一、隱格式并行直接求解方法研究（論文文獻(xiàn)綜述）
王浩驊,管光華,肖昌誠(chéng)[1]（2021）在《一維圣維南方程差分?jǐn)?shù)值算法中稀疏矩陣求解方法比較及優(yōu)選研究》文中研究表明【目的】尋找高效、穩(wěn)定的大型稀疏線性方程組求解算法以提高圣維南方程組求解速度?！痉椒ā繗w納了4種基于四點(diǎn)偏心格式的圣維南方程組求解算法并加以改進(jìn),并通過(guò)仿真試驗(yàn),對(duì)比了不同算法的計(jì)算效率。【結(jié)果】計(jì)算斷面數(shù)較少時(shí)（小于500）,所有方法的運(yùn)算時(shí)間基本一致;當(dāng)計(jì)算斷面數(shù)較大時(shí)（大于500）,4種算法的速度較傳統(tǒng)算法有了一定的提高,在計(jì)算斷面數(shù)為1 520時(shí),4種算法的計(jì)算速度是傳統(tǒng)算法的4倍,在計(jì)算斷面數(shù)為3 040時(shí),計(jì)算速度更是達(dá)到了10倍以上?！窘Y(jié)論】改進(jìn)后的高斯消元法和PM算法在計(jì)算斷面數(shù)較大時(shí)計(jì)算速度較快,計(jì)算效率較高。該方法可應(yīng)用于MPC控制、LQR控制等渠系自動(dòng)化控制技術(shù)中,以提高仿真程序運(yùn)算速度。
謝悅[2]（2020）在《濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度并行算法及其應(yīng)用》文中認(rèn)為在處理突發(fā)水污染環(huán)境事件中,污染物在河流中的分布情況可以用對(duì)流擴(kuò)散方程來(lái)描述。同樣很多其他環(huán)境相關(guān)的問(wèn)題也都可以轉(zhuǎn)化為對(duì)流擴(kuò)散方程的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決。因此,對(duì)流擴(kuò)散方程在環(huán)境監(jiān)測(cè)以及對(duì)污染物的預(yù)測(cè)和處理領(lǐng)域有著十分重要的意義。但是,很多對(duì)流擴(kuò)散方程問(wèn)題難以找到解析解,需要對(duì)其進(jìn)行數(shù)值求解,而對(duì)于突發(fā)性水污染事件而言,精確的通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到污染物精確擴(kuò)散位置以及濃度的同時(shí),時(shí)效性也是不可或缺的。針對(duì)濃度對(duì)流擴(kuò)散方程的數(shù)值求解問(wèn)題,本文主要研究?jī)?nèi)容如下:文章的第一部分首先針對(duì)濃度對(duì)流擴(kuò)散方程進(jìn)行高精度離散,對(duì)內(nèi)點(diǎn)構(gòu)造兩層八點(diǎn)隱格式,進(jìn)而,構(gòu)造與內(nèi)點(diǎn)格式精度相匹配的邊界層差分格式,對(duì)濃度對(duì)流擴(kuò)散方程的時(shí)間和空間項(xiàng)分別進(jìn)行相應(yīng)階數(shù)的泰勒展開(kāi),使用待定系數(shù)法求出差分格式的差分系數(shù),得到濃度對(duì)流擴(kuò)散方程內(nèi)點(diǎn)以及邊界的時(shí)間三階,空間六階精度隱式差分格式。進(jìn)而,對(duì)一般情況下的一維高精度差分格式進(jìn)行Von Neumann穩(wěn)定性分析,隨后對(duì)相應(yīng)算例進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證。最終證明了本文構(gòu)造的所有格式均滿(mǎn)足時(shí)間三階,空間六階的精度要求,且在一定條件下穩(wěn)定,穩(wěn)定性范圍寬廣,同時(shí)一定范圍內(nèi)可以高精度計(jì)算對(duì)流系數(shù)較大的對(duì)流占優(yōu)擴(kuò)散方程問(wèn)題。文章的第二部分首先基于第一章構(gòu)造的高精度差分格式對(duì)所得到的三對(duì)角方程組提出了一種新的并行計(jì)算方法。在p個(gè)計(jì)算機(jī)處理核心分組并行處理的基礎(chǔ)上可以并行計(jì)算,使得整體并行計(jì)算的效率更高,數(shù)值算例表明:該并行方法簡(jiǎn)單易行,解決了隱格式的不易并行計(jì)算的問(wèn)題,并且加速效果隨著空間節(jié)點(diǎn)總數(shù)以及分組數(shù)的增加變得更加明顯,加速比和方程分塊數(shù)基本滿(mǎn)足線性關(guān)系,在保持高精度求解的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的并行效果。值得注意的是在求解過(guò)程中,組與組交叉的未知量可以形成塊三對(duì)角方程,同樣可以使用該方法進(jìn)行并行計(jì)算,可以更大程度上的提高并行求解的效率。因此,本文提出的并行方法適用于二維乃至更高維度的對(duì)流擴(kuò)散方程的并行計(jì)算,本文以二維對(duì)流擴(kuò)散方程數(shù)值求解為例,給出了本方法和串行方法的計(jì)算時(shí)間對(duì)比分析。加速效果隨著空間節(jié)點(diǎn)總數(shù)以及分組數(shù)的增加變得更加明顯,且能夠很好的保持求解過(guò)程的精度需求。文章第三部分對(duì)并行計(jì)算過(guò)程中使用的并行語(yǔ)句進(jìn)行深入分析,揭示了其循環(huán)中的系統(tǒng)周轉(zhuǎn)時(shí)間、循環(huán)控制和計(jì)算規(guī)模對(duì)于計(jì)算效果的影響,通過(guò)采用內(nèi)存映射的方法,高效訪問(wèn)磁盤(pán)上由于太大而無(wú)法保留在內(nèi)存中或需要花太長(zhǎng)時(shí)間而無(wú)法加載的大數(shù)據(jù)集,解決了大型矩陣的數(shù)據(jù)通訊時(shí)間影響整提計(jì)算速度的問(wèn)題。利用MEX混合編譯和MATLAB的擴(kuò)展特性,同時(shí)結(jié)合C語(yǔ)言進(jìn)行編碼,將計(jì)算中的大型循環(huán)計(jì)算使用C/C++和MATLAB混合編譯來(lái)完成。高效提升求解大型三對(duì)角方程時(shí)的并行效果。文章第四部分給出了本文所構(gòu)造的高精度差分格式在實(shí)際環(huán)境問(wèn)題中的應(yīng)用。分別以上游圍油欄作為第一類(lèi)固定邊界,下游收油裝置作為第一類(lèi)移動(dòng)邊界,模擬對(duì)河道溢油事故的處理過(guò)程。通過(guò)采用本文構(gòu)建的一維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度差分格式,數(shù)值模擬了溢油發(fā)生時(shí),圍油欄和收油裝置作處理裝置時(shí)溢油濃度的變化。
何靖[3]（2020）在《大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)及高聳結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓大渦模擬研究》文中研究指明隨著現(xiàn)代建筑往高聳方向和大跨方向的發(fā)展,建筑對(duì)風(fēng)荷載的敏感性越來(lái)越受到重視。針對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)存在消耗成本較大、試驗(yàn)準(zhǔn)備階段耗時(shí)較長(zhǎng)、采用縮尺比模型會(huì)帶來(lái)相似比問(wèn)題和布置的測(cè)點(diǎn)數(shù)目受限等問(wèn)題。采用CFD（Computational Fluid Dynamics）數(shù)值模擬法,所需的時(shí)間和費(fèi)用都比風(fēng)洞試驗(yàn)少,數(shù)值模擬可以構(gòu)造與實(shí)際尺寸相同的計(jì)算模型,可以得到整個(gè)計(jì)算流域內(nèi)所有變量的值及變量的發(fā)展歷史,且結(jié)果非常直觀。其中大渦模擬（Large Eddy Simulation,LES）是目前計(jì)算風(fēng)工程中研究湍流運(yùn)動(dòng)的一種重要技術(shù)。本文主要對(duì)廣州CGB-2在建風(fēng)洞的大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)和吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)的表面風(fēng)壓進(jìn)行大渦模擬研究。采用大渦模擬技術(shù)及被動(dòng)模擬裝置對(duì)廣州CGB-2風(fēng)洞的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試。采用隨機(jī)數(shù)循環(huán)預(yù)前模擬法（Random Number Recycling Method,RNRM）作為大渦模擬的入口邊界條件,對(duì)高聳結(jié)構(gòu)周?chē)鲌?chǎng)分布特性、渦激振動(dòng)及采用破風(fēng)圈的氣動(dòng)措施進(jìn)行研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:1.建立廣州CGB-2風(fēng)洞試驗(yàn)段的全尺度模型,采用尖劈和粗糙元的被動(dòng)模擬裝置對(duì)風(fēng)洞中大氣邊界層流場(chǎng)進(jìn)行大渦模擬研究。首先,對(duì)同濟(jì)TJ-2風(fēng)洞試驗(yàn)段C類(lèi)地貌被動(dòng)模擬裝置進(jìn)行大渦模擬,驗(yàn)證了采用大渦模擬技術(shù)和被動(dòng)模擬裝置來(lái)模擬風(fēng)洞中大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)的可行性和正確性。其次對(duì)廣州CGB-2風(fēng)洞試驗(yàn)段的尖劈和粗糙元進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),并對(duì)風(fēng)洞的平面布置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。并在此基礎(chǔ)上,對(duì)廣州CGB-2風(fēng)洞試驗(yàn)段進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)調(diào)試,最終給出了我國(guó)規(guī)范中四類(lèi)地貌的尖劈和粗糙元的尺寸及布置。2.采用隨機(jī)數(shù)循環(huán)預(yù)前模擬法作為大渦模擬的入口邊界條件,并對(duì)無(wú)模型計(jì)算域和有CAARC模型計(jì)算域兩種工況進(jìn)行大渦模擬研究,將無(wú)模型計(jì)算域的數(shù)值模擬結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型處來(lái)流條件的正確性。將有CAARC標(biāo)準(zhǔn)模型計(jì)算域的數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了采用隨機(jī)數(shù)循環(huán)預(yù)前模擬法作為大渦模擬的入口邊界條件的適用性與準(zhǔn)確性。3.采用隨機(jī)數(shù)循環(huán)預(yù)前模擬法作為大渦模擬的入口邊界條件,對(duì)吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)進(jìn)行大渦模擬研究,通過(guò)分析在不同塔頂風(fēng)速下不同截面高度處的流場(chǎng)及升力系數(shù)的頻譜特性,確定了該吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)發(fā)生渦激共振的實(shí)際臨界塔頂風(fēng)速為63m/s。并探究采用破風(fēng)圈的氣動(dòng)措施對(duì)降低風(fēng)荷載的抗風(fēng)效果,破風(fēng)圈能夠有效地破壞吸熱塔的旋渦脫落,降低結(jié)構(gòu)表面的橫風(fēng)向風(fēng)荷載,避免結(jié)構(gòu)發(fā)生橫風(fēng)向的渦激共振。4.利用大渦模擬獲得吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)表面測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓時(shí)程,并對(duì)其進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)分析,探究塔頂風(fēng)速、風(fēng)向角、阻尼比和破風(fēng)圈對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的影響。通過(guò)對(duì)不同風(fēng)向角下吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的分析,確定了該結(jié)構(gòu)最不利風(fēng)向角為75°風(fēng)向角。在各風(fēng)向角下,旋渦脫落引起的橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)較大。隨著塔頂風(fēng)速的增加,風(fēng)振響應(yīng)也逐漸增大。隨著阻尼比的增加,塔頂位移、基底剪力和基底彎矩逐漸減小,阻尼比為0.15%～1%時(shí)對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的影響較大,故將其作為吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)的阻尼比取值范圍。采用破風(fēng)圈后風(fēng)振響應(yīng)明顯降低且降低的平均幅度達(dá)39.3%,設(shè)置破風(fēng)圈能夠有效地減小甚至消除吸熱塔高聳結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向渦激共振的影響。
