中国科学院1989年度自然科学奖一等奖获奖项目简介

1.有限元外推技术主要完成单位:系统科学研究所 成都分院数理研究室等有限元方法是科学和工程计算中使用的简便方法,流行于国内外.此法通常要解复杂的方程组,不然难以确保计算的可靠性.本工作从理论上研究了剖分的最优性这个有限元中最关键的问题,使数学理论与方法能够恰到好处地刻划了剖分的最优指标,从而建立了有限元的外推技术.它可以大大减少方程组的数目,缩短了计算时间,提高了可靠性.外推技术摆脱了国外差分法的框架,建立一套外推新体系,将外推做到了高维边值问题,在国际上属首创.     

三维对流扩散方程的Du Fort-Frankel差分格式

将Du Fort-Frankel差分格式应用于对流扩散方程的时间偏导数、空间一阶偏导数用中心差商、空间二阶偏导数采用了Du Fort-Frankel差分格式,构造了对流扩散方程的一类Du Fort-Frankel差分格式,并证明了Du Fort-Frankel差分格式是稳定的.     

解常系数线性对流扩散方程的经典R-K法

对流扩散方程是描述粘性流体运动的非线性方程的线性化模型方程,常系数线性对流扩散方程也常用差分法、有限体积法或有限元法来求解,但在处理实际问题时,这些方法往往因为解的精度不高而使计算结果不合理,而采用经典R-K法可以明显提高解的精确度.通过对实际计算结果的比较,该方法解的精度几乎与解析解的精度相同.     

三维对流反应方程的高精度多重网格方法

利用一阶偏导数的四阶紧致差分逼近公式,构造了基于非等距网格上的数值求解三维对流反应方程的一种高精度紧致差分格式.为了提高离散后代数方程组的求解效率,采用多重网格加速技术.数值算例结果验证了本文方法的精确性和可靠性.     

地核研究的新进展

综述了近年来对于地核对流运动的数学模拟计算所取得的进展，认为 今后研究方向一要加强核幔边界的研究，二要对于模拟计算的理论和方法近一步的完 善，尽量用与实际相近的各种条件来进行联合的反演计算模拟，从而进一步的完善和改进地 核发电机模型，获得地核的更多认识。     

散热器传热强化浅谈

随着可持续发展战略的实施，如何有效利用现有能源已被各行业高度重视，本首先分析了平壁传热的基本原理，然后就提高传热系数，扩大散热面积以及加强辐射散热这三种，强化散热器传热之途径作了探讨。     

参数化方法模拟Ba星重元素丰度

采用对流参数化模型不但考虑了s-过程而且考虑了r-过程的作用模拟了4颗新观测到的Ba星,结果与观测符合得很好.     

海洋和大陆岩石圈下的混合地幔对流模型

运用参量化模型方法,建立了海洋岩石圈板块和大陆岩石圈板块下混合地幔对流模型．计算结果表明：板块构造和地幔对流的相互作用,造成在地球演化的晚期海洋岩石圈板块和大陆岩石圈板块下的地幔幕式翻转不同步,导致海洋板块和大陆板块之间的边缘地带成为构造活跃地区．     

基于条件优化探索对流免疫电泳技术的实验教学设计

为了提高对流免疫电泳实验的成功率和缩短电泳时间,本实验以BSA和自制备的兔抗BSA抗血清作为实验材料,通过优化和改变电泳介质、电泳缓冲液等条件,观察比较抗原-抗体沉淀线形成的位置、形状情况来探索符合实验教学要求的过程方案。结果表明,在100 V电压下,采用TAE作为缓冲液、1.0%～1.2%的琼脂凝胶作为电泳介质时,电泳15～20分钟内可形成白色、清晰可见的抗原-抗体沉淀线,实验效果最佳。     

液氮冻结竖直向与水平向温度场特性

分析液氮冻结的现场实施情况,结合工程背景资料建立数值分析模型,通过计算分析并与现场实测成果验证,系统研究液氮冻结过程中竖直方向与水平方向温度场分布特征及其变化规律。结果表明：液氮冻结通过沸腾吸热与对流换热方式达到降温冻结的效果,相较于盐水循环冻结方式,液氮冻结效率高,周期短;但其冻结温度场分布不均匀,在竖直方向上存在较大温差,温度最低区域分布在液氮沸腾区范围,而水平方向上分布较为均匀;温度场中低温区域并不在两排冻结管之间均匀发展,冻结区域向连续墙方向发展的速度比土体方向发展速度快。基于研究成果,提出了液氮冻结加固设计、施工的优化建议,为今后液氮冻结工程提供理论依据与技术参考。