检索结果-内蒙古大学图书馆

计算力学学报 2020年第2期37卷 247-253页

作者：胡立军翟健袁礼衡阳师范学院数学与统计学院衡阳421002 曙光信息产业(北京)有限公司北京100193 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190

传统的一维通量分裂格式在计算界面数值通量时,只考虑网格界面法向的波系。采用传统的TV格式分别求解对流通量和压力通量。通过求解考虑了横向波系影响的角点数值通量来构造一种真正二维的TV通量分裂格式。在计算一维数值算例时,该格式... 详细信息

传统的一维通量分裂格式在计算界面数值通量时,只考虑网格界面法向的波系。采用传统的TV格式分别求解对流通量和压力通量。通过求解考虑了横向波系影响的角点数值通量来构造一种真正二维的TV通量分裂格式。在计算一维数值算例时,该格式与传统的TV格式具有相同的数值通量计算公式,因此其保留了传统的TV格式精确捕捉接触间断和膨胀激波的优点。在计算二维算例时,该格式比传统的TV格式具有更高的分辨率;在计算二维强激波问题时,消除了传统TV格式的非物理现象,表现出更好的鲁棒性;此外,该格式大大提高了稳定性CFL数,从而具有更高的计算效率。因此,本文方法是一种精确、高效并且具有强鲁棒性的数值方法,在可压缩流的数值模拟中具有广阔的应用前景。

关键词：欧拉方程可压缩流 Toro-Vázquez分裂真正二维通量分裂格式 GT-TV格式鲁棒性

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相位恢复:理论、模型与算法

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计算数学 2022年第1期44卷 1-18页

作者：许志强中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所科学与工程计算国家重点实验室北京100190

相位恢复在多个不同领域均被提出,如量子力学、光学成像等.相位恢复即具有多种应用背景,亦具有丰富的数学内涵,因而近期该问题吸引了多个不同领域专家的关注,如计算数学、数据科学、最优化、代数几何等.本文将主要介绍相位恢复中的理论... 详细信息

相位恢复在多个不同领域均被提出,如量子力学、光学成像等.相位恢复即具有多种应用背景,亦具有丰富的数学内涵,因而近期该问题吸引了多个不同领域专家的关注,如计算数学、数据科学、最优化、代数几何等.本文将主要介绍相位恢复中的理论基础问题,特别是最少观测次数问题,并介绍求解相位恢复的模型性能,以及求解算法等.本文也介绍了一些当前相位恢复中研究的热点方向.

关键词：相位恢复非线性最小二乘矩阵恢复交替投影.

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几乎各向同性的高维空间分数阶扩散方程的分块快速正则Hermite分裂预处理方法

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计算数学 2022年第2期44卷 187-205页

作者：刘瑶宁中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049

一类空间分数阶扩散方程经过有限差分离散后所得到的离散线性方程组的系数矩阵是两个对角矩阵与Toeplitz型矩阵的乘积之和.在本文中,对于几乎各向同性的二维或三维空间分数阶扩散方程的离散线性方程组,采用预处理Krylov子空间迭代方法,... 详细信息

一类空间分数阶扩散方程经过有限差分离散后所得到的离散线性方程组的系数矩阵是两个对角矩阵与Toeplitz型矩阵的乘积之和.在本文中,对于几乎各向同性的二维或三维空间分数阶扩散方程的离散线性方程组,采用预处理Krylov子空间迭代方法,我们利用其系数矩阵的特殊结构和具体性质构造了一类分块快速正则Hermite分裂预处理子.通过理论分析,我们证明了所对应的预处理矩阵的特征值大部分都聚集于1的附近.数值实验也表明,这类分块快速正则Hermite分裂预处理子可以明显地加快广义极小残量(GMRES)方法和稳定化的双共轭梯度(BiCGSTAB)方法等Krylov子空间迭代方法的收敛速度.

