的。结合时间分数阶导数的非均匀Alikhanov公式和空间方向上的间断伽辽金有限元方法给出了全离散数值格式,并分析了格式的稳定... 研究了一类带有初始弱正则性的时间分数阶对流方程的高精度数值逼近方法,其中时间分数阶导数是Caputo意义上的。结合时间分数阶导数的非均匀Alikhanov公式和空间方向上的间断伽辽金有限元方法给出了全离散数值格式,并分析了格式的稳定性、收敛性和误差估计。最后,通过数值算例验证了算法的有效性和理论精度。 展开更多
关键词 Caputo型对流方程 间断辽金方法 弱正则性 稳定性 误差估计
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水下声波传播过程的时域间断Galerkin有限元方法 被引量:2
11
作者 李瑞敏 郭攀 +2 位作者 张景飞 武文华 王飞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期166-172,共7页
本文构建了声压波动方程的改进时域间断Galerkin有限元方法。传统时域连续有限元方法在计算高梯度、强间断特征水中声波传播问题时往往会出现虚假数值振荡现象,这些数值振荡会影响正常波动的计算精度。为了解决这一问题,本文通过引入人... 本文构建了声压波动方程的改进时域间断Galerkin有限元方法。传统时域连续有限元方法在计算高梯度、强间断特征水中声波传播问题时往往会出现虚假数值振荡现象,这些数值振荡会影响正常波动的计算精度。为了解决这一问题,本文通过引入人工阻尼的方式构建了改进的时域间断Galerkin有限元方法,并针对具有高梯度、强间断特征的多障碍物复杂边界和层合液体介质声传播问题进行了计算。计算结果表明,与传统时域连续方法如Newmark方法计算结果对比,所发展方法能较好地消除高梯度和强间断声压力波传播过程中虚假的数值振荡,具有较高的计算精度。问题的求解为进一步流固声耦合问题的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 声波 时域间断辽金有限元方法 冲击 数值振荡
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一种基于Gordon-Hall方法的DGTD高阶网格生成技术 被引量:1
12
作者 寇龙泽 彭达 +1 位作者 郭志亮 杨虎 《微波学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期60-64,共5页
基于六面体的时域间断伽略金方法(Hex-DGTD)要求将计算域划分为一系列互不重叠的六面体子域,通过求解每个子域到标准立方体的映射函数得到各子域内的Jacobian矩阵。然而一般商业软件仅能够将计算域划分为线性或者较低阶数的六面体网格,... 基于六面体的时域间断伽略金方法(Hex-DGTD)要求将计算域划分为一系列互不重叠的六面体子域,通过求解每个子域到标准立方体的映射函数得到各子域内的Jacobian矩阵。然而一般商业软件仅能够将计算域划分为线性或者较低阶数的六面体网格,这种与目标表面近似度较低的六面体将导致DGTD算法中边界条件设置存在误差。文中结合Gordon-Hall方法提出了任意高阶数的网格生成技术,能够更为精确地模拟出目标表面,大幅减小了求解六面体子域映射函数的误差。最后通过算例验证了这种高阶六面体网格生成技术能够在不明显增加计算资源的前提下,较大程度地提升DGTD算法的求解准确度。 展开更多
关键词 时域间断略金方法 六面体 无限融合函数插值 曲面共形
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两种电磁场谱间断元方法的比较
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作者 章阳 王向晖 +2 位作者 张杰 王建国 齐红新 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期47-51,共5页
时域间断元方法是近年来电磁场计算领域的重要进展之一。将基函数的插值点和数值积分点重合的质量集中技术是降低该间断元方法质量矩阵存储开销和提高计算效率的重要手段。通过谐振腔、带通滤波器以及光子晶体内的电磁场等数值算例,在... 时域间断元方法是近年来电磁场计算领域的重要进展之一。将基函数的插值点和数值积分点重合的质量集中技术是降低该间断元方法质量矩阵存储开销和提高计算效率的重要手段。通过谐振腔、带通滤波器以及光子晶体内的电磁场等数值算例,在四边形网格上比较了传统的质量集中算法和近来提出的Weight-Adjust算法之间的差异。计算结果表明,尽管两种方法的存储量一样,但Weight-Adjust算法具有更高的精度。 展开更多
关键词 间断辽金算法 MAXWELL方程 质量集中 方法
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间断Galerkin有限元隐式算法GPU并行化研究
14
作者 高缓钦 陈红全 +1 位作者 贾雪松 徐圣冠 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期21-33,I0001,共14页
