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基于迎风格式伴随方程的飞行器边界特性设计方法
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作者 邓俊 高正红 +2 位作者 黄江涛 赵轲 夏露 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期281-292,共12页
飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍... 飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍了离散伴随求解梯度的基本原理,在此基础上推导了伴随方程的无黏项及其边界条件的变分形式,根据通量限制器的处理方式,形成一阶精度、二阶精度和混合精度的伴随方程。对伴随方程的边界处理措施进行了研究。通过ONERA M6机翼梯度精度和鲁棒性验证算例,对比迎风格式和中心格式的伴随方程求解性能,分析限制器和边界处理措施对伴随方程的收敛性和梯度精度的影响。通过CRM翼身组合体巡航气动优化设计和边界特性优化设计算例,验证了求解器对飞行器巡航性能设计和边界特性设计的有效性。计算和设计结果表明,建立的迎风格式伴随方程求解方法鲁棒和梯度精度高,能够适用于飞行器边界特性设计难题的求解。 展开更多
关键词 迎风格式 通量限制器 离散伴随方程 梯度计算 边界特性 气动优化
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用解析离散法构造 WENO-FCT 格式 被引量:12
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作者 沈孟育 李海东 刘秋生 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期56-63,共8页
本文利用解析离散法的导数计算公式构造高精度WENO格式,并引入FCT通量修正技术以消除非物理解振荡。通过激波-边界层干扰,激波-旋涡相干结构的数值模拟证明方法既能够有效地捕捉激波间断,又对边界层分离及旋涡结构有很好的... 本文利用解析离散法的导数计算公式构造高精度WENO格式,并引入FCT通量修正技术以消除非物理解振荡。通过激波-边界层干扰,激波-旋涡相干结构的数值模拟证明方法既能够有效地捕捉激波间断,又对边界层分离及旋涡结构有很好的分辨率,是一类有效的高精度计算格式。 展开更多
关键词 解析离散 WENO格式 FCT方法 计算流体力学
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网格参数与离散格式对潜艇阻力预报精度的影响 被引量:7
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作者 吕晓军 周其斗 段嘉希 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期40-44,共5页
借助于计算流体力学软件,生成了2组不同网格数量和壁面Y+值的网格模型,并对潜艇周围流场进行了数值模拟,得到了不同航速下的潜艇阻力,然后结合试验数据进行了对比分析。研究发现:一阶精度离散格式的阻力计算结果误差过大不可信,而对于... 借助于计算流体力学软件,生成了2组不同网格数量和壁面Y+值的网格模型,并对潜艇周围流场进行了数值模拟,得到了不同航速下的潜艇阻力,然后结合试验数据进行了对比分析。研究发现:一阶精度离散格式的阻力计算结果误差过大不可信,而对于不同的离散格式,网格的细化都能提高计算精度;当网格模型壁面Y+值控制在200以内且采用二阶精度离散格式计算时,较稀的网格模型也能得到误差小于3%的计算结果。 展开更多
关键词 潜艇 阻力系数 网格参数 离散格式
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有限容积法对流项离散格式的稳定性与有界性研究 被引量:1
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作者 宇波 焦开拓 +4 位作者 陈宇杰 李敬法 邓雅军 王鹏 孙东亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期107-121,共15页
