数值计算方法

摘要： 针对直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法统计耗散较大而传统的信息保存(DSMC-IP)方法难以有效模拟强激波的问题,采用对流迎风分裂(AUSM)通量计算格式对IP方法进行改造。以局部马赫数为标准重构控制方程中的关联项通量,使计算更加准确的符合激波两侧的流动特征,从而形成一种具有较高统计精度和高超声速流动模拟能力的新型DSMC-IP方法。采用该方法对超声速圆柱和带扩张角的喷管高超声速流动进行数值模拟,结果显示,该方法与DSMC方法的计算结果相比,其流场结构基本相符,而前者的统计耗散明显更低,且流动特征更清晰,表面特征系数与实验值或参考值相差在5.5%以内,证明了该方法在高超声速稀薄流场模拟中的准确性和有效性。

摘要： 将爆轰产物状态方程与气泡运动方程相结合,提出了一种水下爆炸气泡脉动周期的数值计算方法,能够快速计算不同炸药水下爆炸的气泡脉动周期。结果表明:采用JWL状态方程与采用γ律状态方程的气泡周期计算方法相比,前者计算TNT炸药水下爆炸气泡脉动周期的误差更小,计算误差小于3%;通过对比RS211炸药水下爆炸实验结果,进一步验证了该数值计算方法对含铝炸药水下爆炸气泡脉动周期的计算同样具有良好的适用性。

摘要： [目的]旨在研究舰船结构在战斗部舱内爆炸下的耦合毁伤效应。[方法]以带壳弹起爆试验验证SPH-FEM耦合数值方法的有效性,对实船舱段缩比模型起爆试验进行数值计算,分析战斗部舱内爆炸时破片与冲击波对舰船结构的耦合毁伤效应。[结果]结果显示,在战斗部舱内爆炸作用下,金属壳体产生的随机高速破片群具有特殊的空间分布特征,率先引起当舱结构的局部破坏,冲击波压力加剧了局部破坏效应,结构破口进一步对舱内爆炸冲击波的传播扩散空间产生了影响,进而对相邻结构造成毁伤。[结论]研究表明:简单地将战斗部等效为裸装药的方法不能真实反映战斗部舱内爆炸对舰船结构的毁伤效果;采用SPHFEM耦合的数值方法能够良好地还原试验中战斗部对舱室结构的毁伤模式。

摘要： 通过分析《数值计算方法》课程的教学现状,以工程教育专业认证的理念和要求为背景,以机械设计制造及其自动化专业为例,探究在工科类本科生中开设《数值计算方法》课程应作出的教学改革思路。教学内容应以有利于专业案例分析为目的进行整合与扩展;教学方法应以项目驱动式的自主学习为导向进行组织和管理;考核方式应以多样化的过程性考核为依托进行细化与改进;持续改进应以学生学习产出为目标,以期培养出符合国际认证要求的高质量毕业生。

摘要： 随着教育改革的不断深化,应用虚拟仿真技术开展实验教学,不仅能够辅助教师在课堂教学过程中讲解抽象晦涩的理论知识,而且能通过视觉感官激发学生的学习兴趣。文章针对“数值计算方法”课程中实用的数学工程化方法,依托南京理工大学的国防特色,建设“导弹制导打击”虚拟仿真实验。虚拟仿真实验通过设计目标运动建模、制导参数优化和任务弹道解算三个模块,将函数插值、最小二乘拟合和求解微分方程组等方法形象化地呈现在学生面前,通过调整不同参数或选择不同的解算方法得到的不同制导效果,帮助学生理解算法原理,启发学生思考。学校通过实践突破传统课堂授课的限制,为提高本科教学质量提供有力的保障。

摘要： 通过用两套方程描述水力压裂过程中涉及到的岩石变形、裂缝扩展以及流体流动与滤失等力学问题,介绍了有限元法、扩展有限元法、边界元法、离散元法这四种常规数值计算方法的基本原理、研究现状,分析了各个方法的优缺点和适用范围.