为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题... 为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题,时间推进选用下上对称高斯-赛德尔(lower-upper symmetric Gauss-Seidel,LU-SGS)隐式格式。为了克服传统隐式格式固有的数据关联依赖问题,借助于本文提出的面向任意网格的单元着色分组技术,先给出了LUSGS隐式格式的并行化改造,使得隐式时间推进能按颜色组别依次并行,由于同一颜色组内算法已不存在数据关联,可以据此实现并行化。在此基础上,再结合DG算法局部紧致等特点,基于统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)编程模型,设计了依据单元的核函数,并构建了对应的线程与数据结构,给出了DG有限元隐式GPU并行算法。最后,发展的算法通过了多个二维和三维典型流动算例考核与性能测试,展示出隐式算法GPU加速的效果,且获得的计算结果能与现有的文献或实验数据接近。 展开更多
关键词 间断辽金方法 LU-SGS隐式格式 GPU并行化 单元着色分组 EULER方程
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基于高阶DG方法的非定常流场声辐射特性数值模拟研究
15
作者 欧阳文轩 吕宏强 +1 位作者 王婷婷 黄健健 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期77-82,共6页
随着航空噪声越来越受到关注,计算声传播的算法成为研究热点。高阶间断伽辽金(Discontinuous Galerkin,DG)方法具有高精度、对网格质量要求低、适合自适应和并行计算等优点,可以以较高的效率对声场进行计算。文章运用高阶DG方法对线性... 随着航空噪声越来越受到关注,计算声传播的算法成为研究热点。高阶间断伽辽金(Discontinuous Galerkin,DG)方法具有高精度、对网格质量要求低、适合自适应和并行计算等优点,可以以较高的效率对声场进行计算。文章运用高阶DG方法对线性化欧拉方程(Linearized Euler Equations,LEE)进行空间离散,并且基于离散后的线性化欧拉方程对带有背景流场的NACA0012翼型和30P30N多段翼型的声场进行数值计算。采用有限体积法计算得出流场信息后,通过插值将流场数据导入声场网格,并运用高阶DG方法进行声场计算。计算结果与参考文献中FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)算法对比一致性较好,验证了高阶DG算法的可行性。 展开更多
关键词 线性化欧拉方程 高阶间断辽金(DG)方法 气动噪声
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DGTD用于RCS计算的初步研究 被引量:2
16
作者 杨谦 魏兵 +1 位作者 李林茜 葛德彪 《雷达学报(中英文)》 CSCD 2015年第3期361-366,共6页
时域离散伽辽金法(Discontinuous Galerkin Time Domain,DGTD)同时具有时域有限元算法(Finite Element Time Domain,FETD)非结构网格剖分和时域有限差分算法(Finite Difference Time Domain,FDTD)显式迭代的优点,是一种非常有前途的电... 时域离散伽辽金法(Discontinuous Galerkin Time Domain,DGTD)同时具有时域有限元算法(Finite Element Time Domain,FETD)非结构网格剖分和时域有限差分算法(Finite Difference Time Domain,FDTD)显式迭代的优点,是一种非常有前途的电磁计算方法,该文首先描述了基于矢量基函数的时域离散伽辽金法的基本原理。然后,给出了DGTD处理散射问题时平面波入射加入的具体实现方法。最后,给出了金属球、介质球和金属弹头宽带散射的算例,算例结果的比较表明了该文算法的正确性和有效性。该文的研究,为复杂目标雷达散射截面RCS的准确预估打下了坚实的基础。 展开更多
关键词 时域离散辽金方法 时域有限差分 有限元 雷达散射截面
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电磁场时域数值算法的新进展 被引量:10
17
作者 魏兵 陈娟 +3 位作者 何欣波 范凯航 杨谦 李林茜 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期55-68,共14页
电磁场时域计算方法由于一次计算可以获得目标的时域响应,结合傅里叶变换得到宽带信息等的优势越来越受到关注.本文介绍了近年来时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法和时域有限元(finite element time-domain,FETD)无... 电磁场时域计算方法由于一次计算可以获得目标的时域响应,结合傅里叶变换得到宽带信息等的优势越来越受到关注.本文介绍了近年来时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法和时域有限元(finite element time-domain,FETD)无条件稳定算法方面的研究进展以及FETD算法的更新方案--时域非连续伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain,DGTD)方法的新进展. 展开更多
