高阶龙格库塔间断有限元方法求解二维谐振腔问题

提出了使用高阶龙格库塔间断有限元方法在时域求解经典的电磁场谐振腔问题，间断有限元方法在空间离散时采用非结构化网格且在时域显式求解方程，这是有限元方法和有限体积方法的最佳结合。该方法通过采用局部高阶多项式插值基函数获得高阶精度。文中使用该方法研究了横磁波在二维谐振腔中的传播情况，以及高阶的拉格朗日基函数。数值实验采用了高阶的二变量拉格朗日多项式基函数，数值计算结果与理论解析解相吻合。文中还讨论了不同阶数多项式插值基函数对计算精度的影响。结果表明，随插值基函数阶数增加，计算精度迅速提高。最后讨论了不同插值基函数阶数对L^2误差的影响，结果显示L^2误差随插值基函数阶数增加呈指数下降。     

基于FDTD的一维电磁场仿真

本文依据麦克斯韦方程组并结合时域有限差分(FDTD)数值方法与吸收边界条件对一维状况下的电磁脉冲在自由空间中的传播原理进行推导。提出了用网格剖分的方法推导FDTD公式,并求解吸收边界条件。最后在MATLAB中编写相应的代码,进行仿真且得到与预期相吻合的仿真结果。     

时域有限差分算法的MPI实现与效率分析

以MPI为编程环境,讨论了时域有限差分算法(FDTD)的子区域划分方法和虚拟拓扑的建立;通过分析FDTD算法,建立了相邻子区域间的通信规则和FDTD并行算法的MPI实现步骤;通过对运算开销和通信开销的测试与计算,分析了算法的效率.     

信息可传递电磁隐身斗篷及其Mie散射分析

根据坐标变换理论和电磁隐身斗篷的设计方法,通过在斗篷层和介质之间增加互补媒质层实现二维不同形状信息可传递电磁隐身斗篷,并通过全波仿真验证了该斗篷具有隐身和信息可传递的特性.然后对二维圆柱形电磁隐身斗篷的散射场进行分析,根据麦克斯韦方程组和波动方程,求解隐身斗篷不同区域的电磁场.通过Mie散射理论和介质分界面上电磁场的边...     

非规则网格有限体积法处理不规则边界的研究

提出用非规则网格有限体积法计算不规则边界区域的传热和流体流动问题，分析并解决了采用此方法计算时所遇到的困难；混合差分方案的有效实施，系数矩阵对角占优特性的保持以及压力修正方程的合理构造等，最后，通过算例证明了该方法能够准确的计算不规则边界区域的传热和流体流动问题。     

基于多孔介质模型的网格畸变屏特性研究

以圆形管道内垂直于来流的圆形和环形网格畸变屏为研究对象,通过基于多孔介质模型的Reynolds-averaged Navier-Stokes方程对其产生的流场进行计算分析,得到了圆形管道内网格畸变屏特性的规律性结果,并通过了风洞实验的验证。计算和实验的结果均表明,在圆形管道内,相同面积比的圆形和环形网格畸变屏对流场的作用规律基本相同;具有相同压力损失系数的网格畸变屏的面积比越大,其后亏损区和非亏损区的速度越高;相同面积比的网格畸变屏的压力损失系数越大,其后亏损区与非亏损区域的速度差越大。     

局部Petrov-Galerkin方法在非线性边值问题中的应用

把一种真正的无网格局部Petrov-Galerkin方法用于求解非线性边值问题.为了克服一般局部Petrov-Galerkin方法计算工作量较大的问题,选择一个分段函数作为加权残值法的加权函数,简化了非线性问题中刚度矩阵的域积分.基于局部Petrov-Galerkin积分方程逐点建立的思想,推导了一种直接插值法用于施加本质边界条件.通过算例表明,这种局部Petrov-Galerkin方法是一种具有收敛快、精度高的方法.     

动物育种方案最优化 Ⅰ.原理和方法

应用系统分析的思想和方法,分析了影响动物育种改良经济效益的主要因素及相互关系,并在定量描述这些相互关系的基础上探讨了育种方案的优化方法。此外,对预测育种收益的基因流动法原理作了简单介绍。在基因传递矩阵和性状实现向量的确定方面提出了新的见解,并提出了育种投资动态回收期线性插值计算方法和综合育种值中经济加权值的两次加权计算方法。     

利用MATLAB实现平滑系数的精确表达

本文通过分析最小二乘多项式平滑技术的数学原理,依据MATLAB这一基于矩阵运算的科学计算语言,提出了用MATLAB实现平滑系数和求导系数的精确表达的方法.结果表明,这种方法简单实用,简化并优化了计算过程.     