对于流动传热问题,控制方程对流项处理不当会导致模拟结果出现无物理意义的振荡或越界现象。针对有限容积法对流项离散格式的稳定性和有界性开展深入研究,并提出了一种新的高阶有界格式。在对流项离散格式稳定性方面,指出在均分网格条件... 对于流动传热问题,控制方程对流项处理不当会导致模拟结果出现无物理意义的振荡或越界现象。针对有限容积法对流项离散格式的稳定性和有界性开展深入研究,并提出了一种新的高阶有界格式。在对流项离散格式稳定性方面,指出在均分网格条件下,边界相邻节点的对流稳定性条件与内部节点不同,并给出了边界相邻节点处常见对流项离散格式的稳定性条件;指出绝对稳定的SGSD格式权重系数计算方法不唯一,并给出了两种适合于强对流问题的权重系数表达式。在对流项离散格式有界性方面,提出了高阶有界格式的通用分段线性形式——GHB格式(general high-order bounded scheme),可提高程序的通用性;高阶有界格式计算精度、收敛速率和健壮性等性能互相制约,根据规正变量图中不同区域线型对这些性能的影响,提出了含有两个可调参数的性能可控的高阶有界格式——AHB格式(adjustable high-order bounded scheme);在此基础上,通过优化参数得到了计算精度、有界性、收敛速率和健壮性兼顾的ABC格式(accuracy,boundedness and convergence rate-balanced scheme),并通过多个典型算例验证了该格式计算性能。 展开更多
关键词 对流项离散格式的稳定性 对流项离散格式的有界性 SGSD格式 通用高阶有界格式 ABC格式
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水盐运移方程对流项不同离散格式对比分析 被引量:3
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作者 赵文娟 黄凌 李春光 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第8期107-109,共3页
采用有限体积方法求解了一维土壤水盐运移方程,分别将不同的对流项离散格式应用到一维土壤水盐数值模型的求解中。通过对数值计算结果与实测数据进行对比分析,认为在较大的空间、时间步长条件下,QUICK格式有效地减缓了数值振荡和数值扩... 采用有限体积方法求解了一维土壤水盐运移方程,分别将不同的对流项离散格式应用到一维土壤水盐数值模型的求解中。通过对数值计算结果与实测数据进行对比分析,认为在较大的空间、时间步长条件下,QUICK格式有效地减缓了数值振荡和数值扩散的现象。 展开更多
关键词 有限体积方法 对流项 离散格式 水盐运移模型
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离散格式对辐射换热有限体积法精度的影响 被引量:1
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作者 齐宏 阮立明 +1 位作者 董士奎 谈和平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1621-1623,1724,共4页
采用有限体积法计算了轴对称圆柱形介质以及立方体简化炉膛内的辐射传输问题,计算结果与离散传递法、蒙特卡洛法的结果相吻合.重点分析了不同网格离散划分方法(FVM1,FVM2和FVM3)对温度场、投射热流、净热流分布等计算精度的影响,同时考... 采用有限体积法计算了轴对称圆柱形介质以及立方体简化炉膛内的辐射传输问题,计算结果与离散传递法、蒙特卡洛法的结果相吻合.重点分析了不同网格离散划分方法(FVM1,FVM2和FVM3)对温度场、投射热流、净热流分布等计算精度的影响,同时考察了不同的角度离散格式(天顶角均匀划分法FA1,天顶角余弦均匀划分法FA2和圆周角4n式划分法FA3)与计算精度的关系.结果表明,采用FA3划分方案得到的计算结果较精确,而FA1和FA2方案结果误差较大,因此建议采用FA3方案进行角度离散. 展开更多
关键词 辐射传递 有限体积法 离散格式
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蒸汽沉淀化学反应方程混合元法的离散格式研究 被引量:1
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作者 罗振东 周艳杰 朱江 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第5期592-602,共11页
