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Rayleigh-Bénard热对流中non-Boussinesq效应的数值研究

气体物理 2017年第5期2卷 11-17页

作者：张宇曹玉会北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国科学院大学工程科学学院北京100049

采用变物性格子Boltzmann通量求解器(VPLBFS)研究了Rayleigh-Bénard热对流.以超临界流体为例,采用VPLBFS的简化形式和标准形式分别得到了通常关注的基于Boussinesq假设的常物性解,只考虑部分物性变化的基于partial Boussinesq假设... 详细信息

采用变物性格子Boltzmann通量求解器(VPLBFS)研究了Rayleigh-Bénard热对流.以超临界流体为例,采用VPLBFS的简化形式和标准形式分别得到了通常关注的基于Boussinesq假设的常物性解,只考虑部分物性变化的基于partial Boussinesq假设的PBA解,以及考虑流体全部物性变化的变物性解,分析了non-Boussinesq效应对Rayleigh-Bénard热对流的影响,讨论了不同温差条件下的non-Boussinesq效应.研究结果表明:non-Boussinesq效应对超临界流体的Rayleigh-Bénard热对流有非常显著的抑制作用,论证了在研究热对流时考虑流体全部物性变化的必要性.

关键词： non-Boussinesq效应 Rayleigh-B6nard热对流变物性格子Boltzmann方法格子Boltzmann通量求解器

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气体环境下射流演化破碎的分子动力学研究

气体环境下射流演化破碎的分子动力学研究

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第十五届全国物理力学学术会议

作者：吴凤超李欣竹吴强王裴吴恒安中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学近代力学系合肥230027 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088

强冲击条件下，金属表面初始扰动发生失稳，喷射出高速物质，形成微射流。金属射流演化过程的机理研究，特别是充气条件下射流的失稳破碎，是微喷研究的重要科学问题。本文采用分子动力学方法，研究了冲击加载下含表面缺陷金属锡的微射... 详细信息

强冲击条件下，金属表面初始扰动发生失稳，喷射出高速物质，形成微射流。金属射流演化过程的机理研究，特别是充气条件下射流的失稳破碎，是微喷研究的重要科学问题。本文采用分子动力学方法，研究了冲击加载下含表面缺陷金属锡的微射流演化及在气体环境中的动态破碎过程。计算结果表明，充气环境下，微射流与气体有显著的相互作用，射流减速并激发气体激波，发生物质混合。此外，气体影响了射流失稳破碎的过程，改变了微喷射破碎后的颗粒尺寸分布。气体对射流的作用也随气体密度的增加而增强。

关键词：冲击微射流失稳破碎分子动力学

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半线性椭圆问题的自适应有限元分析

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中国科学：数学 2016年第7期46卷 929-944页

作者：何连花周爱辉中国科学院计算机网络信息中心北京100190 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科学与工程计算国家重点实验室北京100190

本文既不利用非线性问题的单调性,也不利用有限元逼近的一致有界性进行半线性椭圆问题的自适应有限元分析.本文先推导有限元逼近解的先验和后验误差估计,然后,利用这些估计,分析一类自适应有限元算法,特别是,得到该算法的收敛率和复杂度.

关键词：自适应有限元收敛性复杂度半线性

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极端高压下主冲击绝热线上体声速的连续测量

极端高压下主冲击绝热线上体声速的连续测量

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2018第十二届全国爆炸力学学术会议

作者：李牧张帅张红平张弓木王峰赵剑衡孙承纬 Raymond Jeanloz 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 伯克利加州大学地球与行星科学系加利福尼亚伯克利94720 伯克利加州大学地球与行星科学系加利福尼亚伯克利94720 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 北京应用物理和计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院激光聚变中心四川绵阳621999

极端高压条件下的物态方程一直是我院重点关注的研究领域，为此我们发展了多种动高压和静高压技术以及相关的计算模型。实验中较容易给出的压力-比容关系只是状态方程研究的一个参考状态，要获得状态面上的更多数据则需要额外的数据。... 详细信息

极端高压条件下的物态方程一直是我院重点关注的研究领域，为此我们发展了多种动高压和静高压技术以及相关的计算模型。实验中较容易给出的压力-比容关系只是状态方程研究的一个参考状态，要获得状态面上的更多数据则需要额外的数据。无论是有限应变状态方程，还是格临爱森状态方程，声速都是宽区物态方程的核心。

