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时间步长对有限容积法数值模拟的影响分析

计算机仿真 2009年第3期26卷 117-120页

作者：李渊朱彤曹甄俊同济大学机械工程学院上海200092

针对时间步长在CFD商业软件中的选取问题,从迭代收敛性和计算精度两个角度,讨论了时间步长对采用有限容积法的数值模拟的作用和影响。从微分方程的离散化入手,分析了时间步长对稳态问题的欠松弛作用,并指出了拟非稳态项与普通松弛因子... 详细信息

针对时间步长在CFD商业软件中的选取问题,从迭代收敛性和计算精度两个角度,讨论了时间步长对采用有限容积法的数值模拟的作用和影响。从微分方程的离散化入手,分析了时间步长对稳态问题的欠松弛作用,并指出了拟非稳态项与普通松弛因子的区别;通过误差分析指出了如何选取时间步长来提高计算精度,并用计算实例加以佐证。分析表明,时间步长对稳态及非稳态数值模拟都具有重要作用,合理的时间步长应综合考虑稳定性、收敛性和计算精度。

关键词：时间步长数值模拟欠松弛迭代非稳态

时间步长和产汇流方法对小流域次洪模拟的影响

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人民长江 2019年第1期50卷 64-69页

作者：赵娜赵雪花祝雪萍太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

为研究半干旱半湿润流域复杂产流机制下不同时间步长和产汇流方法对次洪模拟的影响,选取北张店流域为研究对象,对1993～2005年具有代表性的12场次洪降雨径流资料,利用HEC-HMS模型分别以10,15,20 min为时间步长,采用2种方案进行模拟计算... 详细信息

为研究半干旱半湿润流域复杂产流机制下不同时间步长和产汇流方法对次洪模拟的影响,选取北张店流域为研究对象,对1993～2005年具有代表性的12场次洪降雨径流资料,利用HEC-HMS模型分别以10,15,20 min为时间步长,采用2种方案进行模拟计算并对比分析结果。方案1为初损稳渗法+Clark单位线法;方案2为格林-安普特法+SCS单位线法;河道汇流演算均为马斯京根法,基流计算均为指数消退法,结果表明:时间步长的选取对次洪模拟结果影响较大,两种方案均在15 min时间步长下模拟精度最高,表明时间步长的选取并非是越短越精确。时间步长为15 min时方案1的确定性系数(DC)均值为0.813,方案2的DC均值为0.764,且方案1在洪峰、洪量和峰现时差模拟方面均优于方案2。

关键词：时间步长产汇流次洪模拟 HEC-HMS模型半干旱半湿润流域北张店流域山西省

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溃坝洪水模拟中时间步长和网格尺寸选取研究

治淮 2022年第6期 26-28页

作者：黄琼花孙浩淼常大海中水三立数据技术股份有限公司合肥230000

为了研究溃坝洪水模拟过程中时间步长和网格尺寸的影响,本文利用OpenFOAM构建溃坝洪水数值模型,选取了3种不同的网格尺寸,通过对模拟结果进行比较,对残差进行分析,结果表明:所选三种计算时间步长下模拟结果大体一致,但计算时间步长为0.0... 详细信息

为了研究溃坝洪水模拟过程中时间步长和网格尺寸的影响,本文利用OpenFOAM构建溃坝洪水数值模型,选取了3种不同的网格尺寸,通过对模拟结果进行比较,对残差进行分析,结果表明:所选三种计算时间步长下模拟结果大体一致,但计算时间步长为0.001s时残差最小,模拟结果更好。网格尺寸为0.01m×0.01m的时候最为合适,虽说0.005m×0.005m模拟结果更好,但与0.01m×0.01m差距不明显,计算时间以及花费的计算资源远超于0.01m×0.01m。