蒸汽沉淀化学反应过程有着极其广泛的应用,其数学模型归结为一个包含流速场,温度场,压力场和气体溶质场的非线性偏微分方程组.用混合有限元方法研究蒸汽沉淀化学反应方程组,导出其半离散化和全离散化的混合元格式,并证明这些格式的解的... 蒸汽沉淀化学反应过程有着极其广泛的应用,其数学模型归结为一个包含流速场,温度场,压力场和气体溶质场的非线性偏微分方程组.用混合有限元方法研究蒸汽沉淀化学反应方程组,导出其半离散化和全离散化的混合元格式,并证明这些格式的解的存在性和收敛性(误差估计).用混合元法处理究蒸汽沉淀化学反应方程组,可以同时求出流速场,温度场,压力场和气体溶质场的数值解.因此该研究既具有重要的理论意义,又具有广泛的应用前景. 展开更多
关键词 化学蒸汽沉淀反应方程 混合元方法 离散格式 离散格式
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一个用于数值求解反应堆动态方程的新的时间离散格式 被引量:3
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作者 张少泓 谢仲生 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期334-340,共7页
提出一个具有二阶精度的时间离散格式,并将它应用于六角形节块时-空动力学方程的数值求解。对几个缓发和瞬发超临界瞬态的算例进行了计算,并对该格式与隐式差分格式的收敛性和精度进行了比较。计算结果显示在瞬变过程内或瞬发超临界... 提出一个具有二阶精度的时间离散格式,并将它应用于六角形节块时-空动力学方程的数值求解。对几个缓发和瞬发超临界瞬态的算例进行了计算,并对该格式与隐式差分格式的收敛性和精度进行了比较。计算结果显示在瞬变过程内或瞬发超临界情况下,该格式比全隐格式具有更大的优越性。 展开更多
关键词 反应堆 动态方程 数值解 离散格式 压水堆
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Perona-Malik模型离散格式的改进 被引量:2
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作者 赵凤群 智佳 +1 位作者 戴芳 李晓伟 《西安工业大学学报》 CAS 2007年第1期83-87,共5页
Perona和Malik给出的离散格式是原Perona-Malik模型的近似模型的离散形式.这个离散格式用差商代替梯度,并略去了原模型的一项,本文通过理论分析发现这些简化影响了平滑的速度和效果.文中将省略的一项也加以离散,并将差商绝对值替换为梯... Perona和Malik给出的离散格式是原Perona-Malik模型的近似模型的离散形式.这个离散格式用差商代替梯度,并略去了原模型的一项,本文通过理论分析发现这些简化影响了平滑的速度和效果.文中将省略的一项也加以离散,并将差商绝对值替换为梯度模,最终得到一个隐式的离散格式.实验结果表明,本文的离散格式提高了平滑速度,改进了平滑效果. 展开更多
关键词 图像平滑 非线性偏微分方程 Perona-Malik模型 离散格式 梯度模
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Sine-Gordon方程的EQ_1^(rot)非协调元的一个新的二阶全离散格式(英文) 被引量:2
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作者 石东洋 张鼎 《应用数学》 CSCD 北大核心 2014年第1期26-33,共8页
基于EQrot1非协调元的两个特殊性质:一是诱导的有限元插值算子与传统的Ritz投影是一致的;二是当所考虑问题的精确解属于H3(Ω)时,其相容误差为O(h2)阶,比插值误差高一阶.本文对非线性Sine-Gordon方程提出一个新的二阶全离散格式,给出收... 基于EQrot1非协调元的两个特殊性质:一是诱导的有限元插值算子与传统的Ritz投影是一致的;二是当所考虑问题的精确解属于H3(Ω)时,其相容误差为O(h2)阶,比插值误差高一阶.本文对非线性Sine-Gordon方程提出一个新的二阶全离散格式,给出收敛性分析和最优阶误差估计.最后,讨论本文的结果对另外一些著名的非协调元的应用. 展开更多
关键词 Sine—Gordon方程 非协调有限元 误差估计 离散格式
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一种基于WENO重构的半离散中心迎风格式 被引量:1
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作者 胡彦梅 陈建忠 封建湖 《动力学与控制学报》 2005年第2期54-59,共6页
通过三阶WENO重构和半离散中心迎风数值通量的结合,给出了一种求解双曲型守恒律方程的三阶半离散中心迎风格式.格式保持了中心差分格式方法简单的优点.数值计算的结果表明该方法具有较高的分辨率.
