跨声速流函数的构成和数值求解

为了发展跨声速流函数方法,本文将不作为流函数主方程的另一方向的动量方程用来直接求解密度。这样,在现有流函数方法中,密度是密流的双值函数的问题就不再出现;而这样计算的密度也自然包含了激波后熵增的影响。这种流函数方法,既是与Euler方程同样准确的无粘模型,又有势函数计算简便的优点。对跨声速叶栅的数值计算表明,本文方法得到的激波位置比通常的无旋流函数方法算出的向下游移动,而激波强度则略有减弱,这些都与实验结果较为接近。     

多体气动弹性系统超声速颤振分析

对一类多体气动弹性系统超声速颤振问题进行研究.分别采用多体动力学理论、活塞理论建立了弹性结构系统的动力学模型与超声速非定常气动力模型,得到了由微分代数方程表示的多体系统气动弹性动力学方程.通过数值求解微分代数方程的特征值问题,研究了多体系统在平衡位置小扰动运动的稳定性,完成了多体气动弹性系统超声速颤振分析.应用该方法研究了板状翼面及含操纵面翼面的超声速颤振问题,并得到了操纵面处于不同位置时翼面的颤振速度.结果表明,所发展的多体气动弹性系统超声速颤振分析方法,适用于由多个部件组成的工程结构颤振分析.     

基于谐波平衡法的尾流激励的叶片振动降阶模型方法

在航空发动机中下游叶片在上游尾流的作用下易发生受迫振动,严重影响叶片的颤振和疲劳性能.对于这种尾流作用下复杂的流固耦合情况需要一种有效的方法来分析.针对这一问题,提出了基于谐波平衡法的尾流激励的叶片振动降阶模型方法.该方法首先将上游尾流Fourier(傅立叶)分解为若干尾流谐波,并计算各尾流谐波下叶片气动力谐波的振幅,得到尾流引起的叶片气动力;再通过叶片的结构运动方程和气动力降阶模型的耦合分析尾流激励下叶片的振动.算例结果表明,该方法可以快速准确地分析尾流激励下叶片的振动特性.     

用线方法求解带混合边值条件的抛物方程

研制了分别用显式Euler法、隐式Euler法、Crank-Nicolson格式(梯形方法)求解带第一、第二及混合边值条件的抛物问题的应用软件,通过求解若干抛物问题对该软件作了测试,获得了预期的数值结果,讨论了时间和空间步长的变化对格式计算结果的影响,得到了三种方法的稳定性、收敛精度和计算量.     

通过求解输运方程计算壁面距离

壁面距离在当代湍流模化中仍然扮演着关键角色,然而苦于遍历计算壁面距离的高昂代价,该文考虑了求解偏微分方程的途径．基于Eikonal方程构造出类Euler形式的输运方程,这样,可以直接利用求解Euler和Navier-Stokes方程的CFD程序使用的高效数值格式和部分代码．基于北航的MI-CFD(CFD for missles)数值平台,详尽地介绍了该输运方程在直角坐标下的求解过程．使用隐式LUSGS时间推进和迎风空间离散,发现该方程具有鲁棒快速的收敛特性．为了保证精度,网格度量系数必须也迎风插值计算．讨论了初始条件和边界条件的特殊处理．成功应用该壁面距离求解方法计算了几个含1-1对应网格和重叠网格的复杂外形．     

基于WKBZ理论的耦合简正波-抛物方程理论

研究水平变化海洋环境中声传播的快速数值预报方法.在广义相积分(WKBZ)理论的基础上,提出了一种能够快速、准确地求解简正波本征值的方法,并将此方法应用于耦合简正波-抛物方程(CMPE) 理论.分析了两种典型声速剖面的简正波本征值,并计算了一个楔形海区中的声传播问题(JASA标准问题).计算结果表明本方法是一种快速而精确的数值方法.     

一种抑制激波计算中数值振荡现象的双重小波收缩方法

在激波数值计算中,容易出现数值振荡的问题,振荡激烈时会掩盖真实解,为此提出了许多高精度复杂计算格式或采用人工粘性抑制数值振荡.从信号处理的角度,提出双重小波收缩方法,它能自适应提取激波数值振荡解中的真实物理解.先用局部微分求积法求解浅水波方程和理想流体Euler运动方程中的激波问题,发现其数值振荡现象严重,然后采用双重小波收缩方法对其处理,获得了无数值振荡解,它能准确捕捉激波的位置并且保持激波结构.相比于复杂的Riemann(黎曼)求解格式,借助小波收缩方法,可以采用相对简单的计算格式如微分求积法求解激波问题.     

低超重高强度全复材跨声速颤振模型设计制造与试验

采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复材跨声速颤振模型,通过地面试验验证了该模型具有结构强度高、动力学特性精度高、分散性小、时效性好等诸多优点。复材模型简易装配技术的开发,在保证模型精度的同时大幅降低了生产成本。文中发展的低超重全复材跨声速颤振模型设计制造技术具有广泛的型号应用价值。     

不同热环境下的颤振问题初探

高超声速环境下,气动加热会严重影响飞行器结构的动力与颤振特性。文章研究了不同边界条件下气动热对结构动力学特性及颤振特性的影响。以全动平尾为对象,分析了不同热条件下其振动与颤振特性的变化。此外,采用解耦求解思路,进行了高温下弹性模量变化和热应力对平尾颤振特性影响的分析。结果表明,结构加热产生的热应力是导致其颤振速度下降的主要原因;平均温度升高会引起平尾颤振速度的明显下降,应引起重视。     