舒玉[4]（2020）在《不可壓縮流問(wèn)題的變量分裂方法研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理Navier-Stokes方程及其耦合方程是描述粘性不可壓縮流體動(dòng)量守恒的運(yùn)動(dòng)方程,它們反映了粘性流體流動(dòng)的基本力學(xué)規(guī)律,在流體力學(xué)中有十分重要的意義。它們廣泛應(yīng)用于科學(xué)和工程領(lǐng)域,如大氣運(yùn)動(dòng)、海洋流動(dòng)、軸承潤(rùn)滑、血液流動(dòng)、油藏模擬、軍事戰(zhàn)爭(zhēng)、航空航天等。由于不可壓縮約束條件的限制、非線性現(xiàn)象的存在以及流體流動(dòng)區(qū)域形狀的不規(guī)則性等因素的影響,使得難以找到Navier-Stokes方程及其耦合方程的精確解,但是可以通過(guò)數(shù)值模擬的方法來(lái)求得其數(shù)值解,進(jìn)一步了解其解的存在性態(tài)。眾所周知,變量速度和壓力通過(guò)不可壓縮約束條件相互耦合,表現(xiàn)出巨大的解題規(guī)模與有限的存儲(chǔ)空間之間的矛盾。因此,為了降低解題規(guī)模和節(jié)省存儲(chǔ)空間,我們需要構(gòu)建一些穩(wěn)定高效的數(shù)值算法將速度和壓力解耦求解,并借助并行計(jì)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn)不可壓縮流問(wèn)題的大規(guī)模數(shù)值模擬,以達(dá)到深刻理解流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的目的,這也是本文研究不可壓縮流問(wèn)題變量分裂方法的意義。本文在前人工作的基礎(chǔ)上,關(guān)于不可壓縮流問(wèn)題的變量分裂方法進(jìn)行了更深入的研究,其主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）給出求解定常廣義Navier-Stokes方程的局部和并行Uzawa有限元方法,我們采用Oseen格式對(duì)廣義Navier-Stokes方程的非線性項(xiàng)進(jìn)行線性化處理。另外,使用Uzawa有限元方法將速度和壓力解耦求解,可將大規(guī)模的不可壓縮流問(wèn)題轉(zhuǎn)化成小規(guī)模問(wèn)題,從而達(dá)到減少方程求解的工作量和節(jié)省工作時(shí)間的目的。首先,從理論上證明了基于Oseen格式的Uzawa有限元方法以幾何級(jí)數(shù)收斂,而且我們發(fā)現(xiàn)收縮數(shù)是一個(gè)與網(wǎng)格剖分尺寸無(wú)關(guān)的常數(shù)。其次,結(jié)合基于完全重疊區(qū)域分解技巧的并行計(jì)算方法和基于Oseen格式的Uzawa有限元方法,給出本文求解廣義Navier-Stokes方程的局部和并行Uzawa有限元方法,根據(jù)該方法獨(dú)有的特征,我們不必重新編碼,只需要稍微地修改現(xiàn)有的串行代碼就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的并行計(jì)算功能。最后,通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)從CPU時(shí)間和收斂階兩方面比較局部和并行Uzawa有限元方法、Uzawa有限元方法以及傳統(tǒng)有限元方法之間的優(yōu)缺點(diǎn),以驗(yàn)證本文提出方法的有效性和高效性。結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)的有限元方法相比,Uzawa有限元方法的收斂性更好,局部和并行Uzawa有限元方法更高效。（2）給出求解非定常耦合Navier-Stokes/Navier-Stokes方程的并行旋轉(zhuǎn)壓力投影法,我們分別采用空間非迭代的Oseen格式和一階向后歐拉格式處理耦合Navier-Stokes/Navier-Stokes方程的三線性項(xiàng)和時(shí)間導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。另外,使用旋轉(zhuǎn)壓力投影法直接對(duì)速度和壓力解耦,將其分散在預(yù)測(cè)、投影和校正三個(gè)方程中求解,省去了反復(fù)迭代的過(guò)程,從而可以減少方程求解的工作量,進(jìn)一步提高計(jì)算效率。首先,從理論上證明了旋轉(zhuǎn)壓力投影法可使速度場(chǎng)的收斂階達(dá)到一階。其次,基于完全重疊區(qū)域分解技巧的基本思想,借助并行計(jì)算方法提出了求解耦合Navier-Stokes/Navier-Stokes方程的并行旋轉(zhuǎn)壓力投影法的基本格式。最后,通過(guò)帶有真解問(wèn)題和暗礁問(wèn)題的數(shù)值實(shí)驗(yàn),比較并行和串行的旋轉(zhuǎn)壓力投影法以及裂解時(shí)間步解耦方法三者之間的精度和計(jì)算時(shí)間,我們發(fā)現(xiàn)與裂解時(shí)間步解耦方法相比,串行旋轉(zhuǎn)壓力投影法的收斂性更好,并行旋轉(zhuǎn)壓力投影法是三種方法中最有效的方法。
方小姣[5]（2019）在《基于譜元法的大地電磁二維數(shù)值模擬》文中研究說(shuō)明大地電磁法（又稱(chēng)為大地電磁測(cè)深法,簡(jiǎn)稱(chēng)MT）是以天然交變電磁場(chǎng)為場(chǎng)源的一種探測(cè)地下電性結(jié)構(gòu)的地球物理勘探方法,在能源勘探、礦產(chǎn)普查、地質(zhì)調(diào)查、地震預(yù)報(bào)和工程地質(zhì)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)隨著數(shù)值算法的進(jìn)步、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的提高和高性能計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,大大促進(jìn)了電磁法數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了多種高效的數(shù)值算法,有效提高了數(shù)值模擬的速度和精度。其中譜元法作為一種新的數(shù)值方法在近十幾年來(lái)得到快速發(fā)展,為了提高大地電磁數(shù)值模擬的精度和效率,本文將譜元法引入到大地電磁測(cè)深領(lǐng)域當(dāng)中。譜元法是有限元和譜方法結(jié)合的一種數(shù)值模擬方法,具備有限元法處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型的靈活性及譜方法的高精度和指數(shù)收斂性,使得譜元法在流體力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、聲學(xué)和地震波場(chǎng)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。近幾年來(lái),譜元法已實(shí)現(xiàn)了在海洋可控源電磁的數(shù)值模擬,但還未有學(xué)者將譜元法應(yīng)用到大地電磁領(lǐng)域的數(shù)值模擬,因此本文將譜元法應(yīng)用于大地電磁二維正演模擬當(dāng)中。本文介紹了譜元法的理論基礎(chǔ),從頻率域的麥克斯韋方程組出發(fā),詳細(xì)推導(dǎo)了MT二維正演的所滿(mǎn)足的偏微分方程和二維介質(zhì)大地電磁場(chǎng)所滿(mǎn)足的邊值問(wèn)題,基于Galerkin加權(quán)余量法,在求解域內(nèi)采用矩形單元進(jìn)行剖分,單元內(nèi)對(duì)未知量（電磁場(chǎng)值）在插值節(jié)點(diǎn)處插值基函數(shù)選用Gauss-Lobatto-Legendre（GLL）正交多項(xiàng)式,采用GLL數(shù)值積分最后形成大型線性方程組,用Intel的Pardiso求解器直接求解線性方程組得到電磁場(chǎng)分布,實(shí)現(xiàn)了大地電磁二維譜元法模擬。為了檢驗(yàn)本文算法和程序的可靠性,在FORTRAN平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了二維大地電磁譜元法正演程序,并給出層狀模型和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)COMMEMI 2D-1模型進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,數(shù)值模擬結(jié)果表明了本文編寫(xiě)譜元算法程序的可靠性和穩(wěn)定性。此外還計(jì)算了兩個(gè)低阻異常模型和起伏地形模型,并討論了地形模型對(duì)MT二維正演模擬的影響。
李詩(shī)一[6]（2018）在《高效統(tǒng)一氣體動(dòng)理學(xué)格式及可壓縮湍流小尺度特性研究》文中研究說(shuō)明跨流域多尺度流動(dòng)問(wèn)題具有重要的學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用意義。本文對(duì)適合全流域的統(tǒng)一氣體動(dòng)理學(xué)格式進(jìn)行改進(jìn),提高其計(jì)算效率,并應(yīng)用到典型跨流域多尺度流動(dòng)問(wèn)題的數(shù)值模擬研究。為提高大規(guī)模并行時(shí)的計(jì)算效率,基于物理空間和速度空間同時(shí)分塊,采用高效的并行分組算法,并調(diào)整了UGKS的計(jì)算流程,發(fā)展了三維復(fù)雜分塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上適合大規(guī)模高效并行計(jì)算的UGKS算法。多種典型算例測(cè)試驗(yàn)證了新算法在從小規(guī)模到超大規(guī)模計(jì)算中的高效性。為高效模擬全流域軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng),基于局部笛卡爾坐標(biāo)系下的分布函數(shù)演化解,構(gòu)造了軸對(duì)稱(chēng)源項(xiàng)的時(shí)間演化解,進(jìn)而發(fā)展了具有多尺度特性的UGKS-AS及其隱式算法,多種典型算例測(cè)試驗(yàn)證了新方法的高效性。針對(duì)連續(xù)流/稀薄流共存的多尺度流動(dòng),在連續(xù)流區(qū)對(duì)UGKS進(jìn)行了簡(jiǎn)化,避免了速度空間的離散,提高了總的計(jì)算效率。應(yīng)用UGKS對(duì)典型可壓縮湍流中的小尺度脈動(dòng)特征進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。通過(guò)對(duì)聲波與馬赫數(shù)為8的激波相互作用的模擬,發(fā)現(xiàn)考慮到真實(shí)強(qiáng)激波結(jié)構(gòu)與高頻聲波的稀薄效應(yīng),激波對(duì)高頻聲波幅值的放大作用得到了削弱,聲波頻率大于分子平均碰撞頻率后放大因子幾乎減小了一半。對(duì)二維、三維可壓縮均勻各向同性衰減湍流進(jìn)行了直接數(shù)值模擬,研究了不同尺度脈動(dòng)的統(tǒng)計(jì)特性,分析了小尺度脈動(dòng)的稀薄效應(yīng)并定量評(píng)估了NS方程的適用性。
