可压缩流体引起输液圆柱壳的振动及稳定性

本文研究了可压缩流体引起输液管道的振动及稳定性,考虑了流体速度对耦合系统特征值的影响,并利用Ｔｈｏｍｓｏｎ函数对复宗量的Ｂｅｓｓｅｌ方程进行了求解。计算结果表明：流速使特征频率下降,当流速达到某一临界值时,存在一个不稳定区、在该区域内两种失稳的可能性都存在;对于工程中的实际问题,流速较低,系统不会发生颤振,同时流速对管道振动特征值的影响可以忽略。     

基于粒子群算法的微带天线特征方程求解方法

粒子群算法是根据鸟群觅食过程中的迁徙和群集模型而提出的用于解决优化问题的一类新兴的随机优化算法.文中充分利用粒子群算法的全局收敛特性,并与参数跟踪策略相结合形成一种新的求解复超越方程算法.基于该算法对微带天线的特征方程进行了求解,求解结果与该问题的已有结论相吻合,说明该算法的有效性.     

非线性双曲线固结方程的精细积分解法

为解决传统有限差分法在求解固结方程时关于时间步长选取对解的稳定性和收敛性影响问题,针对固结系数不为常数的一维非线性双曲线固结方程求解,提出一种采用精细积分法进行时间离散的数值解法。详细推导该方法的具体求解过程,并结合工程实例,将精细积分解法与传统有限差分解法进行对比。结果表明,精细积分解法不受时间步长取值大小的限制,具有良好的计算精度和数值稳定性。     

基于无奇异边界元法模拟三维全非线性液舱晃荡

文章基于全非线性势流理论对三维液舱晃荡进行了数值模拟,其控制方程由无奇异边界积分方程法(Desingular-ized Boundary Integral Equation Method,DBIEM)进行离散求解,在求解全非线性的自由面微分方程时,文中采用混合欧拉—拉格朗日法(Mixed Eulerian-Lagrangian,MEL)和四阶Adams-Bashforth-Moulton(ABM4)预报—修正方法,为了避免结果发散即增强数值稳定性,文中采用B样条法来光顺自由面.在微幅水平激励下,该文中得到的结果与解析解吻合较好.     

基于无奇异边界元法模拟三维全非线性液舱晃荡（英文）

文章基于全非线性势流理论对三维液舱晃荡进行了数值模拟,其控制方程由无奇异边界积分方程法(Desingularized Boundary Integral Equation Method,DBIEM)进行离散求解,在求解全非线性的自由面微分方程时,文中采用混合欧拉—拉格朗日法(Mixed Eulerian-Lagrangian,MEL)和四阶Adams-Bashforth-Moulton(ABM4)预报—修正方法,为了避免结果发散即增强数值稳定性,文中采用B样条法来光顺自由面。在微幅水平激励下,该文中得到的结果与解析解吻合较好。     

高阶线性微分方程的直接积分

对高阶常系数线性微分方程求解,本文采用了不同于一般教科书上的传统方法,如特征方程法,待定系数法,也不同于算子法,而是给出高阶常系数线性微分方程的直接积分公式.利用直接积分公式可直接得到非齐次方程的通解, 利用直接积分法确定齐次通解,实际上可以成为特征方程法的理论依据.对于高阶变系数线性微分方程,如果能实现对线性微分算子的因式分解,则可能通过解联立的一阶线性微分方程组对原方程的解建立直接积分公式.     

用混合场积分方程分析时域电磁散射

给出了三维任意形状导体电磁散射的时域积分方程(TDIE)精确求解方法.利用参数坐标和Duffy坐标变换精确高效地计算时域积分方程矩量法的时域自阻抗矩阵元素.通过计算实例表明,该方法在较大的时间步长取值范围内大幅提高了利用时间步进(MOT)算法求解时域积分方程的后时稳定性和解的精度,且采用CFIE比用EFIE或MFIE更稳定.     

