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计算流体力学姓 名： 刘月良学 号： 20070360215院 系： 化工与能源学院班 级： 07级过控二班指导教师： 周俊杰时 间： 2010.12.24通用软件综述计算流力学通用软件综述刘月良（郑州大学化工与能源学院20070360215）摘要: 介绍计算流体力学(CFD)通用软件的起源与发展概况，详细阐述了该软件的的基本应用原理,以及CFD 技术在国内外的应用。
关键词: CFD 技术;通用软件;综述Review on the commercial CFD softwaresLIU Yueliang（Chemical and Energy Engineering，ZhengZhou University ，20070360215）Abstract: The origins and developments of the general CFD (Computational Fluid Dynamics) softwares are introduced in the paper. Elaborated on the basic application of the principles of software.And the Application of CFD technology at home and abroad Key words: CFD technologies; commercial software; review计算流体力学（CFD，Computational Fluid Dynamics）是一门用数值计算方法直接求解流动主控方程（Euler或Navier-Stokes方程）[1]以发现各种流动现象规律的学科。
它综合了计算数学、计算机科学、流体力学、科学可视化等多种学科。
广义的CFD包括计算水动力学、计算空气动力学、计算燃烧学、计算传热学、计算化学反应流动，甚至数值天气预报也可列入其中。
计算流体力学中的边界条件处理在计算流体力学中，边界条件处理是一个至关重要的步骤。
边界条件是指在数值计算中，对于流场的边界处所设定的条件，用于模拟真实流动情况，并保证数值计算的准确性和可靠性。
本文将对计算流体力学中的边界条件处理进行综述，包括常见的边界条件类型和其在不同应用中的处理方式。
一、边界条件类型1. 进口边界条件进口边界条件是指流场的进口边界，即外部流体进入计算区域的边界。
在进口边界处需要设定流体的入口流速、温度、浓度等参数。
常用的进口边界条件有恒定流速、恒定温度和恒定浓度等。
进口边界条件的处理方式通常采用指定数值来模拟实际流动情况。
2. 出口边界条件出口边界条件是指流场的出口边界，即计算区域的外部流体离开的边界。
出口边界条件需要设定出口处的压力、速度等参数。
常见的出口边界条件有静压出口、出流出口等。
出口边界条件的处理方式主要是通过迭代计算来确定达到稳定状态的数值解。
3. 壁面边界条件壁面边界条件是指流场与实际物体接触的部分，需要考虑流体在壁面上的速度、温度等的变化。
通常情况下，流体在壁面上的速度是零，即无滑移边界条件；温度则可根据壁面材料的传热性质进行设定。
壁面边界条件的处理方式通常采用无滑移条件和指定壁面温度条件。
4. 对称边界条件对称边界条件是指流场的某个边界面对称分布的情况。
在对称边界处，流动的物理量具有对称分布的特点，例如速度分量、压力等。
对称边界条件的处理方式是将对称面上的物理量进行相等的设定，以模拟对称分布情况。
二、边界条件处理方式1. 插值法插值法是一种常用的边界条件处理方式。
通过在已知的边界节点上求解物理量的值，然后通过插值方法计算出其他边界节点上物理量的近似值。
插值法能够通过边界条件的已知值预测其他未知值，从而实现对流场的模拟和计算。
2. 外推法外推法是一种基于已知的数值求解方法，通过已知节点上的物理量值来预测边界处未知节点上的物理量。
外推法的基本思想是根据已知节点处的物理量值，利用数值计算方法来迭代求解其他未知边界节点上的值。
动力学建模综述动力学建模是一种用于描述物体运动和相互作用的数学方法。
它提供了一种分析和预测系统行为的工具，可以应用于各种领域，包括物理学、工程学、生物学和经济学等。
本文将综述动力学建模的基本原理和应用领域，并探讨其优势和局限性。