摘要： 当前工科类专业的“数值计算方法”课程教学过程中存在课程内容内在联系不强、教学内容与工程实践脱离、教学方式不够丰富、教学内容与计算机编程结合不足等问题.针对这些问题,提出了相应的解决方案,结合工程实践应用,整合教学内容,突出不同知识单元之间的逻辑联系;增加实践环节,着重培养学生利用计算机语言实现给定算法的能力;引入交互式文本,使得学生同时关注程序语言和算法本身;改革考核方式,重点关注学生对算法的实现和认知.通过这些教学改革措施,希望能够帮助学生在掌握基础数值计算相关理论的基础上,提高分析和解决工程实践问题的能力.

摘要： 当前工科类专业的“数值计算方法”课程教学过程中存在课程内容内在联系不强、教学内容与工程实践脱离、教学方式不够丰富、教学内容与计算机编程结合不足等问题。针对这些问题,提出了相应的解决方案,结合工程实践应用,整合教学内容,突出不同知识单元之间的逻辑联系;增加实践环节,着重培养学生利用计算机语言实现给定算法的能力;引入交互式文本,使得学生同时关注程序语言和算法本身;改革考核方式,重点关注学生对算法的实现和认知。通过这些教学改革措施,希望能够帮助学生在掌握基础数值计算相关理论的基础上,提高分析和解决工程实践问题的能力。

摘要： 传统电动汽车充电负荷概率建模通常采用蒙特卡洛模拟方法,存在耦合参数多和计算耗时大等问题.为此,提出一种基于车辆集合的整体荷电状态(CSOC)概率分布特性的电动汽车充电负荷概率分布数值计算方法.首先,将车辆的多次行程拆解为独立的单次行程进行起止点(OD)分析,消除多行程间建模中的变量耦合误差.其次,建立考虑车辆出行特性的CSOC动态概率模型,确定各行程的起始荷电状态概率密度函数;结合大数定律得到充电负荷时空概率分布函数.最后,以12节点路网案例计算充电负荷时空概率分布.结果表明,较传统蒙特卡洛模拟方法,所提方法消除了耦合误差问题,并在保证计算精度的前提下大幅提高了计算效率.

摘要： "数值计算方法"课程是我校多个专业重要的专业必修课,为了提高教学质量,引导学生自主学习,提升学生的实践能力.本文从提高学生学习的自我效能的角度出发,对"数值计算方法"课程的形成性评价方法进行设计与改革,并在实际教学过程中的完成了实践和应用.通过课程的考核和学生的反馈表明,本文设计的形成性评价方法取得了良好的效果.

摘要： 本文介绍一种改进的Mie散射数值计算方法,对Mie散射系数中不同的参量选用合适的递推关系进行计算,数值计算结果表明该方法具有快速、稳定、不受颗粒粒径和折射率范围影响的优点.

摘要： 利用Monte-Carlo方法计算了电子在材料中的能量沉积剖面,同时采用一维应变弹塑性流体动力学模型,数值计算了脉冲电子束辐照产生的热力学效应.对电子束辐照硬铝产生的热力学效应进行了实验测量和数值计算比对,实验验证了数值计算方法的可靠性.研究表明:(1)相同能注量和相同脉宽条件下,热激波峰值随电子束能量的增加而增大,热激波峰值随电子束入射角的增加而减小;(2)相同能注量和相同脉宽条件下,电子束产生的热激波峰值要强于软X射线.

摘要： 本文以具有实验数据的DU97-W-300及DU00-W2-401翼型为对象,研究了湍流模型及网格对RANS计算结果的影响,以及叶片展向宽度及展向网格分辨率对DES计算结果的影响,最后在多个攻角下对比了DES与RANS的计算精度.研究结果发现:在翼型的线性段,考虑转捩的湍流模型计算精度更高,在失速段全湍流模型计算精度高,且SA要优于SST湍流模型;DES计算结果显示,对于本文所取的三个展长,随着展向宽度的增加,及展向网格的增加,计算得到翼型的升力系数有所减少阻力系数有所增加;最后对比了DES与RANS的计算结果,发现DES计算要明显优于RANS计算结果,满足计算精度要求.