李開(kāi)[7]（2017）在《高溫真實(shí)氣體條件下的磁控?zé)岱雷o(hù)機(jī)理研究》文中認(rèn)為第頁(yè)作為電磁流動(dòng)控制在熱防護(hù)領(lǐng)域的新應(yīng)用,磁控?zé)岱雷o(hù)技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。它利用洛倫茲力控制高超聲速飛行條件下弓形激波后的等離子體層減速流體、推出激波、降低溫度梯度,從而實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)。以磁控等離子體熱防護(hù)為對(duì)象,綜合采用理論分析、數(shù)值模擬和地面試驗(yàn)手段,對(duì)高溫真實(shí)氣體流場(chǎng)和電磁場(chǎng)的相互作用機(jī)理開(kāi)展研究,探索并發(fā)展了高溫等離子體流場(chǎng)耦合電磁場(chǎng)的理論及CFD數(shù)值模擬技術(shù),對(duì)耦合電磁場(chǎng)的高超聲速流動(dòng)結(jié)構(gòu)及熱防護(hù)機(jī)理進(jìn)行了深入分析。在此基礎(chǔ)上,開(kāi)展了磁控?zé)岱雷o(hù)原理性試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了磁控?zé)岱雷o(hù)技術(shù)原理上的可行性。首先建立了常規(guī)螺線管磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)的物理模型。針對(duì)OREX再入返回艙的防熱問(wèn)題,采用常γ氣體模型下的低磁雷諾數(shù)磁流體數(shù)學(xué)模型,分析了磁場(chǎng)強(qiáng)度、形態(tài)及螺線管幾何參數(shù)對(duì)磁控?zé)岱雷o(hù)效果的影響,研究了該系統(tǒng)的工程可行性。從常規(guī)圓柱螺線管磁控系統(tǒng)的缺陷出發(fā),提出了基于隨形螺線管的新概念磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)。研究表明,磁控?zé)岱雷o(hù)存在“飽和”現(xiàn)象,但磁控激波不存在該現(xiàn)象。常規(guī)圓柱螺線管磁控系統(tǒng)有一個(gè)相對(duì)較優(yōu)的安裝位置,距離駐點(diǎn)過(guò)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足電流密度上限的要求,過(guò)近則會(huì)使得肩部熱環(huán)境惡化。相比常規(guī)圓柱螺線管,隨形螺線管磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)在同樣的勵(lì)磁電流下,磁控?zé)岱雷o(hù)效果更好,并且所需導(dǎo)線長(zhǎng)度僅為前者的1/6。建立了基于多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的熱化學(xué)非平衡流并行計(jì)算平臺(tái)。討論了對(duì)非平衡氣動(dòng)熱計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響的三個(gè)重要因素:網(wǎng)格、壁溫、壁面催化條件,給出了非平衡熱流網(wǎng)格收斂性的一般性判據(jù)。基于對(duì)現(xiàn)有的催化模型缺陷分析,提出了一種新的氧與石英壁面之間的8反應(yīng)混合催化模型,并對(duì)催化反應(yīng)的機(jī)理以及模型的不確定性進(jìn)行了分析。研究表明,隨著壁面溫度的增加,對(duì)催化復(fù)合系數(shù)貢獻(xiàn)起主導(dǎo)作用的反應(yīng)分別為:LH復(fù)合反應(yīng)、ER置換反應(yīng)、O2解吸附反應(yīng)。對(duì)模型結(jié)果影響最大的參數(shù)是化學(xué)活化區(qū)域濃度和半徑,需要對(duì)石英壁面材料的缺陷性質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)分析以獲得準(zhǔn)確的催化系數(shù)建立了熱化學(xué)非平衡條件下的低磁雷諾數(shù)SMFD數(shù)值計(jì)算模型。分析了高溫氣體效應(yīng)對(duì)磁控效果的影響。對(duì)影響磁控?zé)岱雷o(hù)效果的電導(dǎo)率模型、電磁能量振動(dòng)能分配比、壁面催化條件進(jìn)行了研究。以O(shè)REX為對(duì)象,得到了磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)有效工作的飛行工況范圍,并研究了添加“種子粒子”對(duì)磁控性能的提升效果。通過(guò)對(duì)兩極磁場(chǎng)磁控系統(tǒng)缺陷的分析,提出了多極磁場(chǎng)磁控?zé)岱雷o(hù)的概念。研究表明,考慮高溫真實(shí)氣體效應(yīng)后,磁控?zé)岱雷o(hù)效果同樣存在“飽和”現(xiàn)象,高溫氣體效應(yīng)并未改變磁場(chǎng)分布對(duì)磁控效果的影響規(guī)律。對(duì)于OREX而言,當(dāng)磁相互作用參數(shù)大于1.0時(shí)才能達(dá)到比較好的磁控?zé)岱雷o(hù)效果。種子粒子添加量對(duì)于磁控激波性能的提升存在“飽和”現(xiàn)象,其對(duì)磁控性能的提升在低馬赫數(shù)工況工況更明顯。相比于單磁鐵,通正向電流的五磁鐵多極磁場(chǎng)作用下的激波脫體距離明顯增加,熱防護(hù)效果相對(duì)較好。建立了磁控?zé)岱雷o(hù)機(jī)理分析模型,通過(guò)分析洛倫茲力逆流向和法向分量在熱防護(hù)中的作用,深入研究了磁控防熱和激波控制機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種變磁感線-流線夾角磁場(chǎng),優(yōu)化了磁控激波和熱防護(hù)效果。研究表明,磁控?zé)岱雷o(hù)和磁控激波機(jī)理并不相同。前者主要取決于洛倫茲力對(duì)附面層的作用,在駐點(diǎn)區(qū)逆流向洛倫茲力對(duì)流體的減速作用占主導(dǎo),而肩部區(qū)法向洛倫茲力對(duì)流動(dòng)得偏轉(zhuǎn)作用占主導(dǎo)。磁控激波效果主要取決于與波后逆流向洛倫茲力的大小,波后逆流向洛倫茲力越大,磁控激波效果越好。在保證較優(yōu)的洛倫茲力對(duì)附面層的作用效果的基礎(chǔ)上,增加波后逆流向洛倫茲力,進(jìn)而增加激波脫體距離,可以進(jìn)一步提高磁控?zé)岱雷o(hù)效果。建立了熱化學(xué)非平衡條件下的霍爾電場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型,分析了霍爾電勢(shì)場(chǎng)收斂性的影響因素,提出了當(dāng)?shù)刈儾竭M(jìn)因子加速電場(chǎng)收斂方法。建立了非平衡流場(chǎng)、磁場(chǎng)和霍爾電場(chǎng)的耦合計(jì)算模型,分別基于擬合碰撞頻率和均布?；魻栂禂?shù)模型,分析了不同磁場(chǎng)強(qiáng)度、不同壁面導(dǎo)電性下霍爾效應(yīng)對(duì)磁控效果的影響。研究表明,存在一個(gè)最優(yōu)的步進(jìn)因子使得霍爾電場(chǎng)收斂速度最快,并且隨網(wǎng)格尺度的減小和霍爾系數(shù)的增加,電勢(shì)場(chǎng)收斂速率變慢。對(duì)于局部加密網(wǎng)格而言,當(dāng)?shù)刈儾竭M(jìn)因子法的電勢(shì)收斂性明顯優(yōu)于常規(guī)的定步進(jìn)因子法。壁面導(dǎo)電性對(duì)磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)影響很大。導(dǎo)電壁面情況下磁控系統(tǒng)幾乎完全失效,因此實(shí)際應(yīng)用中飛行器壁面應(yīng)采用絕緣性能良好的材料。但即使采用絕緣壁面,在較強(qiáng)磁場(chǎng)（0.5T）情況下,磁控效果也明顯變?nèi)酢ｉ_(kāi)展了磁控?zé)岱雷o(hù)原理性試驗(yàn)研究。根據(jù)調(diào)研、等離子體風(fēng)洞噴管內(nèi)和試驗(yàn)件繞流仿真、溫度場(chǎng)流固耦合仿真以及陶瓷外殼熱考核結(jié)果,確定了試驗(yàn)工況、陶瓷外殼選材、磁鐵方案、水冷方案、隔熱方案,完成了試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在永磁鐵磁場(chǎng)作用下,試驗(yàn)件外殼駐點(diǎn)溫度和近肩部溫度比無(wú)磁場(chǎng)條件下分別低了90K和252K,冷壁溫度低了100 K,磁控?zé)岱雷o(hù)效果明顯,驗(yàn)證了磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)的有效性。
郭珊[8]（2018）在《流體系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)與狀態(tài)重構(gòu)》文中指出流動(dòng)現(xiàn)象,特別是廣泛存在且具有特殊性質(zhì)的復(fù)雜流體,多年來(lái)一直是流體力學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。受限于觀測(cè)手段和數(shù)值模擬的能力,經(jīng)典的研究方向主要集中在機(jī)理模型的建立上。研究者們從質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒等守恒律出發(fā)建立起模型,其中大多數(shù)模型為非線性偏微分方程。雖然機(jī)理模型可以用以描述某一類(lèi)流場(chǎng),但具體到某一特定流場(chǎng),模型中有些參數(shù)的具體數(shù)值經(jīng)常無(wú)法直接測(cè)量獲得,而使用參數(shù)不準(zhǔn)確模型則無(wú)法精確描述流場(chǎng)。近年來(lái),隨著計(jì)算能力的提升與測(cè)量手段的革新,如光學(xué)方法和粒子圖像測(cè)速等方法的出現(xiàn),使得準(zhǔn)確測(cè)量流場(chǎng)相關(guān)量成為可能。然而測(cè)量雖然更加直觀,卻往往是對(duì)流場(chǎng)局部、瞬時(shí)信息的采集,所以我們只能從中計(jì)算出有測(cè)量的時(shí)刻位置的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),無(wú)法得到完整的流場(chǎng),亦無(wú)法對(duì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的未來(lái)變化做出預(yù)測(cè)。但是,如果將測(cè)量信息準(zhǔn)確的特性與動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)功能結(jié)合起來(lái),就可以克服這些缺點(diǎn)。本文的主要工作就是借助觀測(cè)信息消除機(jī)理模型中的不確定性。本文主要研究?jī)深?lèi)特殊的流場(chǎng):圓柱繞流中的渦旋脫落和自由表面流問(wèn)題。對(duì)于前者,我們采用非線性的復(fù)Ginzburg-Landau（G-L）方程進(jìn)行描述,而G-L方程的參數(shù)依賴(lài)于具體的流場(chǎng)且沒(méi)有確定的物理意義,無(wú)法直接測(cè)量得到,因此我們嘗試通過(guò)測(cè)量中軸線一些離散位置上的速度值對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。我們首先采用了動(dòng)態(tài)優(yōu)化的求解方法估計(jì)參數(shù),具體操作是給出優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),通過(guò)引入?yún)f(xié)態(tài)方程并推導(dǎo)梯度,進(jìn)而得到最優(yōu)估計(jì)值。