动力学建模的基本原理是根据物体的质量、速度和受力情况来描述系统的运动规律。
通过建立数学模型，可以分析系统在不同条件下的行为，并预测未来的状态。
动力学建模可以用于研究物体的运动轨迹、力学特性和相互作用方式。
它是描述和解决实际问题的重要工具，有助于我们理解自然界和人造系统的运动规律。
动力学建模在物理学中有广泛的应用。
例如，牛顿的运动定律可以用动力学建模来描述物体在受力作用下的运动规律。
通过建立数学模型，可以计算物体的位移、速度和加速度，并预测未来的运动状态。
动力学建模还可以用于研究复杂系统的运动行为，如天体运动、流体力学和分子动力学等。
在工程学中，动力学建模可以用于设计和优化系统的运动控制。
例如，机械系统的运动学和动力学建模可以用于设计自动化机器人和机械臂，实现精确的运动控制。
电路系统的动力学建模可以用于设计电子设备和通信系统，实现高效的信号传输和处理。
动力学建模还可以用于研究能源系统的动态特性，如风力发电和太阳能电池等。
在生物学中，动力学建模可以用于研究生物体的运动和行为。
例如，动物的运动学和动力学建模可以用于分析动物的步态和运动能力，揭示其生物力学特性。
动力学建模还可以用于研究细胞的运动和分裂，探索生物体内部的动态过程。
此外，动力学建模还可以用于研究生物系统的稳定性和适应性，如生态系统的物种竞争和演化过程等。
在经济学中，动力学建模可以用于研究经济系统的运行和发展。
例如，宏观经济模型可以用动力学建模来描述经济的周期性波动和长期增长趋势。
微观经济模型可以用动力学建模来分析市场竞争和决策行为，预测市场价格和供需关系。
动力学建模还可以用于研究金融市场的波动和风险管理，如股票市场的价格变动和投资组合的优化等。
第一性原理计算的理论方法随着科技的发展，计算机性能也得到了飞速的提高，人们对物理理论的认识也更加的深入，利用计算机模拟对材料进行设计已经成为现代科学研究不可缺少的研究手段。
这主要是因为在许多情况下计算机模拟比实验更快、更省，还得意于计算机模拟可以预测一些当前实验水平难以达到的情况。
然而在众多的模拟方法中，第一性原理计算凭借其独特的精度和无需经验参数而得到众多研究人员的青睐，成为计算材料学的重要基础和核心计算。
本章将介绍第一性原理计算的理论基础，研究方法和ABINIT软件包。
1.1 第一性原理第一性原理计算( 简称从头计算，the abinitio calculation)，指从所要研究的材料的原子组分出发，运用量子力学及其它物理规律，通过自洽计算来确定指定材料的几何结构、电子结构、热力学性质和光学性质等材料物性的方法。
基本思想是将多原子构成的实际体系理解成为只有电子和原子核组成的多粒子系统，运用量子力学等最基本的物理原理最大限度的对问题进行”非经验”处理。
【1】第一性原理计算就只需要用到五个最基本的物理常量即( m o.e.h.c.k b ) 和元素周期表中各组分元素的电子结构，就可以合理地预测材料的许多物理性质。
用第一性原理计算的晶胞大小和实验值相比误差只有几个百分点，其他性质也和实验结果比较吻合，体现了该理论的正确性。
第一性原理计算按照如下三个基本假设把问题简化：1．利用Born-Oppenheimer 绝热近似把包含原子核和电子的多粒子问题转化为多电子问题。
2．利用密度泛函理论的单电子近似把多电子薛定谔方程简化为比较容易求解的单电子方程。
3．利用自洽迭代法求解单电子方程得到系统基态和其他性质。
以下我将简单介绍这些第一性原理计算的理论基础和实现方法：绝热近似、密度泛函理论、局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)、平面波及赝势方法、密度泛函的微扰理论、热力学计算方法和第一性原理计算程序包ABINIT。
美国新力学—经验设计法（MEPDG）综述1、力学—经验设计法（MEPDG）产性背景美国各州公路和运输官员协会(AASHTO)的路面经验设计(MEPDG)方法数十年来一直是美国路面设计的主流方法，该方法采用20世纪50年代末由美国伊利诺伊州的试验路数据建立的路面结构—轴载—使用性能三者间经验关系进行路面结构设计。
由于路面设计经验法存在经验数据的地域局限性等问题，AASHTO 一直在促进研究新的路面设计方法。
随着计算机及其建模技术的提高以及战略公路研究计划(SHRP) 和长期路面性能观测项目(LTPP)不断积累大量重要的路面性能信息，开发一套更加严密的路面设计方法的条件已经成熟。
