基于浸入式有限元二維軸對稱等離子體數(shù)值模擬研究.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)研究中，仿真區(qū)域常常由多種不同物質(zhì)構(gòu)成。這些物質(zhì)由曲線或曲面分割開來。因此出現(xiàn)了一種獨(dú)立于分界表面的有限元網(wǎng)格劃分方法。二維雙線性浸入式有限元方法是能夠獨(dú)立于分界表面的一種方法。數(shù)值實(shí)例表明二維雙線性浸入式有限元方法的解能夠和標(biāo)準(zhǔn)雙線性有限元方法一樣具有理想的收斂性。將該方法通過編制程序應(yīng)用到工程上是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。二維雙線性浸入式有限元方法運(yùn)用到 IFE-PIC方法時(shí)，傳統(tǒng)電荷分配方法的缺陷會(huì)影響仿真運(yùn)算結(jié)果的正確性。如何解決

2、電荷分配缺陷問題成為當(dāng)今研究的一個(gè)熱門話題。
　　本文首先將討論二維雙線性浸入式有限元方法及其在分界問題中的應(yīng)用。主要包括三個(gè)方面：（1）雙線性浸入式有限元方法的原理；（2）基于雙線性浸入式有限元方法求解分界問題的數(shù)值仿真；（3）計(jì)算結(jié)果的誤差分析。為了將二維雙線性浸入式有限元方法應(yīng)用至工程上本文編寫了Fortran程序，并且通過驗(yàn)證實(shí)例，驗(yàn)證該程序的正確性。
　　本文還介紹了傳統(tǒng)PIC電荷分配方法在不同坐標(biāo)系下的分配，并且

3、分析了傳統(tǒng)方法的缺陷所在。引入了”WILHELMUS M.RUYTEN”,”DAVID J. LARSON”,以及”VERBONCOEUR”等人的新的電荷分配方法，并對這三種方法的原理進(jìn)行了說明，證明了”DAVID J. LARSON”和”VERBONCOEUR”兩種方法本質(zhì)上是等效的，只是表達(dá)形式上存在不同。
　　最后將通過編寫Fortran程序，對以上三種方法以及傳統(tǒng)PIC方法進(jìn)行驗(yàn)證，對程序的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行作圖分析，比較這幾種