摘要 本文研究了模拟地热能储存短期行为的数值方法。配备地下热储存器的住宅供暖系统的最佳控制和管理需要进行此类模拟。建筑物下方或侧面的给定体积内填充有土壤,并与周围地面隔绝。通过升高储存器内土壤的温度来储存热能。它通过充满流动流体的管道热交换器进行充电和放电。地热能储存的模拟旨在确定在给定的短时间内可以在储存器中储存或从储存器中获取多少能量。后者取决于储存器中空间温度分布的动态,该动态受具有对流和适当边界和界面条件的线性热方程控制。我们考虑使用有限差分格式对该 PDE 进行半离散化和全离散化,并研究相关的稳定性问题。基于推导方法的数值结果在配套论文 [17] 中给出。
有限元分析在设计中的相关性、建模和离散化、插值、元素、节点和自由度、FEA 的应用。一维元素和计算程序:杆元素、梁元素、任意方向的杆和梁元素、元素组装、刚度矩阵的属性、边界条件、方程的解、机械载荷和应力、热载荷和应力。
在海洋工程中,计算流体动力学(CFD)模型对于模拟时间敏感的情况至关重要,例如预测溢油以及在海上进行搜索和救援操作。因此,创建可以有效,准确模拟实时数据的CFD模型至关重要。当前的CFD模型分为两类:慢速且计算上昂贵但准确的细化高保真模型,并且速度快,便宜但通常不准确。为了开发一个平衡计算成本和准确性的模型,我们建议使用稀疏变分高斯工艺进行闭合建模。我们模拟了二维流体流的理想情况,并通过圆柱障碍物越过,并增强了具有三种高保真模型的三种不同离散化的低保真模型。在所有离散化中,我们的增强低保真度模型保留了与高保真模型的高度准确性和相似性,并且与标准的低保真模型相比,误差明显少得多。因此,我们发现高斯过程可以有效地用于闭合流体流量。
网格划分是一个将结构延伸到有限元素的过程,或将无限数量的点数变为有限数量的节点和元素的过程。此过程也称为离散化(网络)。这是有限元分析中的时机消费过程之一。有限元方法借助离散化或网络(节点和元素)降低了从无限到有限的自由度。网格划分的目的之一是实际上可以使用有限元元素解决问题。通过网格划分,您将域分成部分,每个零件代表一个元素。3D元素。寓言。X-Y-Z元素,元素形状 - 四,五角形,十六进制,金字塔。ANSYS ANSYS是预测应力流,变形和安全性的科学。ANSYS在设计过程的所有阶段发出:新设计的概念研究,详细的产品开发故障排除,重新设计。ANSYS分析通过减少实验所需的总努力和成本来补充测试和实验。以下是使用ANSYS的一些领域:1。HVAC 2。b)汽车3。C)食品加工4。D)海洋5。e)航空航天6。f)电子
电化学模型可以洞悉电池的内部状态,成为电池设计和管理的有力工具。这些模型由数值求解的偏微分方程 (PDE) 组成。在本文中,我们比较了两种常用于数值求解锂离子电池控制 PDE 的空间离散化方法,即有限差分法 (FDM) 和有限体积法 (FVM),它们的模型精度和质量守恒保证。首先,我们提供对 FDM 和 FVM 进行空间离散化的数学细节,以求解电池单粒子模型 (SPM)。从实验数据中识别 SPM 参数,并进行灵敏度分析以研究不同电流输入配置文件下的参数识别能力,然后对两种数值方案进行模型精度和质量守恒分析。利用三阶 Hermite 外推方法,本文提出了一种增强型 FVM 方案,以提高依赖线性外推的标准 FVM 的模型精度。本文表明,采用 Hermite 外推的 FVM 方案可建立精确且稳健的控制型电池模型,同时保证质量守恒和高精度。© 2023 电化学学会(“ECS”)。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/1945-7111/ ad1293]
在近年来,光子Chern材料具有拓扑边缘状态,这些状态具有强大的疾病,有望实现缺陷 - 不合时宜的光子晶体平板设备。然而,以前已忽略了这些光子Chern板的平面外辐射损失,从而预测这些系统的拓扑保护的准确性有限。在这里,我们开发了一个通用框架,用于测量光子系统中的拓扑保护,例如光子晶体板中,同时考虑了平面内和平面外辐射损耗。我们的方法依赖于频谱定位器,该光谱定位器结合了系统的位置和哈密顿矩阵来绘制系统拓扑结构的真实图案。这种基于操作员的拓扑方法使我们能够使用有限元元素方法(FEM)离散化后直接从全波麦克斯韦方程中得出的有效哈密顿量,从而完整地说明了系统的所有物理过程。由于光谱fem-localizer是由系统主方程的fem离散化构建的,因此所提出的框架适用于任何物理系统,并且与常用的FEM软件兼容。向前迈进,我们预计该方法的一般性是有助于对广泛的复杂物理系统进行拓扑分类的一般性。
4.1 测地线追踪离散化 ................................................................................................................................................ 66 4.2 通过几何程序进行测地线追踪 ................................................................................................................................ 67 4.3 使用优化程序进行测地线追踪 ............................................................................................................................. 72 4.4 地图要求 ...................................................................................................................................................... 77 4.5 地图概念 ............................................................................................................................................................. 78 4.6 地图详述 ............................................................................................................................................................. 80 4.7 唯一性问题 ............................................................................................................................................................. 86 4.8 追踪测地线的精度要求 ............................................................................................................................. 87 4.9 初步验证的图版集 ............................................................................................................................................. 88 4.10 比较验证 .............................................................................................................................................
