可视化教学在高中物理问题解决中的妙用

试题中往往存在一些复杂的物理问题,仅仅通过函数表达式很难判断其物理内涵和规律,这给教学带来困扰。文章以2021年苏州市高三物理期中考题为例,探讨了如何利用可视化教学技术来求解复杂物理问题中物理量的极值、变化趋势、拐点以及取值范围等,从而更直观、清楚地理解试题中复杂物理问题的本质。     

求解非线性伏尔泰拉积分方程的有限差分方法

研究一类典型的伏尔泰拉积分方程的数值求解方法.通过数值差分离散积分方程,然后将积分方程演化为非线性代数方程组,通过迭代推进求解此类积分方程.分析这种求解方法的代数精度,证明此数值解法的精度高达Δt²阶,可以满足工程计算需要.通过数值仿真验证,数值解与解析解的误差为10^-5.如果采用更高阶的数值积分离散方式,可以获得更高阶精度.     

利用矿物流变性质对面理岩石流变性质的有限元方法计算

高温高压下岩石表现出流变性质。流变参数是数值模拟地球动力过程必需的重要参数。获得流变参数需要借助于室内的高温高压蠕变实验以及野外的地球物理资料观测的反演。对单矿物的高温高压实验比较多,多矿物组成的岩石的实验则较难较少。本文探讨在单矿物流变参数已知的条件下,能否运用有限元法,计算多矿物岩石整体的流变参数。研究表明,计算结果与高温高压实验获得的参数可以对应。即使矿物力学性质可以近似为各向同性时,如果矿物排列有优势方向（例如存在面理的花岗质糜棱岩）,计算表明岩石整体会显示各向异性。当加载外力与矿物面理方向垂直或平行时,岩石的等效黏滞系数较大;当所成角度为30°左右时,等效黏滞系数最小。     

大型循环流化床环形炉膛中气固流动特性的CPFD数值模拟

环形炉膛理论上可有效解决大型循环流化床中二次风穿透不足的问题,其内外环壁面的设计也为更多的受热面提供了充足的空间,是一个具有明显优势的新型炉膛结构.本文使用CPFD数值模拟方法,对循环流化床环形炉膛冷态实验台内气固流动特性进行研究.模拟得到的炉内轴向压力分布和返料流率均与实验结果吻合较好.在此基础上分析炉内气固流动特性以及炉膛出口气固流动不均匀性,研究结果为环形炉膛的设计优化提供有价值的信息.     

带有一个噪声的随机微分方程的全隐式格式

通过将Itô型随机微分方程转换为等价的Stratonovich型和向后Itô型随机微分方程,构造出分别与Stratonovich型和向后Itô型随机微分方程相容的两种全隐式随机数值格式.这两种数值格式应用于带一个噪声的随机微分方程,且均为均方1阶收敛的.     

下穿既有道路浅埋暗挖隧道施工技术研究

新建铁路线交叉穿越既有公路线和铁路线的施工是隧道建设中的技术难点之一,因施工不当引起的路面变形甚至坍塌,将会导致巨大的经济损失和不良的社会影响.以新建赣深铁路林寨隧道为背景,结合隧道下穿S229省道的工程特点,采用有限元软件对该标段的开挖进行数值模拟,对隧道开挖下穿既有省道的相互影响进行分析研究,提出了林寨隧道下穿既有...     

旋流器结构对中心分级燃烧室热态流场的影响

以装有三级斜切式径向旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,利用数值模拟和控制变量的方法分别进行了值班级第一级旋流器斜切孔角度、值班级第二级旋流器叶片安装角和主燃级旋流器旋流孔角度对中心分级燃烧室热态流场影响的仿真和对比分析。结果表明：当值班级第一级旋流器斜切孔和值班级第二级旋流器叶片安装角角度分别为25°和30°～45°,主燃级旋流器旋流孔角度为45°～60°时,中心回流区的形状最好,中心分级燃烧室热态流场的品质最佳。     

内圆柱旋转的Taylor-Couette系统中冷水热对流的数值模拟

在内圆柱旋转的具有径向温度梯度的竖直环形腔中对10⁴≤Ra≤10⁶,Re≤150范围内不同密度倒置参数下冷水的热对流开展三维数值模拟研究。环形腔的内外半径比η=0.5,高宽比Γ=8。研究结果表明,在离心力和浮力的共同作用下冷水系统中产生了丰富的三维流态,且与常规Oberbeck-Boussinesq流体的流动特征有明显差异。此外,旋转系统中离心作用导致的流态转变能够显著增强腔体中部的局部传热,进而极大地提高系统整体传热性能。在较高转速条件下,Ra的增加有时会导致系统传热性能呈现非单调变化趋势。