摘要： 采用数值计算方法对高速自由圆湍射流的近中间区段流动特性进行研究.结果表明:相较雷诺平均的湍流模型,利用大涡模拟可以准确捕捉射流结构形态及相应流场特征;利用特征雷诺应力分量的转折(v'w'=0处)可以定义射流头部向上游传递扰动的位置;不同强度涡在同种流动中可以表征相应的不同湍流信息;射流头部区形成的涡环随时间的发展变化规律对不同雷诺数有不同的响应:对于低雷诺数(Re≦8000)在发展过程中这些涡环基本稳定,而对高雷诺数(Re≧10000)会逐渐破碎成三维结构,并在气液交界面处出现典型的壁面边界层湍流结构特征.

摘要： 文章主要是基于随机激励理论，利用经典的corcos模型给出的湍流脉动压力的功率谱密度表达式作为输入，采用有限元边界元数值算法计算出考虑流固耦合作用的结构的频响函数矩阵，进而计算出结构在湍流激励下的速度响应的功率谱密度矩阵，以结构表面速度响应的功率谱密度矩阵作为输入，采用边界元计算出结构振动到场点声压的声传递向量，进而计算出场点声压的自功率谱密度。以单层加筋圆柱壳为例，采用文中数值计算方法对单层加筋圆柱壳壳板厚度、肋距、来流距离对湍流激励下单层加筋圆柱壳的振动声辐射性能的影响进行了研究。

摘要： 介绍了一种对强非性振动问题进行数值计算研究的方法.经过对该方法的大量应用表明:该数值计算方法正确,结果可靠.该计算方法具有计算速度快的特点,是一种非常有效的计算分析的手段.

摘要： 本发明公开了一种基于数值计算的激光冲击强化表面粗糙度的计算方法，采用有限元软件ABAQUS首先对多光斑的激光冲击强化过程进行数值模拟，获得强化后零件表面不同采样路径节点的位移分布，然后利用Matlab对数值模拟得到的表面数据进行采集及处理，确定表面形貌轮廓中线的位置，最后将数值模拟得到的表面数据带入所提出的表面粗糙度离散化计算公式，得到表面粗糙度的数值。本发明考虑到激光冲击强化过程机理的复杂以及诸多可变因素的影响，单纯依靠实验获得零件表面粗糙度的方法，需要耗费大量的时间和资金，从而提出了一种基于数值计算的激光冲击强化表面粗糙度的计算方法来获得零件表面粗糙度，从而可以进一步优化激光冲击强化参数。

摘要： 本发明提供一种基于数值计算法的温度传感器引起变压器电场畸变计算方法，通过对放置于变压器所处电磁环境中的光纤温度传感器进行分析，求解Maxwell方程得到温度传感器附近电场分布，同时采用数值模拟法求解温度传感器附近电场分布，验证电场求解结果是否准确，与原有电磁环境进行对比求得温度传感器引起变压器内部电场畸变，从而得到降低电场畸变的措施以降低对变压器绝缘性能的影响，保证变压器温度测量过程中能够安全稳定运行。

摘要： 本发明涉及一种泥石流全过程数值模拟及数值计算方法，其通过研究泥石流形成过程及机理、泥石流沟道物质启动、泥石流运动堆积过程数值计算方法，同时构建泥石流动力学过程和工程调控数值模拟平台，提高泥石流动力过程研究的科学性和可靠性，为泥石流减灾提供技术支撑，更好的服务泥石流减灾；提出的泥石流运动模型，将充分考虑泥石流浆体和大石块的动力特性；首次引入泥石流和动床的物质交换率的概念，考虑泥石流沿程侵蚀与灾害规模变化，形成基于全过程的泥石流形成‑运动‑堆积数值模拟及数值计算方法。本发明能提高泥石流动力过程研究的科学性和可靠性，为泥石流减灾提供技术支撑，更好的服务泥石流减灾。

摘要： 本发明中，数据结构将待进行数值计算的区域划分为单元复形，确定单元复形的对偶复形，将数值计算中使用的物理量分配给单元复形以及对偶复形，使用该数据结构进行即使在利用非结构化网格时也稳定性高的数值计算。另外，提供使用了该数据结构的数值计算方法和数值计算程序。