然而這種做法只能得到參數(shù)的最大概率估計(jì)值,當(dāng)觀測(cè)誤差較大時(shí),我們還需要對(duì)參數(shù)估計(jì)的不確定性給出估計(jì)。為此我們按照貝葉斯體系,將未知參數(shù)看做是一個(gè)隨機(jī)變量,并計(jì)算其后驗(yàn)概率密度函數(shù)。為了減小計(jì)算時(shí)采樣過(guò)程的計(jì)算量,我們引入一種名為隱格式采樣（Implicit Sampling）的方法構(gòu)建重要性函數(shù)（Importance Function）。這種方法具有采樣個(gè)數(shù)少、粒子權(quán)重便于計(jì)算、可以并行計(jì)算等諸多優(yōu)點(diǎn),非常適合解決我們的參數(shù)估計(jì)問(wèn)題。對(duì)于自由表面流問(wèn)題,我們采用淺水波方程（Shallow-Water Equations,SWEs）進(jìn)行描述,其變量包括了兩個(gè)方向的速度和高度。淺水波方程中包含依賴(lài)于具體情況且無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的時(shí)變參數(shù),而參數(shù)不準(zhǔn)確會(huì)造成的模型計(jì)算誤差。為了消除這種誤差,就需要加入一定測(cè)量信息對(duì)方程預(yù)測(cè)值進(jìn)行“校正”。對(duì)于二維淺水波方程,我們采用粒子圖像測(cè)速（Particle Image Velocimetry,PIV）方法進(jìn)行測(cè)量,這一方法通過(guò)比較連續(xù)多幀流體圖像,計(jì)算出相鄰圖像的流體粒子位移,其中圖像光強(qiáng)與流場(chǎng)速度之間的關(guān)系由光流方程描述。本文中,我們選擇集合卡爾曼濾波的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)同化,具體來(lái)說(shuō)我們采用兩種同化方案并對(duì)其進(jìn)行了對(duì)比:其一是先由光流方程得到速度場(chǎng)再代入SWEs進(jìn)行數(shù)據(jù)同化;其二是直接將光流方程當(dāng)做是觀測(cè)方程與SWEs進(jìn)行數(shù)據(jù)同化。仿真結(jié)果表明,兩種同化途徑都得到了好的效果。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有:·用隱格式采樣的方法求解如G-L方程的拋物方程的參數(shù)估計(jì)問(wèn)題,并將基于梯度的優(yōu)化方法和隱格式采樣結(jié)合起來(lái)解決問(wèn)題?！げ捎昧Ｗ訄D像測(cè)速的方法作為測(cè)量手段,將圖像信息（光流方程）和淺水波方程進(jìn)行數(shù)據(jù)同化反演自由表面流流場(chǎng)?！げ捎没谔荻鹊膬?yōu)化方法求解光流方程從圖像信息得到更加準(zhǔn)確速度場(chǎng)。
包華廣[9]（2018）在《時(shí)域微分方程電磁特性高效分析方法研究》文中研究說(shuō)明為了適應(yīng)日益增長(zhǎng)的寬帶、高速信號(hào)和非線性系統(tǒng)的工程應(yīng)用需求,瞬態(tài)電磁分析技術(shù)迅速發(fā)展,已成為計(jì)算電磁學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。作為一種重要的瞬態(tài)電磁分析手段,時(shí)域微分方程方法在分析非均勻媒質(zhì)、復(fù)雜系統(tǒng)及多物理場(chǎng)電磁問(wèn)題時(shí)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文以時(shí)域微分方程方法為研究基礎(chǔ),以時(shí)域微分方程方法在實(shí)際電磁應(yīng)用中存在的困難和挑戰(zhàn)為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究了以共形時(shí)域有限差分（CFDTD）和不連續(xù)伽遼金時(shí)域有限元（DG-FETD）兩種極具代表性和應(yīng)用前景的方法為研究工具的高效電磁分析技術(shù)。首先,針對(duì)時(shí)域微分方程方法無(wú)條件穩(wěn)定性和高度并行性難兼得的現(xiàn)狀,研究了無(wú)條件穩(wěn)定時(shí)域微分方程方法的高效區(qū)域分解并行算法,提出一種有效的區(qū)域分解并行技術(shù),該區(qū)域分解技術(shù)利用電磁波傳播的因果性,通過(guò)引入緩沖區(qū)來(lái)解耦相鄰子區(qū)域單個(gè)時(shí)間步內(nèi)的相互作用,避免了傳統(tǒng)區(qū)域分解方法因子區(qū)域間反復(fù)迭代而導(dǎo)致的計(jì)算效率低的問(wèn)題,更加適合于并行計(jì)算,利用Message Passing Interface（MPI）庫(kù)函數(shù),分別實(shí)現(xiàn)了蛙跳交替方向隱格式FDTD（Leapfrog ADI-FDTD）方法和基于Crank-Nicholson（CN）時(shí)間差分格式的DG-FETD方法的區(qū)域分解高效并行計(jì)算。其次,針對(duì)傳統(tǒng)時(shí)域微分方程方法在多尺度電磁分析方面所面臨的挑戰(zhàn),充分利用該類(lèi)型問(wèn)題空間多尺度和時(shí)間多尺度的特點(diǎn),研究了多尺度電磁分析中的時(shí)域微分方程快速算法。本文研究了時(shí)域有限差分方法中的亞網(wǎng)格技術(shù),利用惠更斯等效原理實(shí)現(xiàn)能量在粗細(xì)網(wǎng)格之間平滑傳遞,粗細(xì)網(wǎng)格比可選取為任意奇數(shù),粗細(xì)網(wǎng)格內(nèi)部采用共形技術(shù),進(jìn)一步提高其計(jì)算精度;提出了一種改進(jìn)的顯隱式混合DG-FETD方法,該方法將整個(gè)計(jì)算區(qū)域劃分為三種類(lèi)型:顯式區(qū)域、隱式區(qū)域和連接區(qū)域,顯式區(qū)域采用傳統(tǒng)的蛙跳格式離散,隱式區(qū)域采用CN隱式離散格式,兩者的連接區(qū)域采用一種蛙跳格式的變化形式,實(shí)現(xiàn)顯隱式在時(shí)間刻的銜接,提高了傳統(tǒng)顯隱式混合技術(shù)的計(jì)算效率,進(jìn)一步引入?yún)^(qū)域分解思想,實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的顯隱式混合DG-FETD方法的可并行化設(shè)計(jì),提升了該方法的大規(guī)模計(jì)算能力。再次,針對(duì)時(shí)域微分方程方法在不確定性電磁問(wèn)題上缺乏快速、高效分析技術(shù)的現(xiàn)狀,研究了基于時(shí)域微分方程方法的高效不確定性分析技術(shù)。本文研究了基于多項(xiàng)式混沌展開(kāi)（PCE）技術(shù)的共形FDTD方法,對(duì)于隨機(jī)輸入變量滿(mǎn)足高斯分布特性的隨機(jī)問(wèn)題,采用Hermite多項(xiàng)式展開(kāi)并進(jìn)行伽遼金測(cè)試,進(jìn)一步結(jié)合榮格庫(kù)塔指數(shù)時(shí)程差分技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高超聲速目標(biāo)等離子體電子濃度隨機(jī)變化的不確定性電磁散射分析;提出了基于PCE技術(shù)的DG-FETD方法,針對(duì)傳統(tǒng)PCE-FETD方法隨著多項(xiàng)式階數(shù)的提高,未知量數(shù)目成倍增大,其大型稀疏矩陣方程的求解所面臨的巨大困難和挑戰(zhàn),將PCE技術(shù)引入到DG-FETD方法中,保持了不連續(xù)伽遼金技術(shù)在快速求逆和并行計(jì)算上的優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步引入遞歸卷積技術(shù),實(shí)現(xiàn)了等離子體目標(biāo)隨機(jī)電磁參數(shù)下的不確定性電磁分析。最后,針對(duì)時(shí)域微分方程方法在實(shí)際復(fù)雜電磁問(wèn)題分析時(shí),若采用單一方法求解,計(jì)算精度和效率絕非最佳的問(wèn)題,研究了時(shí)域微分方程混合算法,提出了一種基于混合網(wǎng)格不連續(xù)伽遼金技術(shù)的時(shí)域有限元/有限差分混合算法,利用混合網(wǎng)格DG-FETD方法提高了混合算法建模的靈活性,有限元離散區(qū)域最外層采用直六面體剖分,提供便于實(shí)現(xiàn)與FDTD結(jié)合的接口,內(nèi)部采用四面體網(wǎng)格剖分,易于逼近復(fù)雜物理外形,該混合算法保持了兩種時(shí)域微分方法高度并行的特點(diǎn),提高了 FDTD方法的計(jì)算精度,降低了FETD方法的內(nèi)存消耗。
王建春[10]（2016）在《中等雷諾數(shù)方柱繞流的直接數(shù)值模擬研究》文中指出湍流是自然界和工程中普遍存在的復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象,也是根本機(jī)理問(wèn)題尚未獲得解決少數(shù)難題之一。研究湍流的方法有實(shí)驗(yàn)測(cè)量、理論分析和數(shù)值模擬。其中,數(shù)值模擬主要分為雷諾平均、大渦模擬和直接數(shù)值模擬。直接數(shù)值模擬就是不用任何湍流模型,直接數(shù)值求解完整的三維非定常流動(dòng)控制方程組,模擬包括脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的湍流所有瞬時(shí)流動(dòng)量的時(shí)空演變過(guò)程,是湍流數(shù)值模擬方法中最精確的方法。方柱繞流具有物體幾何外形簡(jiǎn)單而流場(chǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的特性,是鈍體繞流研究的一種典型情況。將直接數(shù)值模擬用于柱體繞流的研究中,能夠獲得更加精細(xì)和準(zhǔn)確的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),無(wú)論是在理論研究上或是在工程應(yīng)用上都非常有意義。本文采用FORTRAN 95語(yǔ)言,自主設(shè)計(jì)和編制了求解方柱繞流的并行程序,重點(diǎn)模擬和分析了流場(chǎng)中的渦系結(jié)構(gòu),主要工作內(nèi)容如下:首先,對(duì)控制方程（N-S方程）采用基于交錯(cuò)網(wǎng)格下的有限體積方法離散,詳細(xì)地推導(dǎo)了離散過(guò)程,給出了離散后的代數(shù)方程組。其次,基于離散后的代數(shù)方程組,對(duì)比分析了三種求解不可壓流動(dòng)的典型解耦算法（SIMPLE,PISO和人工壓縮法）,在對(duì)不可壓典型流動(dòng)（方腔驅(qū)動(dòng)流）模擬結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,最終選取了SIMPLE算法作為方柱繞流的不可壓求解器。再次,對(duì)方腔驅(qū)動(dòng)流串行程序進(jìn)行了并行化設(shè)計(jì),給出了基于消息傳遞界面（MPI）的并行SIMPLE算法的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程以及加速性能曲線。然后,對(duì)不同雷諾數(shù)下的二維方柱繞流進(jìn)行了直接數(shù)值模擬,獲得并分析了詳細(xì)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),并對(duì)中等雷諾數(shù)（Re=10000）流采用三種不同湍流數(shù)值算法進(jìn)行了比對(duì)。最后,設(shè)計(jì)并編制了基于三維交錯(cuò)網(wǎng)格下的三維方腔驅(qū)動(dòng)和三維方柱繞流并行程序,并與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。對(duì)雷諾數(shù)為250的三維非穩(wěn)態(tài)方柱繞流進(jìn)行了直接數(shù)值模擬的初步研究,發(fā)現(xiàn)了三維方柱繞流的一些特有的流動(dòng)現(xiàn)象。
二、隱格式并行直接求解方法研究（論文開(kāi)題報(bào)告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡(jiǎn)單簡(jiǎn)介論文所研究問(wèn)題的基本概念和背景，再而簡(jiǎn)單明了地指出論文所要研究解決的具體問(wèn)題，并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點(diǎn)或解決方法。