关键词：溃坝洪水时间步长网格尺寸模拟结果

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时间步长对铜平衡熔点模拟计算结果的影响

北京科技大学学报 2006年第6期28卷 551-553页

作者：张远政倪晓东范韶蓉北京科技大学应用科学学院北京100083

采用二分搜索等温等压分子动力学方法和EAM(embeddedatommethod)势,对单质铜的平衡熔点进行计算,研究了不同时间步长对模拟计算结果的影响.结果表明:时间步长越小,熔点计算结果越接近实验值;当时间步长小于0·05fs后,进一步减小时间步长... 详细信息

采用二分搜索等温等压分子动力学方法和EAM(embeddedatommethod)势,对单质铜的平衡熔点进行计算,研究了不同时间步长对模拟计算结果的影响.结果表明:时间步长越小,熔点计算结果越接近实验值;当时间步长小于0·05fs后,进一步减小时间步长,熔点计算结果在计算精度范围内没有变化.

关键词：平衡熔点时间步长分子动力学 EAM势

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大型钢锭凝固模拟计算中空间与时间步长选取

铸造 2013年第9期62卷 861-864页

作者：赵亚楠郭建政李绍敏李萌蘖中国第一重型机械股份公司能源装备材料科学研究所天津300457

以ProCAST为计算软件,针对40 t金属模钢锭的传热凝固过程,对模型选用不同的网格尺寸(20 mm、50mm、100 mm)和时间步长(10 s、50 s、100 s、1 000 s),研究网格大小、时间步长对凝固计算精度及效率的影响。结果表明:网格尺寸太大将降低计... 详细信息

以ProCAST为计算软件,针对40 t金属模钢锭的传热凝固过程,对模型选用不同的网格尺寸(20 mm、50mm、100 mm)和时间步长(10 s、50 s、100 s、1 000 s),研究网格大小、时间步长对凝固计算精度及效率的影响。结果表明:网格尺寸太大将降低计算精度,太小则会增加计算内存的使用量,并大大增加计算时间;同样,时间步长对计算也有一定的影响。因此,对于大型钢锭的凝固模拟计算,需要合理的选择空间及时间步长,以便在保证计算结果不受时间和空间步长选择影响的前提下尽量降低计算成本。

关键词：大型钢锭 ProCAST 网格尺寸时间步长

求解运动方程的一种不等时间步长的显式数值积分方法

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地震学报 2005年第2期27卷 225-229页

作者：周正华王宇欢刘泉尹晓涛杨程中国地震局工程力学研究所中国北京100080中国科学院力学研究所

在波动有限元模拟中, 若采用传统的显式数值积分方法求解运动方程, 计算时间步长需采用计算区内满足稳定条件要求的最小时间步长. 然而, 对于大部分计算区域, 这一时间步长过小, 是不必要的. 本文提出了一种不等时间步长的显式数值积分... 详细信息

在波动有限元模拟中, 若采用传统的显式数值积分方法求解运动方程, 计算时间步长需采用计算区内满足稳定条件要求的最小时间步长. 然而, 对于大部分计算区域, 这一时间步长过小, 是不必要的. 本文提出了一种不等时间步长的显式数值积分方法, 其基本思想是不同的计算区域采用满足各自稳定条件的计算时间步长. 最后, 本文通过数值试验检验了这一方法的可行性及其对数值计算精度的影响.

关键词：波动有限元模拟运动方程显式数值积分方法时间步长数值试验

GRAPES_MESO中时间步长和空间分辨率对于预报效果的影响

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大气科学 2015年第6期39卷 1165-1178页

作者：刘德强冯杰李建平王金成中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 福建省气象台福州350001 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 全球变化研究协同创新中心北京100875 中国气象局数值预报中心北京100081

基于GRAPES区域中尺度数值预报系统(GRAPES_MESO),针对700 h Pa、500 h Pa和200 h Pa的位势高度场H,温度场T,风场纬向分量U,经向分量V和地面降水场,在给定的模式物理过程下,分别考察了时间步长和空间分辨率对于模式预报效果的影响。研... 详细信息