关键词 时域非连续辽金(dgtd)法 时域有限元(FETD)算法 时域有限差分(FDTD)方法 无条件稳定 数值通量
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气动力热作用下飞行器结构分析的分区耦合CG/DG有限元方法 被引量:1
18
作者 赵建宁 魏东 +2 位作者 杜雁霞 刘冬欢 桂业伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期67-78,I0001,共13页
高超声速飞行器热防护结构中存在大量不同材料的装配界面,因此在结构热力耦合分析中会产生界面非完好接触、热力耦合等非线性效应。针对传统三维有限元方法在求解此类结构时存在的计算量大、计算效率低的问题,建立了适用于含搭接界面温... 高超声速飞行器热防护结构中存在大量不同材料的装配界面,因此在结构热力耦合分析中会产生界面非完好接触、热力耦合等非线性效应。针对传统三维有限元方法在求解此类结构时存在的计算量大、计算效率低的问题,建立了适用于含搭接界面温度场和热力耦合分析的分区连续/间断伽辽金有限元方法,充分考虑材料非线性以及温度和应力相关的接触热阻对结构热力耦合响应的影响,并编制相应的有限元计算软件,形成适应于工程大规模计算的含多材料搭接界面结构的三维传热、热力耦合问题研究的高效高精度计算能力,为我国新型高超声速飞行器热气动弹性特性预测及安全评估等提供研究手段和技术支撑。 展开更多
关键词 间断辽金 热力耦合 接触热阻 有限元方法
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非结构网格瞬态电磁场计算中的高效通信方法 被引量:3
19
作者 李岷轩 江树刚 +1 位作者 吴庆恺 林中朝 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期16-23,共8页
针对使用非结构网格的时域间断伽略金方法在并行计算时通信复杂的问题,提出一种适用于瞬态电磁场大规模并行计算的最小通信周期策略。将进程间点对点通信的拓扑结构映射为通信矩阵,利用通信缓冲区未满时非关联进程的通信互不干扰特性,... 针对使用非结构网格的时域间断伽略金方法在并行计算时通信复杂的问题,提出一种适用于瞬态电磁场大规模并行计算的最小通信周期策略。将进程间点对点通信的拓扑结构映射为通信矩阵,利用通信缓冲区未满时非关联进程的通信互不干扰特性,对互不干扰的进程通信顺序进行排序,将每轮同时进行的通信记为同一个通信周期,重新填充通信矩阵。最小通信周期策略对初始通信矩阵不断递归地取各元素余子式,每次递归结束后即得到一个通信周期中同时进行通信的进程,将这些进程对应的元素排除在下一次递归之外,直到所有初始通信矩阵所有元素排序完毕。最小通信周期策略能够有效降低并行迭代计算过程中的总通信周期数,减少通信过程消耗的时间,从而提升算法的计算效率。与传统策略相比,最小通信策略的通信周期数缩减到3%,并行效率显著提高,计算时间减少。同时,使用该策略在国产超级计算机神威·太湖之光上以8000核组(8000进程,520000核心)进行计算时取得了约70.38%(10倍扩展)的并行效率。 展开更多
关键词 时域间断略金方法 辅助微分方程 并行算法
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基于非结构/混合网格的高阶精度格式研究进展 被引量:22
20
作者 张来平 贺立新 +2 位作者 刘伟 李明 张涵信 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期202-236,共35页
尽管以二阶精度格式为基础的计算流体力学(CFD)方法和软件已经在航空航天飞行器设计中发挥了重要的作用,但是由于二阶精度格式的耗散和色散较大,对于湍流、分离等多尺度流动现象的模拟,现有成熟的CFD软件仍难以给出满意的结果,为此CFD... 尽管以二阶精度格式为基础的计算流体力学(CFD)方法和软件已经在航空航天飞行器设计中发挥了重要的作用,但是由于二阶精度格式的耗散和色散较大,对于湍流、分离等多尺度流动现象的模拟,现有成熟的CFD软件仍难以给出满意的结果,为此CFD工作者发展了众多的高阶精度计算格式.如果以适应的计算网格来分类,一般可以分为基于结构网格的有限差分格式、基于非结构/混合网格的有限体积法和有限元方法,以及各种类型的混合方法.由于非结构/混合网格具有良好的几何适应性,基于非结构/混合网格的高阶精度格式近年来备受关注.本文综述了近年来基于非结构/混合网格的高阶精度格式研究进展,重点介绍了空间离散方法,主要包括k-Exact和ENO/WENO等有限体积方法,间断伽辽金(DG)有限元方法,有限谱体积(SV)和有限谱差分(SD)方法,以及近来发展的各种DG/FV混合算法和将各种方法统一在一个框架内的CPR(correction procedure via reconstruction)方法等.随后简要介绍了高阶精度格式应用于复杂外形流动数值模拟的一些需要关注的问题,包括曲边界的处理方法、间断侦测和限制器、各种加速收敛技术等.在综述过程中,介绍了各种方法的优势与不足,其间介绍了作者发展的基于"静动态混合重构"的DG/FV混合算法.最后展望了基于非结构/混合网格的高阶精度格式的未来发展趋势及应用前景. 展开更多
关键词 非结构网格 混合网格 高阶精度格式 有限体积方法 间断辽金方法 有限谱体积方法 有限谱差分方法 DG FV混合算法
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