寫(xiě)法范例：
本文主要提出一款精簡(jiǎn)64位RISC處理器存儲(chǔ)管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計(jì)過(guò)程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個(gè)分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲(chǔ)器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁(yè)面大小,采用多級(jí)分層頁(yè)表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級(jí)頁(yè)表轉(zhuǎn)換過(guò)程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對(duì)象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對(duì)象從而得到有關(guān)信息。
實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)主支變革、控制研究對(duì)象來(lái)發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法：通過(guò)調(diào)查文獻(xiàn)來(lái)獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實(shí)證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要提出設(shè)計(jì)。
定性分析法：對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究，這個(gè)方法需要計(jì)算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過(guò)具體的數(shù)字，使人們對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法：運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對(duì)某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法：這是社會(huì)科學(xué)用來(lái)分析社會(huì)現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個(gè)方面的影響。
模擬法：通過(guò)創(chuàng)設(shè)一個(gè)與原型相似的模型來(lái)間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、隱格式并行直接求解方法研究（論文提綱范文）
（1）一維圣維南方程差分?jǐn)?shù)值算法中稀疏矩陣求解方法比較及優(yōu)選研究（論文提綱范文）
| 0 引言 |
| 1 明渠一維非恒定流及其數(shù)值解法 |
| 1.1 明渠一維非恒定流模型 |
| 1）連續(xù)性方程 |
| 2）運(yùn)動(dòng)方程 |
| 1.2有限差分法 |
| 2 稀疏矩陣求解方法 |
| 2.1 基于四點(diǎn)偏心格式的算法優(yōu)化 |
| 2.1.1 追趕法（chase) |
| 2.1.2 循環(huán)遞減算法（CR算法） |
| 2.1.3 高斯消元法(GE) |
| 2.1.4 劃分算法（PM算法） |
| 2.2 對(duì)比分析 |
| 3 算例驗(yàn)證及結(jié)果分析 |
| 3.1 仿真渠段 |
| 3.2 算例設(shè)計(jì) |
| 3.3 仿真計(jì)算及結(jié)果分析 |
| 3.3.1 運(yùn)算時(shí)間 |
| 3.3.2 單個(gè)斷面運(yùn)算時(shí)間 |
| 3.3.3 誤差分析 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
（2）濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度并行算法及其應(yīng)用（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 緒論 |
| 1.1 背景研究 |
| 1.2 研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 數(shù)值計(jì)算精度的研究進(jìn)展 |
| 1.2.2 數(shù)值算法并行化的研究進(jìn)展 |
| 1.2.3 三對(duì)角矩陣并行化的研究進(jìn)展 |
| 1.2.4 MATLAB并行求解應(yīng)用研究進(jìn)展 |
| 1.3 發(fā)展趨勢(shì) |
| 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容 |
| 2. 一維Dirchlet邊界條件下濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度格式構(gòu)造 |
| 2.1 一般內(nèi)點(diǎn)差分格式 |
| 2.1.1 內(nèi)點(diǎn)格式構(gòu)造 |
| 2.1.2 內(nèi)點(diǎn)格式穩(wěn)定性分析 |
| 2.2 邊界差分格式 |
| 2.2.1 始邊界格式構(gòu)造 |
| 2.2.2 始邊界格式穩(wěn)定性分析 |
| 2.2.3 末邊界格式構(gòu)造 |
| 2.2.4 末邊界格式穩(wěn)定性分析 |
| 2.3 數(shù)值算例 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 3. 濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度格式并行計(jì)算方法 |
| 3.1 并行計(jì)算方法推導(dǎo) |
| 3.2 數(shù)值算例及并行效率分析 |
| 3.2.1 一維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程并行效率分析 |
| 3.2.2 二維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程并行效率分析 |
| 3.3 本章小結(jié) |
| 4. 基于對(duì)流擴(kuò)散方程并行計(jì)算中的MATLAB高效實(shí)現(xiàn)方法 |
| 4.1 影響并行計(jì)算效率的因素 |
| 4.2 提高并行計(jì)算效率的方法 |
| 4.2.1 減少數(shù)據(jù)通訊時(shí)間 |
| 4.2.2 混合編譯優(yōu)化 |
| 4.3 本章小結(jié) |
| 5. 環(huán)境中的應(yīng)用 |
| 5.1 問(wèn)題描述 |
| 5.2 數(shù)值模擬 |
| 6. 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 附錄A 一維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度格式的內(nèi)點(diǎn)差分系數(shù) |
| 附錄B 一維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度格式的始邊界差分系數(shù) |
| 附錄C 一維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度格式的末邊界差分系數(shù) |
| 附錄D 二維濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度格式的解 |
| 致謝 |
| 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果 |
（3）大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)及高聳結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓大渦模擬研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 課題背景 |
| 1.2 大氣邊界層風(fēng)場(chǎng) |
| 1.2.1 大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)特性 |
| 1.2.2 風(fēng)洞中大氣邊界層模擬技術(shù) |
| 1.2.3 大氣邊界層模擬試驗(yàn)調(diào)試方法研究 |
| 1.3 風(fēng)對(duì)高聳結(jié)構(gòu)的作用 |
| 1.3.1 高聳結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向風(fēng)振研究 |
| 1.3.2 高聳結(jié)構(gòu)的CFD研究 |
| 1.4 大氣邊界層數(shù)值模擬方法 |
| 1.4.1 直接數(shù)值模擬法(DNS) |
| 1.4.2 雷諾時(shí)均法(RANS) |
| 1.4.3 大渦模擬法(LES) |
| 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容 |
| 第2章 大渦模擬理論與關(guān)鍵技術(shù) |
| 2.1 基本理論 |
| 2.1.1 基本控制方程 |
| 2.1.2 大渦模擬湍流模型的基本方程 |
| 2.1.3 亞格子尺度模型 |
| 2.1.4 控制方程求解 |
| 2.2 計(jì)算參數(shù)設(shè)置 |
| 2.2.1 計(jì)算域的設(shè)置 |
| 2.2.2 網(wǎng)格劃分 |
| 2.2.3 時(shí)間步長(zhǎng) |
| 2.3 數(shù)值模擬方法 |
| 2.3.1 循環(huán)預(yù)前模擬法 |
| 2.3.2 隨機(jī)數(shù)循環(huán)預(yù)前模擬法 |
| 2.4 加載入流信息的UDF接口 |
| 2.4.1 入流UDF接口的編制 |
| 2.4.2 并行計(jì)算UDF接口的編制 |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 第3章 廣州CGB-2 風(fēng)洞中風(fēng)場(chǎng)的被動(dòng)數(shù)值模擬 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 數(shù)值模擬方法的驗(yàn)證 |
| 3.2.1 模型的選取 |
| 3.2.2 數(shù)值驗(yàn)證 |
| 3.2.3 結(jié)果比較 |
| 3.3 被動(dòng)模擬裝置初步設(shè)計(jì) |
| 3.3.1 尖劈及粗糙元設(shè)計(jì) |
| 3.3.2 平面布置設(shè)計(jì) |
| 3.3.3 數(shù)值建模 |
| 3.4 規(guī)范中四類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)的調(diào)試 |
| 3.4.1 風(fēng)洞風(fēng)場(chǎng)模擬的相關(guān)指標(biāo) |
| 3.4.2 A類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)的模擬 |
| 3.4.3 B類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)的模擬 |
| 3.4.4 C類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)的模擬 |
| 3.4.5 D類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)的模擬 |
| 3.4.6 四類(lèi)地貌風(fēng)場(chǎng)調(diào)試信息整合 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第4章 基于大渦模擬的高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 數(shù)值模擬方法的驗(yàn)證 |