基于GRAPES区域中尺度数值预报系统(GRAPES_MESO),针对700 h Pa、500 h Pa和200 h Pa的位势高度场H,温度场T,风场纬向分量U,经向分量V和地面降水场,在给定的模式物理过程下,分别考察了时间步长和空间分辨率对于模式预报效果的影响。研究结果表明,空间分辨率(0.3°×0.3°)相同时,各变量在不同层次的预报几乎都存在最优时间步长使得预报技巧最高,初步说明最优时间步长理论在复杂的偏微分方程组中的适用性。随后,将空间分辨率为0.3°×0.3°时最优时间步长(240 s)的预报结果与当前业务中(空间分辨率为0.15°×0.15°、时间步长为90 s)的预报结果进行比较,发现前者的变量H、T、U、V和地面降水场的预报技巧均高于后者,表明并不是空间分辨率越高预报效果越好。

关键词： GRAPES_MESO 时间步长空间分辨率预报效果

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瞬态求解时间步长初值对球囊成型的影响

塑料工业 2021年第S1期49卷 133-135页

作者：边金尧靳国宝代光辉秦鹏巢湖学院机械工程学院安徽合肥238024

以球囊数值模拟成型过程为例,利用POLYFLOW软件研究瞬态求解时间步长初值与吹塑成型压强之间的关系。结果表明,随着吹塑压强的不断升高,瞬态求解时间步长初值不断降低,才能确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内;如果瞬态求解时间步... 详细信息

以球囊数值模拟成型过程为例,利用POLYFLOW软件研究瞬态求解时间步长初值与吹塑成型压强之间的关系。结果表明,随着吹塑压强的不断升高,瞬态求解时间步长初值不断降低,才能确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内;如果瞬态求解时间步长初值仅能确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内,那么接下来的计算会因计算过程中的时间步长低于瞬态求解时间步长初值而无法进行下去;在实际操作过程中将瞬态求解时间步长初值设置要比确保迭代计算第一步结束后管坯仍在型腔内的时间步长初值小一个数量级,球囊的模拟成型过程就可以顺利完成。

关键词：瞬态求解时间步长初值球囊成型吹塑压强

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谐波合成法脉动风模拟时间步长的取值

重庆交通大学学报（自然科学版） 2020年第2期39卷 62-68,117页

作者：张军锋涂保中刘庆帅杨军辉李会知郑州大学土木工程学院

为明确基于FFT技术的谐波合成法(WAWS)中各参数的取值原则,尤其关注时间步长Δt以及对后续动力计算结果的影响,针对单自由度弹簧振子模型和某变电站避雷针高耸结构,采用多种参数进行脉动风时程模拟和时程动力计算,经结果对比和WAWS原理... 详细信息

为明确基于FFT技术的谐波合成法(WAWS)中各参数的取值原则,尤其关注时间步长Δt以及对后续动力计算结果的影响,针对单自由度弹簧振子模型和某变电站避雷针高耸结构,采用多种参数进行脉动风时程模拟和时程动力计算,经结果对比和WAWS原理分析,并结合风谱和模态力谱特征,给出WAWS的参数,包括截止频率f u、周期T 0、频率点N时频点比值M/N和时间步长Δt的取值原则。研究结果表明:基于单索引频率的WAWS进行随机场模拟时,如果时频点比值取常用值M/N=2,最大频率f u对应谐波的每个周期里只有两个时间点,得到的折线无法准确再现原余弦曲线的模拟目标,并且对应的Δt可能在动力时程计算无法准确计入结构的共振效应;为使动力计算准确计入共振效应,可通过增加截止频率f u和M/N来减小Δt,并且增加f u或增加M/N的效果一致;弹簧振子模型对Δt的要求最为苛刻,其Δt可作为普通结构的上限,普通结构对Δt的具体取值,可以上限值为指导再通过试算合理确定。

关键词：桥梁工程谐波合成法脉动风场截止频率时频点比值时间步长共振效应