关键词 迎风格式 离散 重构 双曲型守恒律方程 中心差分格式 数值计算 分辨率 三阶 求解
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求解双曲型守恒律的半离散三阶中心迎风格式 被引量:1
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作者 陈建忠 史忠科 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期157-162,共6页
给出了求解一维双曲型守恒律的一种半离散三阶中心迎风格式,并利用逐维进行计算的方法将格式推广到二维守恒律。构造格式时利用了波传播的单侧局部速度,三阶重构方法的引入保证了格式的精度。时间方向的离散采用三阶TVD R unge-K u tta... 给出了求解一维双曲型守恒律的一种半离散三阶中心迎风格式,并利用逐维进行计算的方法将格式推广到二维守恒律。构造格式时利用了波传播的单侧局部速度,三阶重构方法的引入保证了格式的精度。时间方向的离散采用三阶TVD R unge-K u tta方法。本文格式保持了中心差分格式简单的优点,即不需用R iem ann解算器,避免了进行特征分解过程。用该格式对一维和二维守恒律进行了大量的数值试验,结果表明本文格式是高精度、高分辨率的。 展开更多
关键词 双曲型守恒律 中心迎风格式 离散 重构
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基于四阶半离散中心迎风格式的虚拟流方法的应用 被引量:1
13
作者 蔡力 封建湖 +1 位作者 谢文贤 周军 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期137-144,共8页
给出了求解多维无粘可压Euler方程组的四阶半离散中心迎风格式,该格式根据非线性波在网格单元边界上传播的局部速度来更准确地估计局部Riemann的宽度,避免了计算网格的交错,降低了格式的数值粘性。同时,考虑到LevelSet函数能隐式地追踪... 给出了求解多维无粘可压Euler方程组的四阶半离散中心迎风格式,该格式根据非线性波在网格单元边界上传播的局部速度来更准确地估计局部Riemann的宽度,避免了计算网格的交错,降低了格式的数值粘性。同时,考虑到LevelSet函数能隐式地追踪到界面的位置,而虚拟流的构造能隐式地捕捉到界面的边界条件,因此再将新的四阶半离散中心迎风格式与LevelSet方法以及虚拟流方法相结合,成功地处理了非反应激波和多介质流中爆轰间断的追踪问题。 展开更多
关键词 流体力学 离散中心迎风格式 无粘可压Euler方程组 虚拟流方法 LEVEL SET方法
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有限体积法中面积分离散格式的精度分析 被引量:1
14
作者 马亮 李亭鹤 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期530-534,共5页
讨论了应用顶点中心格式对欧拉方程进行有限体积离散时的精度 ,详细推导了顶点中心格式在平滑网格和扭曲网格上的截断误差 ,同时与中心格式和顶点格式进行了比较 .格式精度分析采用泰勒级数展开的方法 .分析结果表明 :顶点中心格式和顶... 讨论了应用顶点中心格式对欧拉方程进行有限体积离散时的精度 ,详细推导了顶点中心格式在平滑网格和扭曲网格上的截断误差 ,同时与中心格式和顶点格式进行了比较 .格式精度分析采用泰勒级数展开的方法 .分析结果表明 :顶点中心格式和顶点格式类似 ,总能达到至少是一阶的精度 ,并且可以通过加密网格的办法减少误差 ,而且顶点中心格式更适合于分区计算 .通过圆弧亚音速绕流和NACA0 0 1 2翼型绕流流场的数值计算 。 展开更多
关键词 精度分析 泰勒级数 有限体积法 面积分离散格式
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电子束曝光数据格式转换中的图形离散算法研究 被引量:1
15
作者 魏淑华 韩立 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第4期201-204,共4页
开展了圆环弧类图形离散算法的研究,提出了一种以图形的曲率半径作为离散精度依据的离散算法,既保证了高的离散精度又减小了数据量,提高了数据传输效率.该算法为曝光版图中不断出现的圆环弧类图形进行精确曝光提供了保障.通过图形实例... 开展了圆环弧类图形离散算法的研究,提出了一种以图形的曲率半径作为离散精度依据的离散算法,既保证了高的离散精度又减小了数据量,提高了数据传输效率.该算法为曝光版图中不断出现的圆环弧类图形进行精确曝光提供了保障.通过图形实例进行验证,表明此种离散方法合理,离散结果适于电子束曝光要求. 展开更多
关键词 电子束曝光 数据格式转换 图形离散
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离散格式和网格数量对过渡型艇粘性阻力的影响 被引量:2