| 4.2.1 大氣邊界層流場(chǎng)的模擬 |
| 4.2.2 CAARC標(biāo)準(zhǔn)模型的模擬 |
| 4.3 高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)洞模擬方法 |
| 4.3.1 工程背景 |
| 4.3.2 計(jì)算域設(shè)置以及網(wǎng)格劃分 |
| 4.3.3 求解方法及邊界條件設(shè)置 |
| 4.3.4 后處理方法 |
| 4.3.5 計(jì)算結(jié)果分析 |
| 4.4 高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析 |
| 4.4.1 模態(tài)分析 |
| 4.4.2 共振風(fēng)速的計(jì)算及判別 |
| 4.4.3 塔頂風(fēng)速對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的影響 |
| 4.4.4 阻尼比對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的影響 |
| 4.4.5 破風(fēng)圈對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的影響 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 第5章 結(jié)論與展望 |
| 5.1 本文主要結(jié)論 |
| 5.2 研究工作展望 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 作者碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文 |
| 致謝 |
（4）不可壓縮流問(wèn)題的變量分裂方法研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究目的和意義 |
| 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 Uzawa算法研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 投影算法研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 并行算法研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu) |
| 2 預(yù)備知識(shí) |
| 2.1 C~k(Ω)和C_0~k(Ω)空間 |
| 2.2 L~p空間 |
| 2.3 Soblev空間 |
| 2.4 不可壓縮流問(wèn)題及其耦合問(wèn)題的有限元逼近 |
| 2.4.1 廣義Navier-Stokes方程解的存在唯一性 |
| 2.4.2 廣義Navier-Stokes方程的混合有限元逼近 |
| 2.4.3 耦合Navier-Stokes/Navier-Stokes方程的混合有限元逼近 |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 3 廣義Navier-Stokes方程的局部和并行Uzawa有限元方法 |
| 3.1 基于Oseen格式的Uzawa有限元方法 |
| 3.2 Uzawa有限元方法的收斂性分析 |
| 3.3 局部和并行有限元方法 |
| 3.3.1 完全重疊區(qū)域分解技巧 |
| 3.3.2 局部和并行Uzawa有限元方法 |
| 3.4 數(shù)值實(shí)驗(yàn) |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 4 耦合Navier-Stokes/Navier-Stokes方程的并行旋轉(zhuǎn)壓力投影法 |
| 4.1 旋轉(zhuǎn)壓力投影法 |
| 4.2 收斂性分析及其誤差估計(jì) |
| 4.3 局部和并行有限元方法 |
| 4.3.1 完全重疊區(qū)域分解技巧 |
| 4.3.2 并行旋轉(zhuǎn)壓力投影法 |
| 4.4 數(shù)值實(shí)驗(yàn) |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 5 總結(jié)與展望 |
| 5.1 總結(jié) |
| 5.2 展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 |
（5）基于譜元法的大地電磁二維數(shù)值模擬（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 選題背景及研究意義 |
| 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 大地電磁法正演問(wèn)題研究進(jìn)展 |
| 1.2.2 譜元法在電磁領(lǐng)域的研究進(jìn)展 |
| 1.3 本文研究的方法及結(jié)構(gòu)綱要 |
| 第2章 譜元法理論基礎(chǔ) |
| 2.1 正交多項(xiàng)式 |
| 2.2 Chebyshev正交多項(xiàng)式 |
| 2.3 Legendre正交多項(xiàng)式 |
| 2.4 Fourier展開(kāi) |
| 第3章 基于譜元法的大地電磁法的正演理論 |
| 3.1 大地電磁正演理論 |
| 3.1.1 控制方程及邊界條件 |
| 3.1.2 Galerkin法求解MT邊值問(wèn)題 |
| 3.2 構(gòu)造譜元空間及基函數(shù) |
| 3.2.1 網(wǎng)格剖分及映射關(guān)系 |
| 3.2.2 構(gòu)造二維空間基函數(shù) |
| 3.3 微分方程的離散形式求解 |
| 3.4 邊界條件的施加 |
| 3.5 視電阻率及相位的計(jì)算 |
| 3.6 線性方程組的求解技術(shù) |
| 3.6.1 迭代法 |
| 3.6.2 直接法 |
| 3.7 壓縮存儲(chǔ)技術(shù) |
| 3.8 譜元法程序在MT的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 |
| 第4章 數(shù)值算例 |
| 4.1 一維層狀介質(zhì)模型 |
| 4.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)模型COMMEMI2D-1 |
| 4.3 兩個(gè)低阻異常體模型 |
| 4.4 起伏地形模型 |
| 4.4.1 地壘模型 |
| 4.4.2 地塹模型 |
| 第5章 結(jié)論及建議 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 附錄 |
| 致謝 |
（6）高效統(tǒng)一氣體動(dòng)理學(xué)格式及可壓縮湍流小尺度特性研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符號(hào)對(duì)照表 |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景和意義 |
| 1.2 研究?jī)?nèi)容和現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 稀薄氣體效應(yīng) |
| 1.2.2 可壓縮湍流中的小尺度結(jié)構(gòu)及相關(guān)研究 |
| 1.2.3 可壓縮湍流中小尺度結(jié)構(gòu)的稀薄效應(yīng) |
| 1.2.4 數(shù)值方法研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.5 高效化方法研究現(xiàn)狀 |
| 1.3 本文研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容 |
| 第2章 適合UGKS的大規(guī)模并行算法 |
| 2.1 統(tǒng)一氣體動(dòng)理學(xué)格式UGKS |
| 2.2 并行策略 |
| 2.3 UGKS并行算法及高效化 |
| 2.3.1 并行效率 |
| 2.3.2 計(jì)算結(jié)果 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 第3章 UGKS的高效簡(jiǎn)化算法 |
| 3.1 針對(duì)全流域軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng)的多尺度算法 |
| 3.1.1 坐標(biāo)變換 |
| 3.1.2 柱坐標(biāo)系下的時(shí)間演化解 |
| 3.1.3 針對(duì)軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng)的UGKS-AS |
| 3.1.4 隱式UGKS-AS |
| 3.1.5 邊界條件 |
| 3.1.6 UGKS-AS的特點(diǎn) |
| 3.1.7 計(jì)算結(jié)果 |
| 3.1.8 小結(jié) |
| 3.2 近連續(xù)流區(qū)簡(jiǎn)化UGKS |
| 3.2.1 近連續(xù)流區(qū)簡(jiǎn)化原理 |
| 3.2.2 UGKS在近連續(xù)流區(qū)的簡(jiǎn)化 |
| 3.2.3 計(jì)算結(jié)果 |
| 3.2.4 小結(jié) |
| 3.3 本章小結(jié) |
| 第4章 湍流小尺度脈動(dòng)特征研究 |
| 4.1 聲波與激波相互作用 |
| 4.1.1 計(jì)算條件 |
| 4.1.2 結(jié)果分析 |
| 4.2 二維均勻各向同性衰減湍流 |
| 4.2.1 參數(shù)設(shè)置 |
| 4.2.2 結(jié)果討論 |
| 4.3 三維均勻各向同性衰減湍流 |
| 4.3.1 參數(shù)設(shè)置 |
| 4.3.2 結(jié)果討論 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第5章 結(jié)論與展望 |
| 5.1 結(jié)論 |
| 5.2 展望 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 致謝 |
| 附錄A 坐標(biāo)變換相關(guān)推導(dǎo) |
| 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 |
（7）高溫真實(shí)氣體條件下的磁控?zé)岱雷o(hù)機(jī)理研究（論文提綱范文）
| 符號(hào)說(shuō)明 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 高超聲速飛行器研制計(jì)劃 |
| 1.1.2 高超聲速飛行器熱防護(hù)方法 |
| 1.1.3 電磁流動(dòng)控制在高超領(lǐng)域的應(yīng)用 |
| 1.2 研究意義 |
| 1.3 磁控?zé)岱雷o(hù)研究現(xiàn)狀 |
| 1.3.1 數(shù)值模擬研究 |
| 1.3.2 試驗(yàn)研究 |
| 1.4 本文的主要內(nèi)容 |
| 第二章 常γ氣體模型下的磁流體力學(xué)數(shù)值模擬方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 電磁學(xué)基本概念與基本定理 |
| 2.2.1 基本概念 |
| 2.2.2 基本定理 |
| 2.3 磁流體控制方程與定解條件 |
| 2.3.1 完整MFD方程 |
| 2.3.2 電阻MFD方程 |
| 2.3.3 低磁雷諾數(shù)MFD方程 |
| 2.3.4 定解條件 |
| 2.4 數(shù)值方法與驗(yàn)證 |
| 2.4.1 數(shù)值方法 |
| 2.4.2 氣動(dòng)熱計(jì)算驗(yàn)證 |
| 2.5 螺線管磁控系統(tǒng)建模與驗(yàn)證 |
| 2.6 本章小結(jié) |
| 第三章 常γ氣體模型下的磁控?zé)岱雷o(hù)效果分析 |
| 3.1 計(jì)算條件 |
| 3.1.1 幾何模型及網(wǎng)格 |
| 3.1.2 外加磁場(chǎng)條件 |
| 3.2 外加磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁控?zé)岱雷o(hù)效果的影響 |
| 3.3 磁場(chǎng)類(lèi)型對(duì)磁控?zé)岱雷o(hù)效果的影響 |
| 3.4 螺線管幾何參數(shù)對(duì)磁控?zé)岱雷o(hù)效果的影響 |
| 3.4.1 螺線管半徑 |
| 3.4.2 螺線管長(zhǎng)度 |
| 3.4.3 螺線管安裝位置 |