功能梯度材料中的无网格局部径向点插值法

提出一种新的无网格局部径向点插值法来分析功能梯度材料．这种无网格方法采用径向基函数耦合多项式基函数来近似试函数,采用Heaviside函数作为加权残值法中的权函数．构造成的形函数具有Kronecker Delta性质,不再需要额外的处理来施加本质边界条件．若不考虑体力,则所形成的整体刚度矩阵只包含局部边界积分,而不包含局部域积分和奇异积分．在计算过程中,取局部边界积分中的高斯点的材料参数来模拟问题域材料特性的变化．结果表明,这是一种真正的无网格方法,具有模拟简单,计算精度高等优点．     

表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现

研究了表面阻抗边界条件(SIBC)在时域有限差分法(FDTD)中实现的方法。用 FDTD 法计算电磁波在有耗媒质中的传播问题时,引入 SIBC 后只需要计算有耗媒质或导电结构的外部场,而不需要模拟结构内部场分布,大大节省了计算量和存储空间。用 FDTD 与 SIBC 相结合的方法对良导体反射面上的单极子天线的输入阻抗进行了模拟计算,结果表明了该方法的有效性。     

表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现

研究了表面阻抗边界条件(SIBC)在时域有限差分法(FDTD)中实现的方法。用FDTD法计算电磁波在有耗媒质中的传播问题时,引入SIBC后只需要计算有耗媒质或导电结构的外部场,而不需要模拟结构内部场分布,大大节省了计算量和存储空间。用FDTD与SIBC相结合的方法对良导体反射面上的单极子天线的输入阻抗进行了模拟计算,结果表明了该方法的有效性。     

载荷映射方法及其在模具结构优化中的应用

针对金属薄板冲压成形过程中成形力在板料与模具之间传递的关系，提出一种不同类型网格之间的载荷映射计算方法.该方法通过映射单元的精确定位,在板料壳单元与模具实体的四面体单元之间建立了一种对应关系，构建板料单元节点上的成形力与模具网格之间载荷映射的关系模型，从而得到模具表面精确的载荷分布.实例研究将该方法应用于模具结构的优化中，在精确计算模具各部分所受载荷的基础上进行结构优化，得到了满足强度要求的优化结构模型，实现了模具的轻量化.实例计算与应用表明该方法是正确有 效的.     

平面分层媒质中浅层埋入体的脉冲电磁散射

应用稳定的双共轭梯度-快速傅立叶变换(BCGS-FFT)方法,分析了两媒质半空间和三分层媒质中浅层埋入体的脉冲电磁散射.由于FFT及快速迭代算法的运用,相对于传统的矩量法而言大大降低了计算时间和内存需求,使得算法能够用于解决平面分层背景下大尺度电磁散射问题.数值验算的结果反映了媒质的构造特征及目标的相对位置,显示出算法的有效性,为浅层埋入目标相控阵探地雷达的实现奠定了一定的理论基础.     

哈尔滨市道里区基于GIS网格尺度的城市 暴雨积涝灾害风险评价

为了弥补行政区尺度的城市积涝灾害风险评价精度不足问题,提出了基于网格尺度的城市暴雨积涝灾害风险评价方法。网格具有栅格数据的显示形式,同时又有矢量数据的属性信息,通过对数据网格化使矢量数据更加详细化,有利于提高评价精度。本研究中,具体介绍了网格尺度城市暴雨积涝灾害风险评价指标网格化方法、步骤,并利用自然灾害风险指数法、加权综合法构建了城市暴雨积涝灾害风险评价模型,实现了基于网格尺度的城市暴雨积涝灾害风险评价,以期为城市暴雨积涝灾害应急管理提供参考。     

One-Pass水下管道检测系统在定向钻穿越管段中的优化应用

为保证穿越河流管段的正常运行,需要定期检测管道埋深.针对定向钻穿越大埋深管道检测过程中电磁信号不稳定导致检测结果不准确的问题,通过改变不同埋深穿越管段的电磁信号校准方法,对One-Pass水下管道检测系统进行优化,提高其在定向钻穿越管道检测中的检测精度.结果表明:利用优化后的电磁信号校准数据计算得到的结果与实际情况的符...     

基于熵权法加权的模糊C均值聚类算法研究

针对模糊C均值聚类算法不能区分数据各属性之间的不平衡性,提出了一种基于熵权法加权的模糊C均值聚类算法。该算法首先应用熵权法计算各属性的权重系数,然后对标准化之后的原始数据进行加权,最后应用模糊C均值聚类算法对加权之后的数据进行聚类。实验表明,该算法聚类准确率要明显高于未加权的模糊C均值聚类算法。     

天然河道数值模拟中网格生成中插值方法的研究及应用

提出一种实用的插值方法,生成宁夏沙坡头天然河道的计算网格,并在该网格上计算恒定流,发现与实测符合良好。     

一种求解多目标整数规划的新方法

在求解多目标整数规划的加权方法中,交互式方法虽然考虑了决策者的偏好,但计算量较大;非交互式方法计算量虽小,但没有考虑决策者的偏好。因此,提出了基于层次分析法的权系数确定方法,并构造了相应的算法,该算法不仅计算量小,而且考虑了决策者的偏好,并针对数据不平衡问题,对算法进行了改进,给出的算例表明算法是有效的。     

基于协同计算的FDTD区域分解并行算法研究

本文针对传统的并行算法对电大尺寸的三维开域问题求解时,存储量和计算量偏大等问题,添加了区域分解方法,使用Despres传输条件依虚拟边界划分子区域,对三维问题进行分解,从而实现基于协同计算平台的FDTD区域分解并行算法。通过对三维金属导体方块测试其算法的准确性,并以16×18个伞形阵列天线为例,进行辐射特性计算。通过测试在相同CPU核数条件下,不同与相同维度虚拟拓扑的并行性能,实现算法的效率优化。