高阶线性微分方程的直接积分

对高阶常系数线性微分方程求解，本文采用了不同于一般教科书上的传统方法，如特征方程法，待定系数法，也不同于算子法，而是给出高阶常系数线性微分方程的直接积分公式。利用直接积分公式可直接得到非齐次方程的通解，利用直接积分法确定齐次通解，实际上可以成为特征方程法的理论依据。对于高阶变系数线性微分方程，如果能实现对线性微分算子的因式分解，则可能通过解联立的一阶线性微分方程组对原方程的解建立直接积分公式。     

回转体-螺旋桨组合体之推力减额的一个数值预测方法

作者把计算回转体绕流的Landweber方法推广到带有运转螺旋桨时回转体绕流问题的计算,导出了附加螺旋桨影响后的物面速度分布的第一类Fredh-olm积分方程。对该方程的迭代求解则用新的加速迭代公式替代常用的Land-weber迭代公式。通过对带与不带运转螺旋桨时回转体上压力差的积分可以得到推力减额。两条模型(分别在风洞、水池的试验)的数值例子表明:本方法的迭代速度要比Landweber迭代公式快,而计算得的推力减额和表面压差分布与试验结果的一致性很好,优于Huaug用Hess-Smith方法算得的结果。     

基于谱单元法的船用输流管道振动建模与分析

输流管道的耦合振动分析对于船舶通液管路的振动预报和减振降噪具有重要的研究意义。基于Timoshenko梁模型,考虑了流体与管壁间的相互作用,利用Hamilton原理及流体的连续方程、动量方程,构建了三维输流管道动力学模型。然后运用谱单元法求解和组装管道单元,适用于任意边界条件及任意长度的管系结构。通过算例验证了该计算方法的正确性,还分析了轴向预拉力、弹性支撑边界对于输流管道稳定性的影响。与有限元软件计算及试验结果的比较显示了该计算方法的准确性和较高的计算效率。     

本征值问题和可视化技术在电磁场计算中的应用

齐次边界条件或周期性边界条件下的Laplace场构成Sturm-Liouville型本征值问题。求解本征值问题可得一系列的本征值和对应的本征函数。由这些本征函数构成了对应的Laplace边值问题的级数通解。揭示了用于计算电磁场问题的新型等效源方法（包括圆形等效源方法、矩形等效源方法和矩形－圆形等新源混合算法）和本征值问题之间的内在联系，也即阐明了本征值问题是新等效源方法的理论基础。应用模拟电荷法、多极子法、多极理论和新型等效源方法等方法求解计算电磁场时，有关参数（诸如模拟电荷、内外极或者等效源的数目和位置安排，尤其是模拟电荷电量的大小、内外极的次数或者等效源的阶数等）的选择问题是影响这些方法应用的瓶颈。在计算过程中综合应用解的图形显示和校核点处的计算值的误差大小来确定有关参数，既可以确保解的正确性，又可以极大地提高计算效率和计算精度。     

用MATLAB的特征值函数计算载流管系的振动模态

运用Matlab工具箱中提供的两个计算特征值的函数EIG和EIGS，结合载流管系运动方程的特点，提出了一个用函数EIG和EIGS求解非比例阻尼系统特征值的方法,实践证明该方法快捷有效，为问题的解决开辟了一条捷径。     

螺旋桨建模方法及敞水性能研究

螺旋桨的桨叶是一种典型的复杂自由曲面.论文探讨了螺旋桨建模的两种方法,分别是坐标转换法和缠绕法.坐标转换法通过坐标转换公式,求出螺旋桨曲面型值点的三维空间坐标.缠绕法利用二维桨叶切面图生成三维曲面.在此基础上,基于计算流体力学理论,对模型桨进行了水动力性能数值模拟.通过计算值与实验值的良好吻合,验证了两种建模方法的精确性,同时比较了不同方法的建模精度.     

工程结构特征值问题的加速解法

求解大型结构动态响应力的特征模态时，用传统的特征值解法很难完成，因此有必要寻求一种加速解法。本文给出了求解大型结构特征值问题的加速子空间迭代法，它采用GramSchmidt正交化过程消除收敛的特征向量，使得计算时间大大减少，文中通过实例对此法进行了验证。     

An ill-posed inverse problem of a wing with locally given velocity data and its analysis

