Numerical simulation of time delay interferometry for a LISA-like mission with the simplification of having only one interferometer

In order to attain the requisite sensitivity for LISA, laser frequency noise must be suppressed below the secondary noises such as the optical path noise, acceleration noise etc. In a previous paper (Dhurandhar, S.V., Nayak, K.R., Vinet, J.-Y. Time delay interferometry for LISA with one arm dysfunctional. Class. Quantum Grav. 27, 135013, 2010), we have found a large family of second-generation analytic solutions of time delay interferometry with one arm dysfunctional, and we also estimated the laser noise due to residual time-delay semi-analytically from orbit perturbations due to Earth. Since other planets and solar-system bodies also perturb the orbits of LISA spacecraft and affect the time delay interferometry (TDI), we simulate the time delay numerically in this paper for all solutions with the generation number n ? 3. We have worked out a set of 3-year optimized mission orbits of LISA spacecraft starting at January 1, 2021 using the CGC2.7 ephemeris framework. We then use this numerical solution to calculate the residual optical path differences in the second-generation solutions of our previous paper, and compare with the semi-analytic error estimate. The accuracy of this calculation is better than 1 cm (or 30 ps). The maximum path length difference, for all configuration calculated, is below 1 m (3 ns). This is well below the limit under which the laser frequency noise is required to be suppressed. The numerical simulation in this paper can be applied to other space-borne interferometers for gravitational wave detection with the simplification of having only one interferometer.     

直升机用新型发动机燃烧性能的数值研究

针对液态辛烷/空气两相混合物燃烧波在一维封闭空间内传播的爆燃向爆震转变(DDT)问题,运用化学反应流动基本理论、颗粒轨道模型和两步反应模型,在拉格朗日质量坐标系中建立了对该现象的数学表达,并开发了数值模拟程序CTPD,其中气体动力学方程采用显式Sγα,β差分格式,化学反应项使用二阶精度的Adams方法.通过数值模拟研究了液态燃料爆震波的基本特性,以及点火能量及初始温度对于爆震波结构与发展的影响作用.研究发现,点火能量及初始温度的提高显著促进了爆震的转变,爆震强度随着点火能量的提高而增大,随着初始温度的提高而减小.研究中计算结果与实验波形符合良好,说明本文为包括DDT现象在内的脉冲爆震发动机工作过程提供了一种可行的计算方法.     

一种绕曲面物体的可压缩湍流混合格式(英文)

提出了一种中心-迎风型混合格式。在该混合格式中,中心差分格式和Roe通量差分裂格式进行混合,它们之间的切换通过一个二进制开关函数实现。为了验证该混合格式在计算绕曲面物体可压缩湍流问题时的可靠性,尤其是带激波的流动问题,采用分离涡模拟方法计算了3个典型的问题。研究结果表明,当前数值结果与已有的实验数据相符较好,这说明该混合格式可以用来研究带激波和湍流的曲面物体可压缩绕流问题。     

电子束辐照下铝合金靶中热击波传播规律研究

文章研究了电子束辐照下铝合金靶中热击波的传播与衰减规律。首先给出了基于半径回归法的铝合金本构模型,并给出了将其应用于数值模拟的计算流程。然后,利用该模型以及自主编写的计算软件DRAM1D,模拟了脉冲电子束辐照铝合金的热击波效应。将计算结果与采用理想弹塑性本构模型得到的结果以及实验结果进行了比较,结果表明,相比于理想弹塑性本构模型,基于半径回归法的铝合金本构模型所得到的热击波衰减相对较快,与电子束辐照铝合金的实验结果符合较好,更适合于描述铝合金靶材中的热击波传播。     

弹性体表面覆盖层对冲击应力波的响应

本文研究了弹性体表面覆盖层对弹性体内部由于瞬态加载或者材料突然断裂等冲击因素所引起的应力波的动力响应问题。提出了一种对该类问题进行初步分析的简化模型,在此基础上建立了应力波场的分析方法,并借助于积分变换技术求得了问题的解析解。最后通过算例分析讨论了问题的两种特征参数对覆盖层位移响应及界面应力响应的影响规律。结果表明,本文所提出的模型及应大波场的分析方法对于初步研究覆盖层对冲击应力波响应问题的动态特征是有效的。     

输入地震动对砂垫层隔震的影响

在地基与基础之间设置砂垫层来达到隔震和减震的目的，是建筑物隔震、减震技术研究的新领域。对地震波波形、地震波谱特性、人工波三种情况分别进行了研究，得到相应的反应谱；砂垫层剪切波速、砂垫层厚度与最大加速度的关系曲线；砂垫层刚度不同时、砂垫层厚度不同时的加速度反应谱，以期完善该理论。     

重力波波包在三维非等温大气和水平风场中非线性传播的数值研究

采用全隐欧拉格式(FICE)对重力波波包在三维非等温大气、均匀和剪切风场中的非线性传播进行了数值模拟,给出了重力波波包三维非线性传播的全过程,分析了重力波的传播特性及背景温度场、风场对重力波传播的影响.结果表明:波包扰动速度振幅的增长比在WKB条件下振幅的增长要慢;波包非线性传播的路径、能量传输速度不同于WKB近似下的结果,非线性效应导致了重力波的传播特性的改变;温度场的非均匀性会改变重力波传播的路径和速度;剪切风场使扰动速度振幅的增加变得缓慢,使垂直波长减小.     

Gas-dynamic approach to the theory of non-linear ion-acoustic waves in plasma with Kaniadakis’ distributed species

The non-linear theory of ion-acoustic waves in two-spesies isotropic collisionless plasma is developed. Both light electron and heavy ion species in the plasma are distributed with Kaniadakis’ statistics. Kaniadakis’ gas law is derived. The exact formula for the Sagdeev pseudopotential in parametric form is derived by the method based on the integration of the inverse function. The pseudopotential is analyzed. It is shown that periodic ion-acoustic waves and solitons are possible in the studied plasma. The differential equation describing the profile of the ion concentration in the wave is derived. The profiles of this concentration in the periodic ion-acoustic wave and soliton are calculated.     

康普顿散射对X射线热激波破坏效应的影响

本文应用ＧＲＡＹ三相物态方程及Ｌａｇｒａｎｇｅ数值模拟方法，计算并讨论了康普顿散射对Ｘ射线热激波及其破坏效应的影响。计算结果表明，对较硬的Ｘ射线谱（１５ｋｅＶＰｌａｎｃｋ谱），康普顿散造成量沉积与热击波峰压明显下降，在ＬＹ－１２铝中，能量沉积的相对差△Ｅ（ｘ）／Ｅ（ｘ）可达９％－２２％，热击波峰压的相对差△ｐｍ（ｘ）／ｐｍ（ｘ）约为１２％。     

无膜激波管的研制与调试

在比较和分析现有的无膜激波管之后，设计了以活塞控制驱动的无膜激波管，进行了理论分析、结构设计、工程估算等方面的工作，最后进行调试并给出了调试结果。