16
作者 张玲 王家楣 《船海工程》 2009年第4期9-12,共4页
采用对比性数值分析方法研究高速气泡船减阻效果,针对某优良过渡型艇,为喷气需要预先进行断阶,不计自由面影响,采用有限体积法和SIMPLE算法,湍流模型为k-ε两方程,耦合求解N-S方程和连续性方程,数值分析不同离散格式、不同网格数量对艇... 采用对比性数值分析方法研究高速气泡船减阻效果,针对某优良过渡型艇,为喷气需要预先进行断阶,不计自由面影响,采用有限体积法和SIMPLE算法,湍流模型为k-ε两方程,耦合求解N-S方程和连续性方程,数值分析不同离散格式、不同网格数量对艇体在不喷气状态下遭受的粘性阻力影响。计算结果显示:二阶迎风格式比一阶迎风格式数值结果与试验结果符合较好;网格数量达到95万,计算结果与试验结果符合较好。 展开更多
关键词 断阶过渡型艇 离散格式 网格数量 粘性阻力 数值计算
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离散格式及半隐式算法对直背式轿车外流场数值计算精度影响的研究 被引量:4
17
作者 李广辉 康宁 李海峰 《车辆与动力技术》 2006年第1期32-36,共5页
以简化的直背式轿车模型为研究对象,以商用计算流体力学软件STAR—CD为工具,应用不同的离散格式对轿车外流场进行了数值模拟,通过与试验结果的对比,比较了各种离散格式对直背式轿车外流场数值模拟的适用性,同时对SIMPLE算法及其两种修... 以简化的直背式轿车模型为研究对象,以商用计算流体力学软件STAR—CD为工具,应用不同的离散格式对轿车外流场进行了数值模拟,通过与试验结果的对比,比较了各种离散格式对直背式轿车外流场数值模拟的适用性,同时对SIMPLE算法及其两种修正方法PISO算法和SIMPISO算法的计算精度的影响进行了研究.结果表明,QUICK格式比较适合汽车外流场的计算,SIMPISO算法计算精度比SIMPLE算法和PISO算法高. 展开更多
关键词 计算流体力学 直背式 离散格式
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一类偏积分微分方程二阶差分全离散格式 被引量:1
18
作者 陈红斌 徐大 《数学理论与应用》 2005年第1期43-47,共5页
本文给出了数值求解一类偏积分微分方程的二阶全离散差分格式.采用了Crank- Nicolson格式;积分项的离散利用了Lubich的二阶卷积积分公式;给出了稳定性的证明,误差估计及收敛性的结果.
关键词 二阶 积分微分方程 离散 阶差 收敛性 误差估计 差分格式 证明 公式 数值求解
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求解双曲型守恒律的半离散中心差分格式
19
作者 陈建忠 封建湖 +1 位作者 史忠科 胡彦梅 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期536-540,共5页
给出了一种求解双曲型守恒律的三阶半离散中心差分格式。该格式以一种推广的三阶重构为基础,同时考虑了波传播的局部速度。格式的构造方法是利用重构,先计算非一致交错网格上的均值,再将该网格均值投影回原来的非交错网格,得到新的全离... 给出了一种求解双曲型守恒律的三阶半离散中心差分格式。该格式以一种推广的三阶重构为基础,同时考虑了波传播的局部速度。格式的构造方法是利用重构,先计算非一致交错网格上的均值,再将该网格均值投影回原来的非交错网格,得到新的全离散中心差分格式,该格式有半离散形式。本文半离散格式保持了中心差分格式简单的优点,即不需用R iemann解算器,避免了进行特征解耦。它具有守恒形式,数值通量满足相容性条件。数值试验结果表明该格式是高精度、高分辨率的。 展开更多
关键词 双曲型守恒律 中心差分格式 离散 重构
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非线性双曲型方程动边界问题的全离散有限元格式及数值分析 被引量:1
20
作者 崔霞 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 1998年第2期57-62,共6页
研究具有变动边界的三维区域上的非线性双曲型方程的初边值问题。提出一类全离散有限元逼近格式,并表明了其稳定性。通过进行空间变量代换、引入椭圆投影,以及采用其它非线性微分方程先验误差估计技巧,得到了最优阶的L2模和H1模... 研究具有变动边界的三维区域上的非线性双曲型方程的初边值问题。提出一类全离散有限元逼近格式,并表明了其稳定性。通过进行空间变量代换、引入椭圆投影,以及采用其它非线性微分方程先验误差估计技巧,得到了最优阶的L2模和H1模收敛结果。 展开更多
关键词 非线性双曲型方程 边界问题 离散有限元格式 数值分析 变动边界 初边值问题 误差估计
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