关键词： Toeplitz矩阵循环矩阵分数阶扩散方程正则Hermite分裂预处理子预处理Krylov子空间迭代法

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一种健壮的混合Roe黎曼求解器

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计算力学学报 2019年第6期36卷 818-824页

作者：胡立军袁礼翟健衡阳师范学院数学与统计学院衡阳421002 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 曙光信息产业(北京)有限公司北京100193

使用Roe格式计算多维流动问题时,在强激波附近会出现数值激波不稳定现象。带有剪切粘性的HLLEC格式不仅可以捕捉接触间断,而且表现出很好的稳定性。混合Roe格式和HLLEC格式来消除数值激波不稳定性。在强激波附近,通过激波面法向和网格... 详细信息

使用Roe格式计算多维流动问题时,在强激波附近会出现数值激波不稳定现象。带有剪切粘性的HLLEC格式不仅可以捕捉接触间断,而且表现出很好的稳定性。混合Roe格式和HLLEC格式来消除数值激波不稳定性。在强激波附近,通过激波面法向和网格界面法向的夹角来定义开关函数,使得数值通量在激波面横向切换成HLLEC格式。在其余地方,数值通量依然使用Roe格式来计算。数值试验表明,混合格式不仅消除了Roe格式的数值激波不稳定性,还最大程度地减少了HLLEC格式所带来的剪切耗散,保留了Roe格式高分辨率的优点。

关键词：无粘可压缩流 Roe格式 HLLEC格式 Roe-HLLEC格式数值激波不稳定性

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坡面颗粒流开源软件TITAN2D的改进及应用

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山地学报 2016年第3期34卷 346-355页

作者：袁礼刘伟翟健中国科学院数学与系统科学研究院计算数学所科学与工程计算国家重点实验室北京100190

滑坡或崩塌碎屑流的泛滥范围和冲击力可以用颗粒薄层流模型进行数值模拟研究。薄层流模型是将流体力学的质量守恒和动量守恒方程在深度方向平均后所得的近似方程组,因其在分析上的简化而广受重视。近年来基于颗粒薄层流模型(以Savage-Hu... 详细信息

滑坡或崩塌碎屑流的泛滥范围和冲击力可以用颗粒薄层流模型进行数值模拟研究。薄层流模型是将流体力学的质量守恒和动量守恒方程在深度方向平均后所得的近似方程组,因其在分析上的简化而广受重视。近年来基于颗粒薄层流模型(以Savage-Hutter模型为代表)的模拟研究取得大量进展,但相应的能够模拟自然地形上碎屑流的开源软件尚不多见。2007年美国纽约州立布法罗大学公开了一款结合颗粒薄层流模型和地理信息系统(GIS)的开源软件TITAN2D。在此,将TITAN2D中原来的HLL通量修改为耗散更小的HLLC通量,并增加了颗粒材料的停止准则。通过简单的颗粒堆积物和溃坝问题,验证了软件改进的有效性。进一步,利用中科院科学数据服务平台的DEM数据对重庆武隆鸡尾山滑坡、舟曲泥石流用干颗粒流进行数值模拟。通过调节底面摩擦角可以使计算结果大概反映实际灾害的泛滥范围,表明该软件值得进一步改进与发展。

关键词：颗粒崩塌流 Savage-Hutter模型停止准则开源软件 TITAN2D

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非线性特征值问题的多重网格算法

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中国科学：数学 2015年第8期45卷 1193-1204页

作者：谢和虎中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 中国科学院科学与工程计算国家重点实验室北京100190 中国科学院国家数学与交叉科学研究中心北京100190

本文介绍两种求解非线性特征值问题的多重网格算法.这种类型的多重网格算法是多重校正方法和求解边值问题的多重网格算法相结合而得到的.在这种多重网格算法中,求解特征值问题被转化成在一序列有限元空间上的边值问题的求解和在最低维... 详细信息

本文介绍两种求解非线性特征值问题的多重网格算法.这种类型的多重网格算法是多重校正方法和求解边值问题的多重网格算法相结合而得到的.在这种多重网格算法中,求解特征值问题被转化成在一序列有限元空间上的边值问题的求解和在最低维空间下的非线性特征值的求解.由于采用了具有最优复杂度的多重网格算法来求解其中的边值问题,非线性特征值问题的多重网格算法可以大大提高求解的整体效率.这里求解边值问题的多重网格算法也可以被其他高效的求解算法代替而设计出新的求解非线性特征值问题的高效算法.