AASHTO 的新建和改建路面力学) 经验设计指南就是在这一背景下诞生的。
新的路面设计法采用力学加经验的设计方法，使设计人员能够提高路面设计可靠度、预测特定的破坏模式、更好地描述季节/排水对路面的影响以及降低整个路面寿命周期费用。
MEDPG 基于力学一经验原理，为柔性路面、刚性路面及复合路面的设计提供了统一的基础，并采用共同的交通、路基、环境及可靠度设计参数，不但能预测多种路面性能，还在材料、路面结构设计、施工、气候、交通及路面管理系统之间建立了联系。
2、MEPDG 主要设计步骤MEPDG 主要分三个设计步骤川：第一步是建立分析所需的输入值，建立基础分析、路面材料特性及交通数据；第二步是结构—性能分析，经过迭代分析，得出满足性能要求的路面结构；第三步是不同设计方案的工程分析及寿命周期分析。
3、MEPDG 主要设计输入参数MEPDG 的设计输入参数主要有交通资料、气候资料以及路面结构和材料参数。
考虑到设计信息收集的复杂性和成本问题，为所有路面设计都提供完全详尽的信息是不现实的，为此设计指南采用分级的方法，允许设计人员根据工程的重要性和可用的信息灵活地选择设计输入。
这些设计参数分三个等级的输入：①等级1：要求对工程中使用的具体材料的参数进行详细地试验。
多相流体力学中的浮力计算方法多相流体力学研究不同相质的动态行为和相互作用，广泛应用于化学工程、能源、环境等领域。
其中，浮力是不可避免的一个因素，在设计和优化相应过程中必须被考虑。
本文将针对多相流体力学中的浮力计算方法作一综述。
一、浮力的基本原理浮力指液体或气体对于物体的上浮力。
其基本原理为阿基米德定律，即给定密度不同的两种物质在重力作用下所受浮力的大小为物体排开液体或气体的重量。
浮力的大小与物体的形状和密度有关，具有方向性，总是竖直向上。
在液体中，浮力可以被表达为：Fb = ρVg其中，Fb为浮力大小，ρ为液体密度，V为物体体积，g为重力加速度。
在气体中，同样有相应的浮力计算公式。
二、浮力计算的影响因素1. 物体形状某些物体的形状是影响浮力大小的重要因素，如圆柱体和球体的浮力计算公式由于物体半径的影响有所区别。
2. 液体密度液体密度也是影响浮力大小的重要因素之一，不同密度的液体对于同一物体的浮力大小会有所不同。
3. 物体密度物体密度对于浮力大小也有影响，密度越大的物体对于同密度的液体的浮力会更小。
这是因为相同体积的物体所受的重量更大。
三、浮力计算方法1. 传统方法传统的浮力计算方法采用阿基米德定律，根据物体密度和液体密度以及相应体积的比值计算浮力大小。
对于合适材质和液体的测定相对简单且无需先进的设备，但是不同相对流动状态下的计算结果会有所不同。
2. 数值模拟方法数值模拟方法是一种计算流体力学，它通过在计算机上数值求解液体和固体之间的相互作用，从而预测流体中的浮力大小。
这种方法对所有流体力学模拟都是有利的，因为它不需要任何先前关于物理浮力的知识。
但是，这种方法对于计算机处理能力的要求较高，有一定的复杂度。
3. 实验方法实验方法通过带有测量装置的实验仪器来测量不同密度和形状的物体在液体中的浮力大小。
实验方法一般用于特定应用的浮力测量，因为它可以取到一些实验结果，更加可靠。
但是，这种方法需要相应的实验条件和仪器，有一定的局限性。
《量子计算系统软件研究综述》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，传统计算机的运算能力已经逐渐接近其物理极限。
为了突破这一极限，科学家们开始探索新的计算方式，其中最具潜力和挑战性的就是量子计算。
量子计算以其独特的并行性和指数级增长的计算能力，在信息安全、药物研发、材料设计等多个领域具有广泛应用前景。
因此，量子计算系统软件的研究与开发已成为当前计算机科学领域的重要研究方向。
本文旨在综述量子计算系统软件的研究现状、主要成果及未来发展趋势。
二、量子计算系统软件研究概述1. 量子计算系统软件的基本原理与架构量子计算系统软件是建立在量子力学原理和量子算法基础上的软件系统。
其基本原理是利用量子比特（qubit）的叠加和纠缠等特性进行信息处理。
与传统的二进制计算机相比，量子计算机可以同时处理多个信息单元，从而在处理大规模问题时展现出更高的效率和精确度。
在架构上，量子计算系统软件主要包括底层硬件接口、算法库和高级编程语言等部分。