摘要： 本发明公开了一种存内数值计算加速器及存内数值计算方法，包括外部控制模块和存内计算模块；其中，所述存内计算模块包括非易失性存储器阵列；基于数值迭代算法和非易失性存储器的存算一体化特性，由非易失性存储器阵列执行数据密集型矢量矩阵乘法运算，由外部控制单元执行数值迭代算法的控制，由于大多数数值问题在求解上均可使用含有矢量矩阵乘法运算的数值算法，因此该数值计算加速器可广泛适用于线性方程的求解、线性方程组的求解、定态/时变偏微分方程的求解、矩阵特征值及特征向量的求解、曲线最小二层拟合问题的求解、线性回归方程的求解等任务，系统可重构性较高。另外，该存内数值计算加速器可以兼容多种非易失性存储器，可扩展性较强。

摘要： 本公开是关于一种征信数值计算方法、征信数值计算装置和电子设备，该方法包括：确定目标终端在第一预设时间段的起始时刻的第一位置和截止时刻的第二位置；确定所述第一位置和所述第二位置的距离；根据所述距离和所述第一预设时间段确定终端的用户的身份信息；根据所述身份信息计算所述用户的征信数值。通过本发明的技术方案，可以根据用户使用的终端的位置信息在第一预设时间段内的变化情况来确定用户的身份信息，无需长期采集和记录大量的数据进行综合分析，可以根据短期内的少量数据确定用户的身份信息，进而作为计算征信数值的依据。降低了计算征信数值过程中确定用户身份信息的复杂度。

摘要： 本发明涉及一种泥石流全过程数值模拟及数值计算方法，其通过研究泥石流形成过程及机理、泥石流沟道物质启动、泥石流运动堆积过程数值计算方法，同时构建泥石流动力学过程和工程调控数值模拟平台，提高泥石流动力过程研究的科学性和可靠性，为泥石流减灾提供技术支撑，更好的服务泥石流减灾；提出的泥石流运动模型，将充分考虑泥石流浆体和大石块的动力特性；首次引入泥石流和动床的物质交换率的概念，考虑泥石流沿程侵蚀与灾害规模变化，形成基于全过程的泥石流形成‑运动‑堆积数值模拟及数值计算方法。本发明能提高泥石流动力过程研究的科学性和可靠性，为泥石流减灾提供技术支撑，更好的服务泥石流减灾。

摘要： 本申请涉及一种电力资源数值计算方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括计算机设备获取至少一个用户的电量参数，根据至少一个用户的电量参数和预设的行为模型，确定至少一个用户的行为策略集合，根据至少一个用户的电量参数和行为策略集合，计算至少一个用户的目标电力资源数值，其中，电量参数用于表征用户的用电量、发电量、以及电力资源数值范围，行为策略用于表征不同电量与不同电力资源数值之间的对应关系。在本方法中，计算机设备根据至少一个用户的电量参数，预测其用电行为策略，构建行为策略集合，基于行为策略集合，计算针对于用户的最优化电子资源数值，实现了交易双方的利益最大化。

摘要： 本申请提供一种电缆附件的内部介电常数值计算方法以及计算装置，应用于电缆附件的内部介电常数值计算装置，其特征在于，电缆附件的内部介电常数值计算装置包括电极阵列，电极阵列所包含的至少两个电极对环绕设置于电缆附件的侧面，该方法包括：采集至少两个电极对中每个电极对之间的电容值；获取电缆附件对应的内部介电常数分布与边界电容信息的耦合关系；根据耦合关系以及至少两个电极对中每个电极对之间的电容值，计算电缆附件的内部介电常数值。这样，采用灵活的电极阵列布置方式，满足不同电压等级、不同结构的电缆附件的测试安装需求。通过非侵入、实时的无损检测方法计算电缆附件的内部介电常数值。实现过程简单，方便快捷。

摘要： 本申请涉及一种数值计算方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：接收数值计算请求；所述数值计算请求携带数据标识；获取与数据标识对应的待处理数据；获取影响因子节点树；所述影响因子节点树包含多个影响因子节点；提取所述待处理数据中每个与影响因子节点对应的目标影响数据；基于影响因子节点树获取与每个目标影响数据对应的节点权重；根据所述目标影响数据和相应的节点权重计算得到目标数值。采用本方法能够对待处理数据基于多影响因素进行数据分析，自动化高效确定目标数值。