关键词：状态方程声速 Gruneisen系数冲击绝热线

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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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Reissner-Mindlin板问题带约束非协调旋转Q_1有限元方法

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计算数学 2016年第3期38卷 325-340页

作者：胡俊石钟慈北京大学数学科学学院北京100871 LSEC 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

本文利用带约束非协调旋转Q_1元逼近Reissner-Mindlin板问题中旋度的两个分量.并分别选择Wilson元、双线性元和带约束非协调旋转Q_1元逼近挠度,相应地选取不连续的矢量值分片线性函数空间、最低阶旋转Raviart-Thomas元空间和矢量值分片... 详细信息

本文利用带约束非协调旋转Q_1元逼近Reissner-Mindlin板问题中旋度的两个分量.并分别选择Wilson元、双线性元和带约束非协调旋转Q_1元逼近挠度,相应地选取不连续的矢量值分片线性函数空间、最低阶旋转Raviart-Thomas元空间和矢量值分片常数函数空间为离散的剪应力空间,在矩形网格上构造了三个板元.通过证明一个离散的Korn不等式,并借助MITC4元的解构造了旋度、挠度和剪应力一个具有某种特殊且关键的可交换性的插值.再利用Helmholtz分解分析相容性误差.我们证明了这三个矩形元在能量范数意义下与板厚无关的一致最优收敛性.数值算例验证了我们的理论结果.

关键词： Reissner Mindlin板问题带约束非协调旋转Q1元离散Korn不等式无闭锁

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一个应变梯度有限元的新基函数

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数学进展 2016年第6期45卷 955-960页

作者：李鸿亮明平兵中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳四川621900 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科学与工程计算国家重点实验室北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049

本文获得了魏悦广在[***.A Solids,2006,25:897-913]中提出的一种简单有效的应变梯度有限元的一组基函数.它与已有基函数等价,但形式更加简单.

关键词：应变梯度理论有限元基函数

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基于多目标约束的机车驾驶策略优化研究

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铁道运输与经济 2016年第2期38卷 87-92页

作者：王烈王鹏胡齐芽张海洋中国铁道科学研究院运输及经济研究所北京100081 中国铁路总公司运输局北京100844 中国科学院计算数学与科学工程计算研究所北京100190

在概述国内外研究现状的基础上,分析影响机车牵引能耗的4类主要因素,提出机车驾驶策略优化研究即在满足安全、准点、舒适等多目标条件的约束下,寻找一条最优速度曲线,使列车由起点到达终点消耗的能量最少。将列车运行的全过程划分为平... 详细信息

在概述国内外研究现状的基础上,分析影响机车牵引能耗的4类主要因素,提出机车驾驶策略优化研究即在满足安全、准点、舒适等多目标条件的约束下,寻找一条最优速度曲线,使列车由起点到达终点消耗的能量最少。将列车运行的全过程划分为平缓坡、上坡和下坡等多种运行状态的组合,通过建立基于多目标约束的能耗最优控制模型,提出不同阶段对应的机车驾驶策略,并通过实车验证该模型具有显著的节能效果。

关键词：铁路机车能耗驾驶策略多目标约束

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智慧城市的建设

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智能城市 2016年第1期 10-12页

作者：崔俊芝中国科学院数学与系统科学院计算数学与科学工程计算研究所

一、新型城镇化建设与智慧城市的关系现在城镇化正在快速的发展时期,实际上城镇化从十年前我们国家就开始了。但是现在发展到新的时期,以前是有大批人在城市城镇都在规划和建设时期,现在已经初具规模,大城市、小城市和中城市都相当有规... 详细信息

一、新型城镇化建设与智慧城市的关系现在城镇化正在快速的发展时期,实际上城镇化从十年前我们国家就开始了。但是现在发展到新的时期,以前是有大批人在城市城镇都在规划和建设时期,现在已经初具规模,大城市、小城市和中城市都相当有规模,基础设施达到一定规模之后,社会的有形和无形资源达到相当水平之后,如何实现

关键词：智慧城市发达城镇化城市化智慧城市建设

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