其中，底层硬件接口用于连接量子计算机硬件设备；算法库包含了一系列可复用的量子算法模块；高级编程语言则是用于开发复杂算法的编程语言工具。
2. 量子计算系统软件的主要研究领域目前，量子计算系统软件的研究领域主要包括算法研究、编程语言与编译器设计、系统架构优化等。
其中，算法研究是量子计算的核心部分，旨在探索新的量子算法和优化现有算法；编程语言与编译器设计则是为了方便用户开发和使用量子算法；系统架构优化则是为了提高量子计算机的运算速度和稳定性。
三、国内外研究现状及主要成果1. 国内研究现状及主要成果国内在量子计算系统软件领域的研究起步较早，并在算法研究、编程语言与编译器设计等方面取得了一系列重要成果。
例如，在算法研究方面，国内学者成功设计了一系列针对特定问题的量子算法，如Shor大数分解算法、Grover搜索算法等；在编程语言与编译器设计方面，国内已经开发出多种用于开发量子算法的编程语言和编译器工具，如基于量子语言的集成开发环境等。
浅谈phc管桩的力学性能计算PHC桩是现在市场上最主要使用和发展的一种桩基型，它能够较好地满足建筑行业、道路桥梁和环境工程等领域常见建筑物桩基结构的支撑需求。
PHC管桩的力学性能计算对于保证 PHC桩有效地工作起到了至关重要的作用。
本文综述了影响 PHC桩力学性能计算的各种因素，并从抗拔力、剪切力以及弯矩三个方面介绍了 PHC桩的力学性能计算方法。
一、影响 PHC桩力学性能计算的因素1、PHC管桩的形状参数：PHC桩的形状参数，包括外径、内径、几何曲线、表面粗糙度等，直接影响 PHC桩整体力学性能。
2、材料参数：PHC桩的材料类型、材料强度、成份及其组成等直接影响 PHC桩的强度和稳定性，也将影响其有效工作。
3、施工工艺：PHC桩的施工工艺，包括安装级配、紧固螺栓的力矩以及施工现场温度等，直接影响 PHC桩的有效工作。
4、地基参数：PHC桩的基础条件，包括地层类型、地层紧实度以及地下水位等，也是影响 PHC桩有效工作的重要因素。
二、PHC桩的力学性能计算1、抗拔力：PHC桩抗拔力计算主要依据试验数据，依据 PHC桩的材料参数、地基参数以及施工工艺性能参数等，以及 PHC桩的外径、内径、曲线形状、表面粗糙度等形状参数，计算 PHC桩的抗拔力。
2、剪切力：PHC桩剪切力计算主要依据土力学理论，根据 PHC 桩的材料参数、地基参数以及施工工艺性能参数及其形状参数，计算PHC桩的剪切力。
3、弯矩：PHC桩弯矩计算主要也依据试验数据，依据 PHC桩的材料参数、地基参数以及施工工艺性能参数，以及 PHC桩的外径、内径、曲线形状、表面粗糙度等形状参数，计算 PHC桩的弯矩。
三、结论PHC桩力学性能计算密切关系着 PHC桩的有效工作，而准确的力学性能计算计算又要考虑许多因素，因此在 PHC桩的施工工程中，应仔细考虑影响 PHC桩力学性能计算的各种因素，以便提供准确的PHC桩的力学性能计算结果。
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计算固体力学读书报告固体力学中的边界积分方程及其边界元法综述Review of the Boundary Integral Equation and Boundary Element Method in Solid Mechanics土木工程系2014年03月17日评语目录摘要 (2)A BSTRACT (2)一、引言 (3)1）什么是边界元法[1] (3)2)积分方程和边界元法的发展历史［2］ (4)二、边界元法［5] (5)1）概述 (5)2)基本解 (5)3)拉普拉斯(Laplace）积分方程 (6)4）拉普拉斯（Laplace)边界积分方程 (7)5）拉普拉斯(Laplace）积分方程离散化与解法 (7)6)泊松（Poisson）边界积分方程 (9)三、结束语 (9)参考文献 (10)摘要本文综述了边界元法的历史、现状及发展，并对积分方程和边界元法的原理进行了简单推导。
边界元法是在经典的积分方程的基础上，吸收了有限元法的离散技术而发展起来的计算方法，具有计算简单、适应性强、精度高的优点。
它以边界积分方程为数学基础,同时采用了与有限元法相似的划分单元离散技术，通过将边界离散为边界元，将边界积分方程离散为代数方程组，再用数值方法求解代数方程组，从而得到原问题边界积分方程的解。