多自由度强非线性颤振分析的增量谐波平衡法

对多个自由度上含有强非线性项系统的颤振问题,推广应用增量谐波平衡法进行分析．考虑带有强非线性立方平移和俯仰刚度项的二元机翼颤振方程,首先将方程用矩阵形式表示,然后把振动过程分解成为振动瞬态的持续增量过程,再采用振幅作为控制参数应用谐波平衡法,以这种推广的增量谐波平衡法求得方程解的表达式,并由此分析系统的分岔现象、极限环颤振现象和谐波项数的取值问题,最后用龙格-库塔数值方法进行验算,结果表明:分析多个自由度的强非线性颤振,增量谐波平衡法是精确有效的．     

正则长波方程的三次配点法

本文讨论了正则长波方程(RLW方程)的三次配点法,得到半离散格式的最优阶误差估计,同时给出基于向后Euler法的全离散格式,并证明了相应的误差估计.     

末端质量作用下变长度轴向运动梁的振动特性

对带集中质量,变长度(或速度)轴向运动梁的振动特性采用两种精确方法求解.首先,对变长度轴向运动Euler(欧拉)梁横向自由振动方程进行化简,通过复模态分析得到本征方程,并在有集中质量的边界条件下得到频率方程,用数值方法求解固有频率和模态函数.然后,采用有限元方法建立运动梁自由振动的方程,求解矩阵方程得到复特征值和复特征向量,结合形函数得到复模态位移.最后,将两种方法的计算结果进行了分析和对比.数值算例的结果表明:不同的轴向运动速度和集中质量对变长度轴向运动梁的振动特性有显著影响,两种计算方法的结果接近且均有效.     

新的辅助方程法构造KdV方程的行波解

应用一种新的辅助方程法成功地获得了(1+1)维KdV方程的多个含有参数的精确行波解,所得的解涵盖了已有结果．与其它方法相比,所给出的方法具有简单高效、计算量小、速度快、易于求解等特点．另外,所给的方法还可以用来求解其它的一大类非线性发展方程的精确行波解．     

线性齐次常微分方程(组)求解的矩阵法

对变系数线性微分方程的求解,至今尚无有效的方法.本文给出了一类变系数常微分方程(组)求解的一个新的、实用的方法——矩阵法,推广了经典的常系数线性微分方程(组)和著名的 Euler 方程的解法.作为本文的工具,我们还给出了求多项式系的最大公因式的一个有效方法——矩阵法.     

一类Burgers方程的孤立波解

Burgers方程在工程上有着重要的应用,它可以用来描述湍流、车队的交通流、氏族的随机迁移、化学工程中的分离等现象,对Burgers方程求解方法的研究有着重要的现实意义.对Burgers方程求解主要是应用差分和微分两方面的方法来展开求解的,1/G展开法是近年来发展起来的求解非线性偏微分方程的一种较为有效的微分解法.采用微分方程方面的方法,利用1/G展开法对一类Burgers方程进行求解,得到了此方程的一类孤立波解和扭曲波解,同时描绘出解的图像并分析解的结构和变化趋势.     

利用边界元法求解一类重调和方程

边界元法(BEM)和多重互易法(MRM)相结合求解一类重调和方程.通过重调和基本解序列给出的MRM-方法和BEM, 推导出该类问题的MRM-边界变分方程, 用边界元法求解该变分方程, 从而得到重调和方程的近似解, 并给出了解的存在唯一性证明.通过数值算例说明了MRM-方法具有收敛速度快、计算精度高, 易编程等优点, 为使用边界元法数值求解重调和方程提供了方法和理论依据.适合于工程中的实际运算.     

带分数布朗Brown的随机比例方程半隐式Euler法的数值解(英文)

本文给出并分析了Poisson随机跳测度驱动的带分数Brown运动的随机比例方程半隐式Euler法的数值解,在局部Lipschitz条件下,证明了在均方意义下半隐式Euler数值解收敛到精确解.     

有关数论函数φ(m)的一方程整数解的讨论

令φ(m)是Euler函数,其中m是一正整数.讨论包含Euler函数φ(m)的方程φ(xyz)=7(φ(x)+φ(y)+φ(z))的可解性,利用初等的方法以及Euler函数φ(m)的有关性质,给出了该方程的全部的87组正整数解.     

应用(1/G)-展开法求解五阶KdV方程

本篇论文首次提出(1/G) -展开法,用于求解非线性演化方程的行波解.将该法应用于五阶KdV方程的求解,当参数满足一定条件时,该方程可化为Sawada-Kotera (SK)方程、Caudrey-Dodd-Gibbon(CDG)方程、Kaup-Kupershmidt (KK)方程、Lax方程和Ito方程.其解可被表示为...     

一种求解大型Lyapunov矩阵方程的预处理并行算法

研究了一种求解大型Lyapunov矩阵方程的并行预处理变形共轭梯度法.首先将处理小型矩阵方程的Smith预处理方法引入该问题的求解,将原矩阵方程转变为Stein方程,然后采用变形共轭梯度法并行求解预处理后的矩阵方程.其中遇到的难点是需要确定参数μ及求矩阵(A+μI)的逆.基于估计特征值的Gerschgorin圆定理给出了参数μ的估值,再采用变形共轭梯度法并行求得矩阵(A +μ l)的逆,从而形成预处理后的矩阵方程.通过数值试验,该算法与未预处理的变形共轭梯度法相比较,预处理算法明显优于未预处理的算法,而且其并行效率高达0.85.