| 3.5 常規(guī)螺線管磁控系統(tǒng)局限性分析 |
| 3.5.1 相同安匝數(shù)下的不同螺線管磁場(chǎng) |
| 3.5.2 肩部過(guò)熱現(xiàn)象分析 |
| 3.5.3 工程可行性分析 |
| 3.6 隨形螺線管磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng) |
| 3.6.1 概念內(nèi)涵 |
| 3.6.2 熱防護(hù)效果分析 |
| 3.6.3 不同位置線圈磁控作用分析 |
| 3.6.4 隨形螺線管磁控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) |
| 3.7 本章小結(jié) |
| 第四章 熱化學(xué)非平衡流氣動(dòng)熱數(shù)值模擬方法與影響因素 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理化學(xué)模型 |
| 4.2.1 熱力學(xué)溫度模型 |
| 4.2.2 化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型 |
| 4.2.3 輸運(yùn)模型 |
| 4.3 控制方程與定解條件 |
| 4.3.1 控制方程 |
| 4.3.2 定解條件 |
| 4.4 數(shù)值方法 |
| 4.4.1 無(wú)量綱化 |
| 4.4.2 坐標(biāo)變換 |
| 4.4.3 隱式離散 |
| 4.4.4 空間離散 |
| 4.4.5 并行方法 |
| 4.5 數(shù)值方法驗(yàn)證 |
| 4.5.1 HEG風(fēng)洞圓柱繞流算例 |
| 4.5.2 ELECTRE算例 |
| 4.5.3 OREX返回艙算例 |
| 4.6 氣動(dòng)熱計(jì)算影響因素分析 |
| 4.6.1 網(wǎng)格 |
| 4.6.2 壁溫 |
| 4.6.3 壁面催化 |
| 4.7 壁面有限催化模型研究 |
| 4.7.1 壁面有限催化模型綜述 |
| 4.7.2 混合表面催化(CSC)模型建模 |
| 4.7.3 模型驗(yàn)證 |
| 4.7.4 催化機(jī)理分析 |
| 4.7.5 不確定性分析 |
| 4.8 本章小結(jié) |
| 第五章 熱化學(xué)非平衡條件下的磁控?zé)岱雷o(hù)機(jī)理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 控制方程 |
| 5.3 電導(dǎo)率模型研究 |
| 5.3.1 四類(lèi)模型 |
| 5.3.2 模型對(duì)比分析 |
| 5.4 數(shù)值方法驗(yàn)證 |
| 5.5 高溫氣體效應(yīng)對(duì)磁控效果的影響研究 |
| 5.5.1 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度 |
| 5.5.2 不同磁場(chǎng)類(lèi)型 |
| 5.5.3 非平衡狀態(tài)分析 |
| 5.6 磁控?zé)岱雷o(hù)效果的模型不確定性研究 |
| 5.6.1 焦耳熱振動(dòng)能分配比γev |
| 5.6.2 壁面催化條件 |
| 5.7 磁控?zé)岱雷o(hù)系統(tǒng)有效工作范圍分析 |
| 5.7.1 計(jì)算條件 |
| 5.7.2 熱流 |
| 5.7.3 磁相互作用參數(shù) |
| 5.7.4 激波脫體距離 |
| 5.8 磁控?zé)岱雷o(hù)性能提升效果分析 |
| 5.8.1 提高電導(dǎo)率的方法 |
| 5.8.2 添加“種子粒子”后的物理模型 |
| 5.8.3 “種子粒子”對(duì)磁控性能的提升 |
| 5.9 多級(jí)磁場(chǎng)的磁控?zé)岱雷o(hù)效果 |
| 5.9.1 概念內(nèi)涵 |
| 5.9.2 物理模型 |
| 5.9.3 算例設(shè)計(jì) |
| 5.9.4 結(jié)果與分析 |
| 5.10 磁控防熱機(jī)理分析與磁場(chǎng)優(yōu)化 |
| 5.10.1 機(jī)理分析模型 |
| 5.10.2 洛倫茲力分量作用效果分析 |
| 5.10.3 磁控系統(tǒng)磁場(chǎng)初步優(yōu)化設(shè)計(jì) |
| 5.10.4 夾角變化規(guī)律對(duì)磁控效果的影響分析 |
| 5.10.5 磁場(chǎng)二次優(yōu)化設(shè)計(jì) |
| 5.11 本章小結(jié) |
| 第六章 非平衡流場(chǎng)和電磁場(chǎng)多場(chǎng)耦合計(jì)算研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 霍爾電場(chǎng)計(jì)算模型 |
| 6.2.1 數(shù)值方法概況 |
| 6.2.2 數(shù)學(xué)模型 |
| 6.2.3 數(shù)值方法驗(yàn)證 |
| 6.3 霍爾電勢(shì)場(chǎng)收斂性分析 |
| 6.3.1 步進(jìn)因子ap |
| 6.3.2 霍爾系數(shù)的影響 |
| 6.3.3 變步進(jìn)因子加速法 |
| 6.3.4 霍爾電場(chǎng)收斂性小結(jié) |
| 6.4 霍爾電勢(shì)場(chǎng)影響因素分析 |
| 6.4.1 波前電導(dǎo)率 |
| 6.4.2 電勢(shì)參考點(diǎn) |
| 6.4.3 計(jì)算域大小 |
| 6.5 非平衡流場(chǎng)和電磁場(chǎng)耦合計(jì)算方法研究 |
| 6.5.1 耦合方法 |
| 6.5.2 計(jì)算條件 |
| 6.5.3 結(jié)果與分析 |
| 6.6 霍爾效應(yīng)對(duì)磁控?zé)岱雷o(hù)影響研究 |
| 6.6.1 基于擬合碰撞頻率霍爾系數(shù)模型 |
| 6.6.2 基于均布?；魻栂禂?shù)模型 |
| 6.7 本章小結(jié) |
| 第七章 磁控?zé)岱雷o(hù)原理性試驗(yàn)研究 |
| 7.1 各國(guó)磁控?zé)岱雷o(hù)試驗(yàn)水平 |
| 7.1.1 美國(guó)Deng和 Qian |
| 7.1.2 日本Takizawa和 Matsuda |
| 7.1.3 意大利CIRA的 Cristofolini |
| 7.1.4 德國(guó)DLR的 Gulhan |
| 7.1.5 風(fēng)洞水平及試驗(yàn)件小結(jié) |
| 7.2 試驗(yàn)?zāi)康暮惋L(fēng)洞設(shè)備 |
| 7.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/td> |
| 7.2.2 試驗(yàn)設(shè)備 |
| 7.3 試驗(yàn)工況初步選取 |
| 7.3.1 噴管內(nèi)非平衡流動(dòng)計(jì)算 |
| 7.3.2 不同工況下的磁控效果分析 |
| 7.4 高溫陶瓷外殼選材 |
| 7.4.1 選材要求 |
| 7.4.2 氧化鋁板熱考核 |
| 7.4.3 氮化硼板熱考核 |
| 7.5 磁鐵方案 |
| 7.5.1 磁鐵加工情況調(diào)研 |
| 7.5.2 組合磁鐵方案 |
| 7.6 冷卻方案選擇 |
| 7.6.1 結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)初步仿真 |
| 7.6.2 水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 |
| 7.7 試驗(yàn)方案改進(jìn)嘗試 |
| 7.7.1 外加種子粒子方案 |
| 7.7.2 pt=1kPa試驗(yàn)件外流場(chǎng)仿真 |
| 7.8 試驗(yàn)件設(shè)計(jì) |
| 7.8.1 組成 |
| 7.8.2 結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分析 |
| 7.8.3 部件尺寸與選材 |
| 7.9 試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析 |
| 7.9.1 試驗(yàn)工況與測(cè)點(diǎn)位置 |
| 7.9.2 試驗(yàn)過(guò)程 |
| 7.9.3 結(jié)果對(duì)比分析 |
| 7.10 本章小結(jié) |
| 第八章 結(jié)論與展望 |
| 8.1 主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) |
| 8.1.1 主要工作內(nèi)容 |
| 8.1.2 創(chuàng)新點(diǎn) |
| 8.2 工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果 |
| 附錄A Gupta化學(xué)反應(yīng)模型 |
| 附錄B Bisek二階替代模型 |
（8）流體系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)與狀態(tài)重構(gòu)（論文提綱范文）
| 致謝 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究意義與背景介紹 |
| 1.2 兩類(lèi)特殊流場(chǎng)模型及觀測(cè)手段 |
| 1.3 狀態(tài)重構(gòu)問(wèn)題的求解途徑與研究現(xiàn)狀 |
| 1.4 論文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu) |
| 2 Ginzburg-Landau方程的參數(shù)估計(jì) |
| 2.1 利用優(yōu)化方法求解 |
| 2.1.1 基于梯度的優(yōu)化問(wèn)題求解方法 |
| 2.1.2 協(xié)態(tài)方程與梯度的推導(dǎo) |
| 2.1.3 數(shù)值仿真 |
| 2.2 利用隱格式采樣方法求解 |
| 2.2.1 隱格式采樣方法 |
| 2.2.2 Linear map與Random map求解線性問(wèn)題的效果比較 |
| 2.2.3 用Linear map求解非線性Ginzburg-Landau方程參數(shù)估計(jì)問(wèn)題 |
| 2.3 兩種求解方法的對(duì)比 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 3 基于圖像信息的自由表面流的流場(chǎng)重構(gòu) |
| 3.1 濾波方法的介紹與問(wèn)題分析 |
| 3.2 方案1:直接代入圖像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)同化 |
| 3.2.1 Shallow-Water equations的數(shù)值求解(LBM方法) |
| 3.2.2 集合卡爾曼濾波的算法構(gòu)建 |
| 3.2.3 情景1:預(yù)報(bào)模型初值估計(jì)錯(cuò)誤 |
| 3.2.4 情景2:預(yù)報(bào)模型外力項(xiàng)估計(jì)錯(cuò)誤 |
| 3.3 方案2:利用圖像信息計(jì)算速度場(chǎng)再進(jìn)行數(shù)據(jù)同化 |
| 3.3.1 集合卡爾曼濾波的算法構(gòu)建 |
| 3.3.2 使用速度場(chǎng)與淺水波方程進(jìn)行數(shù)據(jù)同化 |
| 3.3.3 兩種方案的比較 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 4 基于圖像信息的流場(chǎng)重構(gòu) |
| 4.1 問(wèn)題描述 |
| 4.2 協(xié)態(tài)方程與梯度的推導(dǎo) |
| 4.3 數(shù)值仿真 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 5 總結(jié)與展望 |
| 5.1 全文工作總結(jié) |
| 5.2 未來(lái)工作展望 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 論文發(fā)表 |
（9）時(shí)域微分方程電磁特性高效分析方法研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究的背景和意義 |
| 1.2 研究的歷史和現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 時(shí)域有限差分方法研究概況 |
| 1.2.2 時(shí)域有限元方法研究概況 |
| 1.2.3 時(shí)域混合算法研究概況 |
| 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及貢獻(xiàn) |