摘要。尽管降雨径流水文学文献中对基于物理和空间分布的模型的优点存在争议,但寒区水文学领域的大量工作已经表明,通过纳入基于物理的过程表示、相对高分辨率的半分布式和全分布式离散化以及使用需要有限校准的物理上可识别的参数,可以提高预测能力。虽然人们越来越倾向于在超分辨率(< 1 公里)和雪堆分辨尺度(≈ 1 至 100 米)下进行建模,但现有寒区水文模型在这些尺度上的计算能力有限。这里介绍了一种新的分布式模型,即加拿大水文模型 (CHM)。虽然该模型旨在普遍应用,但它的重点是寒区过程在水文学中发挥作用的应用。主要功能包括能够执行以下操作:通过可变分辨率非结构化网格以有效方式捕获表面离散化中的空间异质性;包括多个过程表示;更改、删除和解耦水文过程算法;在点和空间分布尺度上工作;扩展到多个空间范围和尺度;并利用各种强制场(边界和初始条件)。本文重点介绍整体模型理念和设计,并提供了许多寒冷地区特有的功能和示例。
摘要:在本文中,我们提出了对三阶矩矩的两能量配置的新的,更稳定的数值实现,并提出了统一的凝结和N依赖性求解器(TOUCAN)湍流方案。toucans中的原始时间稳定方案往往会遭受稳定的地层湍流中的虚假振荡。由于它们的高频,振荡类似于由湍流交换系数与稳定性参数之间的耦合引起的所谓纯正。但是,我们的分析和仿真表明,两能方案中的振荡是由使用特定隐式的使用 - 对放松条款的明确时间离散化引起的。在Toucans中,放松技术用于预后湍流能量方程中的源和耗散项,以确保相对较长的时间步长的数值稳定性。我们既提出了详细的线性稳定性分析和分叉分析,这表明时间步骤超过关键时步长度的时间步骤是振荡的。基于这些发现,我们提出了有关涉及条款的新负担得起的时间离散化,以使计划更具隐式。这可以确保具有足够精度的稳定解决方案,以实现更广泛的时间步长。我们确认了理想化的1D和完整3D模型实验中的分析结果。
电磁波是所有等离子体(实验室聚变等离子体或天体物理等离子体)的固有组成部分。研究电磁波特性的传统方法依赖于适合在当今经典计算机上实现的麦克斯韦方程的离散化。传统方法对于量子计算实现并不有效——量子计算是一种未来的计算资源,它提供了极快的速度和显著降低计算成本的诱人可能性。本文讨论了与在量子计算机上实现麦克斯韦方程相关的两个主题。第一个主题是制定麦克斯韦方程的量子薛定谔表示,用于在冷、非均匀和磁化等离子体中传播波。这种表示允许幺正、能量守恒、演化,并且很方便地适用于量子计算机的适当离散化。借助这些结果,第二个主题是开发一系列幺正算子,这些算子构成了量子比特格子算法 (QLA) 的基础。 QLA 适用于量子计算机,可在现有的经典计算机上实施和测试,以保证准确性以及计算时间随可用处理器数量的缩放。为了说明麦克斯韦方程的 QLA,我们给出了电磁波包在空间中局部非色散介电介质中传播和散射的时间演化全波模拟结果。