Using locally given vertical velocity data around a wing, an inverse formulation is presented to solve a lifting problem. The inverse problem is expressed by a Fredholm integral equation of the first kind. In this paper, the kernel of the integral equation gives a Hilbert–Schmidt integral operator, and therefore the occurrence of ill-posedness in the sense of stability cannot be avoided in a normal topology. This difficulty is solved by using the regularization method for ill-posed problems. A composition mapping is introduced so that local velocity data can be available for this inverse problem. In this paper, the ill-posed inverse problem of a wing is studied using the Landweber–Friedman's regularization method within the framework of linear potential theory. A numerical example demonstrates that only with locally given velocity data is the regularization method accurate and suitable for the present physical problem of an inverse mathematical formulation. Therefore, the lifting problem can be solved by using a locally given fluid velocity instead of a wing geometry. Received: April 13, 2000 / Accepted: April 20, 2000     

海洋污损对船体摩擦阻力影响的预测方法

海洋污损对船体阻力具有严重的不利影响.文章将海洋污损归类到船体粗糙度的范畴内,基于边界层积分法研究了污损对船体摩擦阻力影响的预测方法.通过对光滑平板摩擦阻力系数的计算验证了积分法的准确性.然后采用积分法对美军FFG-7舰在3种钙质污损状况下的摩擦阻力系数进行了计算,计算结果与国外学者的研究结论吻合得较好,说明了积分法预测污损对船体摩擦阻力的影响具有可行性,且准确性较高.最后将积分法在FFG-7舰的计算结果与1957-ITTC公式及其粗糙度补贴系数ΔCf进行了对比,结果表明ITTC提出的ΔCf公式不适于表征污损对船体阻力的影响.     

舰船壳体模块感应磁场的等效计算

典型的舰船壳体是主要由薄钢板和肋骨构成的复杂结构,采用磁矩量法计算其感应磁场时,会碰到数据准备复杂,剖分单元数目过多的问题。按照横截面积与磁化率乘积相等的原则,将舰船壳体模块等效简化为一个各向异性的简单薄钢板结构。针对一个有代表性的数值算例,采用磁矩量法分别计算简化前、后舰船壳体模块的感应磁场,并对比计算结果。研究发现,等效前后的计算误差不超过1.5%,证明所提出的磁性等效方法不仅能简化数据准备工作,而且还可以减少单元数目,对于磁矩量法计算非常有利,能够作为计算舰船壳体感应磁场的一条可行途径。     

双材料中矩形裂纹问题的超奇异积分方程方法

使用超奇异积分方程方法,对双材料空间中垂直于界面的矩形裂纹Ⅰ型问题进行了研究.首先根据双材料空间的弹性力学基本解,使用边界积分方程方法,在有限部积分的意义下导出了以裂纹面位移间断为未知函数的超奇异积分方程.根据裂纹面上位移函数的分布特性,通过将位移间断函数表示为特征函数和一组多项式乘积的形式,为其建立了数值方法.数值结果表明,该方法不仅具有较好的收敛性和较高的数值计算精度,而且能够精确满足裂纹面上的边界条件.在此基础上,对不同材料组合界面对裂纹前沿应力强度因子的影响进行了分析,取得了较好的数值结果.     

工程结构的拓扑优化设计研究

本文讨论了连续体结构拓扑优化的均匀化方法及其相关理论，分别针对静力问题和特征值问题建立了相应的结构拓扑优化模型。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，尤其在国内尚尾于起步阶段。本文将结构拓扑优化设计理论应用于实际工程结构的概念设计之中，并取得了较好的优化效果。通过对经典算例和某卫星构架子结构的拓扑优化计算，表明本文建立的结构拓扑优化模型能够有效地应用于工程结构的拓扑优化设计，从而为工程结构的结构型式选取提供了有价值的概念设计方案。     

基于面元法的吊舱推进器定常性能研究

基于势流理论面元法建立了吊舱推进器定常性能的计算方法.分别建立螺旋桨和吊舱的积分方程,通过在表面上布置双曲面元将方程离散为以面元上偶极强度为未知量的矩阵.螺旋桨和吊舱之间的相互影响通过迭代计算来处理.Newton-Raphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件.为避免数值求导中的奇异性,用柳泽(Yanagizawa)方法求得物体表面的速度分布.支架作为升力体处理,并通过迭代计算更新支架的尾涡形状.计算了拖式吊舱推进器的定常水动力性能,与实验结果的比较表明,计算误差在5%以内.分析了舱体对螺旋桨的影响,舱体的伴流会引起螺旋桨的载荷增大.