| 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排 |
| 2 時(shí)域微分方程方法基本理論 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 時(shí)域有限差分(FDTD)方法 |
| 2.2.1 時(shí)域有限差分基本原理 |
| 2.2.2 金屬/介質(zhì)共形技術(shù) |
| 2.2.3 數(shù)值算例分析 |
| 2.3 時(shí)域有限元(FETD)方法 |
| 2.3.1 時(shí)域有限元基本原理 |
| 2.3.2 不連續(xù)伽遼金技術(shù) |
| 2.3.3 非共形網(wǎng)格處理 |
| 2.3.4 數(shù)值算例分析 |
| 2.4 共形FDTD、不連續(xù)伽遼金FETD方法比較 |
| 2.4.1 穩(wěn)定性分析 |
| 2.4.2 計(jì)算時(shí)間、內(nèi)存消耗比較 |
| 2.5 本章小結(jié) |
| 3 時(shí)域微分方程區(qū)域分解并行算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 區(qū)域分解技術(shù) |
| 3.3 時(shí)域有限差分方法中的區(qū)域分解并行算法 |
| 3.3.1 無(wú)條件穩(wěn)定FDTD方法概述 |
| 3.3.2 蛙跳ADI-FDTD迭代格式 |
| 3.3.3 區(qū)域分解并行計(jì)算 |
| 3.3.4 數(shù)值算例分析 |
| 3.4 時(shí)域有限元方法中的區(qū)域分解并行算法 |
| 3.4.1 隱式迭代不連續(xù)伽遼金FETD方法 |
| 3.4.2 區(qū)域分解并行計(jì)算 |
| 3.4.3 數(shù)值算例分析 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 4 多尺度電磁分析中的時(shí)域微分方程快速算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 時(shí)域有限差分方法多尺度電磁分析技術(shù) |
| 4.2.1 惠更斯亞網(wǎng)格原理 |
| 4.2.2 三維共形時(shí)域有限差分亞網(wǎng)格技術(shù) |
| 4.2.3 數(shù)值算例分析 |
| 4.3 不連續(xù)伽遼金時(shí)域有限元方法多尺度電磁分析技術(shù) |
| 4.3.1 傳統(tǒng)顯隱式混合技術(shù) |
| 4.3.2 改進(jìn)的顯隱式混合技術(shù) |
| 4.3.3 顯隱式混合不連續(xù)伽遼金FETD方法并行計(jì)算 |
| 4.3.4 數(shù)值算例分析 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 5 不確定性電磁分析中的時(shí)域微分方程快速算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 蒙特卡洛模擬法 |
| 5.3 多項(xiàng)式混沌展開(kāi)技術(shù) |
| 5.4 時(shí)域有限差分方法不確定性電磁分析技術(shù) |
| 5.4.1 多項(xiàng)式混沌展開(kāi)共形FDTD方法 |
| 5.4.2 等離子體目標(biāo)不確定性電磁分析技術(shù) |
| 5.4.3 數(shù)值算例分析 |
| 5.5 不連續(xù)伽遼金FETD方法不確定性電磁分析技術(shù) |
| 5.5.1 多項(xiàng)式混沌展開(kāi)不連續(xù)伽遼金FETD方法 |
| 5.5.2 等離子體目標(biāo)不確定性電磁分析技術(shù) |
| 5.5.3 數(shù)值算例分析 |
| 5.6 本章小結(jié) |
| 6 時(shí)域微分方程方法混合算法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 混合算法建模 |
| 6.3 混合網(wǎng)格不連續(xù)伽遼金FETD方法 |
| 6.3.1 六面體矢量基函數(shù) |
| 6.3.2 混合網(wǎng)格不連續(xù)伽遼金FETD迭代格式 |
| 6.4 時(shí)域不連續(xù)伽遼金有限元/有限差分耦合方法 |
| 6.4.1 混合算法交界面處理 |
| 6.4.2 混合算法迭代格式 |
| 6.5 數(shù)值算例分析 |
| 6.6 本章小結(jié) |
| 7 總結(jié)與展望 |
| 7.1 全文總結(jié) |
| 7.2 后續(xù)工作和展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀博士學(xué)位期間論文發(fā)表情況 |
| 發(fā)表、錄用、已投的期刊論文 |
| 發(fā)表的會(huì)議論文 |
| 已申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利 |
| 參與的科研項(xiàng)目 |
（10）中等雷諾數(shù)方柱繞流的直接數(shù)值模擬研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.2 直接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 國(guó)外直接數(shù)值模擬研究進(jìn)展 |
| 1.2.2 國(guó)內(nèi)直接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 直接數(shù)值模擬研究進(jìn)展與現(xiàn)狀總結(jié) |
| 1.3 直接數(shù)值模擬的數(shù)值離散方法 |
| 1.3.1 譜方法 |
| 1.3.2 有限差分方法 |
| 1.3.3 有限元方法 |
| 1.3.4 有限體積方法 |
| 1.3.5 LBM（格子玻爾茲曼方法） |
| 1.3.6 時(shí)間項(xiàng)離散方法 |
| 1.3.7 直接數(shù)值模擬的高性能算法 |
| 1.4 柱體繞流直接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 |
| 1.4.1 圓柱繞流直接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 |
| 1.4.2 方柱繞流直接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第二章 控制方程及其離散過(guò)程 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 控制方程的微分形式 |
| 2.2.2 有限體積和交錯(cuò)網(wǎng)格技術(shù) |
| 2.2.3 時(shí)間項(xiàng)和非線性項(xiàng)處理 |
| 2.2.4 對(duì)流項(xiàng)的離散 |
| 2.2.5 擴(kuò)散項(xiàng)的離散 |
| 2.2.6 離散后的代數(shù)方程組 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 第三章 數(shù)值方法研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 數(shù)值方法介紹 |
| 3.2.1 SIMPLE算法 |
| 3.2.2 PISO算法 |
| 3.2.3 人工壓縮算法 |
| 3.3 代數(shù)方程組的求解 |
| 3.4 方腔頂蓋驅(qū)動(dòng)流計(jì)算結(jié)果及分析 |
| 3.4.1 方腔頂蓋驅(qū)動(dòng)流模型 |
| 3.4.2 三種算法的穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果對(duì)比 |
| 3.4.3 非穩(wěn)態(tài)結(jié)果 |
| 3.4.4 結(jié)果分析 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 串行程序的并行設(shè)計(jì) |
| 4.1 并行基礎(chǔ) |
| 4.2 OpenMP并行設(shè)計(jì) |
| 4.3 MPI并行設(shè)計(jì) |
| 4.3.1 MPI并行設(shè)計(jì)原理 |
| 4.3.2 MPI編程基礎(chǔ) |
| 4.3.3 串行程序的MPI并行化設(shè)計(jì) |
| 4.3.4 并行程序的并行效率 |
| 4.3.5 并行程序的優(yōu)化 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第五章 二維方柱繞流的直接數(shù)值模擬研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 二維方柱繞流數(shù)值模擬 |
| 5.2.1 計(jì)算區(qū)域和計(jì)算網(wǎng)格 |
| 5.2.2 初始條件和邊界條件 |
| 5.2.3 方柱繞流程序設(shè)計(jì)細(xì)節(jié) |
| 5.2.4 穩(wěn)態(tài)方柱繞流串行程序驗(yàn)證 |
| 5.2.5 非穩(wěn)態(tài)方柱繞流串行程序驗(yàn)證 |
| 5.2.6 Re=100方柱繞流直接數(shù)值模擬 |
| 5.2.7 Re=1000方柱繞流直接數(shù)值模 |
| 5.2.8 Re=10000方柱繞流直接數(shù)值模擬 |
| 5.3 本章小結(jié) |
| 第六章 三維方柱繞流的直接數(shù)值模擬初步研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 三維方腔驅(qū)動(dòng)流程序設(shè)計(jì) |
| 6.2.1 控制方程的離散化 |
| 6.2.2 計(jì)算區(qū)域 |
| 6.2.3 邊界條件和初始條件 |
| 6.2.4 計(jì)算結(jié)果 |
| 6.3 三維方柱繞流并行程序設(shè)計(jì) |
| 6.3.1 控制方程的離散化 |
| 6.3.2 計(jì)算區(qū)域 |
| 6.3.3 邊界條件 |
| 6.3.4 三維穩(wěn)態(tài)結(jié)果 |
| 6.3.5 三維非穩(wěn)態(tài)結(jié)果 |
| 6.4 本章小結(jié) |
| 第七章 總結(jié)和展望 |
| 7.1 論文總結(jié) |
| 7.2 論文展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果 |
四、隱格式并行直接求解方法研究（論文參考文獻(xiàn)）
- [1]一維圣維南方程差分?jǐn)?shù)值算法中稀疏矩陣求解方法比較及優(yōu)選研究[J]. 王浩驊,管光華,肖昌誠(chéng). 灌溉排水學(xué)報(bào), 2021(03)
- [2]濃度對(duì)流擴(kuò)散方程高精度并行算法及其應(yīng)用[D]. 謝悅. 大連海事大學(xué), 2020(01)
- [3]大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)及高聳結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓大渦模擬研究[D]. 何靖. 東南大學(xué), 2020
- [4]不可壓縮流問(wèn)題的變量分裂方法研究[D]. 舒玉. 陜西科技大學(xué), 2020(02)
- [5]基于譜元法的大地電磁二維數(shù)值模擬[D]. 方小姣. 桂林理工大學(xué), 2019(05)
- [6]高效統(tǒng)一氣體動(dòng)理學(xué)格式及可壓縮湍流小尺度特性研究[D]. 李詩(shī)一. 清華大學(xué), 2018(04)
- [7]高溫真實(shí)氣體條件下的磁控?zé)岱雷o(hù)機(jī)理研究[D]. 李開(kāi). 國(guó)防科技大學(xué), 2017(02)
- [8]流體系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)與狀態(tài)重構(gòu)[D]. 郭珊. 浙江大學(xué), 2018(03)
- [9]時(shí)域微分方程電磁特性高效分析方法研究[D]. 包華廣. 南京理工大學(xué), 2018(07)
- [10]中等雷諾數(shù)方柱繞流的直接數(shù)值模擬研究[D]. 王建春. 中國(guó)艦船研究院, 2016(02)
標(biāo)簽：大渦模擬論文; 對(duì)流擴(kuò)散方程論文; 并行處理論文; 計(jì)算機(jī)模擬論文; 有限元分析論文;