关键词：非线性特征值问题多重网格算法有限元方法多重校正

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非定常的热传导一对流问题的特征混合元法

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计算数学 2001年第2期23卷 246-256页

作者：罗振东王烈衡首都师范大学数学系北京100037 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算所

In this paper, a characteristic mined finite element method for the non stationary conduction-convection problems is presented. and the solvability and error estimates based on this method is derived.

关键词：热传导-对流问题特征混合元法误差估计解存在性收敛性初边值问题半离散化格式全离散化格式

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不确定性量化的高精度数值方法和理论献给林群教授80华诞

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中国科学：数学 2015年第7期45卷 891-928页

作者：汤涛周涛香港浸会大学数学系中国香港中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190

不确定性量化(uncertainty quantification,UQ)是近年来国际上热门的研究课题,其应用领域包括水文学、流体力学、数据同化和天气预测等.由于UQ问题中的大量随机参数引起的超大计算量,如何设计高效的高精度数值方法变得非常重要,与其相... 详细信息

不确定性量化(uncertainty quantification,UQ)是近年来国际上热门的研究课题,其应用领域包括水文学、流体力学、数据同化和天气预测等.由于UQ问题中的大量随机参数引起的超大计算量,如何设计高效的高精度数值方法变得非常重要,与其相关的计算技术和数学理论也引起人们的高度重视.本文将综述不确定性量化研究中的高精度数值方法和最新进展,主要讨论基于正交多项式的逼近方法,其中包括正交多项式Galerkin投影方法和随机配置方法.本文将侧重基于样本(数据)信息的随机配置方法,包括随机抽样、确定性抽样和结构随机样本,重点介绍离散投影算法和压缩感知算法,并介绍相关数值分析进展,即如何确定样本的使用数量M与逼近空间基函数的自由度N的对应关系,以保证算法的稳定性和最优收敛性质.本文还将介绍高维空间中基于任意数量和任意位置节点的插值算法,以及一个相关的研究课题,即正倒向随机微分方程数值方法.最后尝试探讨不确定性量化研究面临的挑战和亟待解决的研究问题.

关键词：不确定性量化多项式逼近随机配置方法离散L^2 投影压缩感知正倒向随机微分方程

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求解大规模带边界约束二次规划问题的单调投影梯度法

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中国科学（A辑） 2006年第5期36卷 556-570页

作者：周斌高立戴彧虹北京大学数学科学学院科学与工程计算系北京100871 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100080

受投影BB(PBB)方法的启发,提出并分析了求解大规模带边界约束的二次规划问题的单调投影梯度方法．通过数值实例和数值分析证明,对于此类方法,直接采用负梯度方向计算步长往往会导致糟糕的数值计算效果,为此提出了利用投影梯度来计算单... 详细信息

受投影BB(PBB)方法的启发,提出并分析了求解大规模带边界约束的二次规划问题的单调投影梯度方法．通过数值实例和数值分析证明,对于此类方法,直接采用负梯度方向计算步长往往会导致糟糕的数值计算效果,为此提出了利用投影梯度来计算单调步长的思想．大量的数值实验表明所给出的新方法通常要好于PBB方法．

关键词：投影梯度单调梯度方法带边界约束的二次规划问题大规模优化问题

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用改进的耦合型Level Set方法计算一维双介质可压缩流动

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计算物理 2001年第6期18卷 511-516页

作者：张镭袁礼中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所科学与工程计算国家重点实验室北京100080

用带有虚拟流体 (GhostFluid)修正的LevelSet方法计算了一维可压缩双介质流动 ,把描述流动的Euler方程和描述流体界面运动的LevelSet方程耦合起来 ,得到一个整体的守恒律系统 ,应用高分辨率差分格式求解 ;为了解决流体界面附近的数值跳... 详细信息

用带有虚拟流体 (GhostFluid)修正的LevelSet方法计算了一维可压缩双介质流动 ,把描述流动的Euler方程和描述流体界面运动的LevelSet方程耦合起来 ,得到一个整体的守恒律系统 ,应用高分辨率差分格式求解 ;为了解决流体界面附近的数值跳动问题 ,在界面附近引入了虚拟流体方法的Isobaric修正。

关键词：虚拟流体双介质可压缩流动 Isobaric修正高分辨率差分格式 Level Set方法耦合流体界面

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