2025年, 第46卷, 第1期　刊出日期：2025-03-14

  

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  前言

  杨超

  数值计算与计算机应用. 2025, 46(1): 1-2. https://doi.org/10.12288/szjs.2025.1.1

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  拼接误差可控的扫掠曲面生成算法

  王帅, 刘浩, 刘秀平, 吴梦

  数值计算与计算机应用. 2025, 46(1): 3-23. https://doi.org/10.12288/szjs.s2024-0962

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  扫掠曲面生成是计算机辅助几何设计(Computer-Aided Design, CAD)领域中的关键技术, 在工程设计等领域有着广泛应用. 针对此问题, 本文首先给出了与给定B样条曲面几何拼接的单轨和双轨扫掠基础算法, 然后提出了一种拼接误差可控的扫掠曲面生成算法, 随后将这些算法生成的曲面与商业软件Catia和Rhino得到的结果进行了对比分析.在本文拼接误差可控的扫掠曲面生成算法中, 首先对给定曲面边界进行采样, 获取导数和参数等信息, 然后对这些信息进行B样条曲线插值. 通过该B样条曲线进行扫掠操作以获得扫掠曲面. 最后根据预设的扫掠曲面与给定曲面之间的拼接误差阈值, 对采样点进行调整, 以获得拼接误差范围内的扫掠曲面. 实验结果表明, 本文中的算法在生成曲面质量方面优于Rhino, 并且能以较少的控制点数量生成与Catia质量相当的曲面.
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  北太天元的探索之路

  李迪, 周金钢

  数值计算与计算机应用. 2025, 46(1): 24-43. https://doi.org/10.12288/szjs.s2024-0968

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  本文主要介绍了数值计算的相关发展历程，以及现有的数值计算软件的发展和应用. 此外, 本文介绍了国产计算软件北太天元的发展历程、主要功能介绍、软件开发的困难和重要性，并对未来国产数值软件的发展进行讨论.
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  晶体管级电路仿真的硬件加速技术

  周振亚, 左成杰, 胡然, 程明厚, 张进宇, 刘强, 何晓峰

  数值计算与计算机应用. 2025, 46(1): 44-59. https://doi.org/10.12288/szjs.s2024-0978

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  随着工艺的演进和电路集成度的提高, 电路仿真的规模不断扩大, 仿真验证时间也随之延长. 传统硬件架构在性能提升方面的局限性, 给设计工程师带来了巨大的挑战. 近年来, 因人工智能的发展, 通用图形处理单元(GPGPU)得到了快速的发展, 其算力和访存带宽都远超同时代的CPU, 也为电路仿真提供了加速的新机遇. 本文将探讨模拟电路和射频电路仿真所对应的数学模型及工业界常用的求解算法, 分析在异构仿真环境中面临的机遇与挑战. 结合先进的计算平台, 电路仿真可以更高效地予以实现. 尽管如此, 如何有效集成这些新技术以应对复杂电路的仿真需求, 仍是当前研究的重点课题.
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  航空轮胎帘线增强橡胶复合材料数学建模

  白建涛, 郭会强, 王斌, 霍富昌, 单瑞彤, 卢宇源, 左文杰, 张然

  数值计算与计算机应用. 2025, 46(1): 60-72. https://doi.org/10.12288/szjs.s2024-0979

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  航空轮胎是决定飞机起降安全的关键部件,被誉为轮胎工业“皇冠上的明珠”.航空轮胎设计是我国的“卡脖子”技术难题,亟待突破航空轮胎结构数学建模与CAE工业软件开发.航空轮胎结构主要由帘线增强橡胶复合材料构成,需要满足复杂的服役工况. 因此,本文开展了航空轮胎帘线增强橡胶复合材料数学建模方法的研究,针对复合材料变形特点, 提出了帘线增强橡胶复合材料建模方法,建立了帘线与橡胶结构的内埋约束关系.推导了橡胶结构与帘线结构的有限元方程,开发了航空轮胎结构设计工业软件SuperTire, 实现了航空轮胎充气分析,并通过航空轮胎数值算例验证了建模精度与求解效率.
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  声子导热玻尔兹曼输运方程的格子方法求解研究

  黄宇峰, 侯超峰, 葛蔚

  数值计算与计算机应用. 2025, 46(1): 73-84. https://doi.org/10.12288/szjs.s2024-0988

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  格子玻尔兹曼方法是求解玻尔兹曼输运方程的高效算法,在流体流动、声子导热等领域已深入应用. 本文针对声子导热的格子玻尔兹曼方法,基于我们提出的声子弛豫时间有效校正模型,设计了具有不同对称性和离散速度数量的格子模型,通过宏观尺度的热输运过程验证了算法和程序的正确性.进而研究了格子模型的对称性和离散速度数量对纳微尺度方腔热输运模拟的影响.结果表明,仅提高格子模型的对称性无法有效克服模拟过程的非物理温度跃迁,同时增大格子模型的离散速度数量和对称性能够有效削弱该非物理温度跃迁现象.