填埋气体运移过程的多场耦合模型及仿真分析

随着大型垃圾填埋场的建立，垃圾所赋存的地质环境(渗流场、应力场和温度场)之间的相互影响作用已不容忽视。基于多孔介质渗流力学-热力学理论，建立了垃圾填埋气体运移过程的多场耦合模型，并给出了模型的有限元格式，并通过编制的程序对温度作用影响下垃圾污染气体压力分布规律进行了数值可视化仿真分析。结果表明：温度对于填埋气体运移有较大的影响，耦合作用不能忽略。这不仅为定量化预测预报垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据，而且对于生态环境的保护和垃圾资源化的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。     

填埋场封场覆盖层水分传输的动态规律研究

为保证填埋场的安全运行及控制垃圾渗滤液的产量,垃圾填埋场通常建有封场覆盖层。封场覆盖层中水分的动态变化是关系到封场系统能否有效运行的至关重要的问题。在考虑降水、蒸发循环补给的边界条件下,建立了水分在封顶系统中运移的数学模型,并采用此模型预测了11次蒸发、降水循环补给边界作用下,封场覆盖系统中土壤含水率的变化。另外,对降水强度、降水持续时间进行了参数分析。数值计算结果表明,整个覆盖封顶系统中含水率对边界变化响应的灵敏程度随土层深度的延伸而逐渐减弱,其中反应最为敏感的是最上层的植被层;当降雨强度为10cm/h,持续时间达到14.5小时,水分将穿透整个封顶覆盖系统。     

系统仿真学报2005年第17卷总目次

建模与仿真理论及方法系统仿真理论的探索…….................................................文传源(1):1基于数据库的神经网络轧制力建模................................刘兴刚等(1):7仿生水下机器人运动仿真技术研究................................成巍等(1):11任意网格模型的相似度评估............................................唐杰等(1):16填埋气体运移过程的多场耦合模型及仿真分析............薛强等(1):20网络流量特征对排队性能影响的仿真分析与比较........宋丽华等(1):25一种鱼眼图象到透视投影图象的变换模型.....…     

石油污染组分在包气带土壤中运移的数值仿真模型及应用

基于多孔介质流体力学和溶质动力学理论，建立了石油组分在土壤包气带内传输的数值仿真模型，初步探讨了石油组分苯和正戊烷在土壤中的迁移归宿及在水相和气相中质量分配，预测预报石油污染物泄漏后在包气带内迁移转化的动态及过程。仿真结果表明：苯和正戊烷在水相和气相中的浓度分布规律几乎相同，随着时间的延长，污染面积和范围逐渐增大，并且释放在水相、气相中正戊烷的质量大于苯的质量。这不仅对于定量化研究有机污染物在地下环境系统中迁移归宿，环境质量评价及污染预测、预报与污染防治提供科学的理论根据与途径，而且可为地下环境系统中石油组分的质量监测以及地下水资源的开发利用和科学管理提供技术支持。     

核素渗漏对地下水污染的数值仿真研究

研究放射性核素在地下水环境中传输的动力学行为是评价核废料处置库安全性能的一个关键性问题。以双重介质理论为基础，充分考虑了地下水变密度对核素浓度分布的影响，建立了孔隙-裂隙介质中核素随地下水迁移的耦合数值模型，其中相对密度项使地下水流控制方程具有非线性性，为此将Galerkin有限元法和Picard迭代法相结合对耦合模型进行了离散，并模拟了核素泄漏对地下水污染的动态过程。数值仿真的结果表明：污染面积随时间推移不断扩大，且纵向扩散显著：数值仿真结果没有出现弥散现象，验证了数值算法的可靠性；核素浓度的分布对水密度变化表现较为敏感，且不同核素（^226Ra、^210Pb和^90Sr）由于各自放射性衰变特征的巨大盖异，受到水密度影响的程度也有很大差别．因此，在对裂隙介质核素迁移的数值仿真分析过程中，不能忽略地下水密度的变化对其造成的影响。     

不对称双寡头企业半合作创新模式研究

研究不对称性(初始成本、创新率、溢出水平)对半合作创新模式下企业间的研发投入、产量、利润对比以及社会福利水平造成的影响.建立了该创新模式下的不对称双寡头博弈模型,运用数值模拟对模型的均衡解进行比较分析后发现; 具有初始成本优势的企业研发投入、产量、利润较高;具有创新率优势的企业研发投入、产量较高, 但利润的相对大小与溢出水平有关; 溢出不对称情况下, 溢出小的企业研发投入较低,产量、利润较高; 当初始成本差距越小、创新率差距越小、企业溢出都非常低或非常高时, 社会福利较高.     

排气结构对导叶式旋风管的性能预测研究

对圆筒型、渐缩型和渐扩型排气结构的导叶式旋风管分离器的压力损失和分离效率进行数值研究.在数值预测时,气相场采用雷诺应力模型,应用随机轨道模型来模拟湍流场中颗粒运动轨迹.给出了不同排气管附近流动特性,计算短路流情况.结果表明,随着排气管下口直径缩小,旋风管内部切向速度增大,有利于分离效率提高,但同时增加旋风管阻力;排气管喇叭口结构利于气流其内部流动,且能够降低旋风管阻力.同时,也说明了应用计算流体力学来研究旋风管内部气固两相流动规律的可行性.     

PECVD热流场数值模拟的可视化研究

利用数值模拟的温度场、速度场的数据与虚拟现实系统开发的软件开发包Open Inventor接口,结合C 语言在VC平台上实现了PECVD(等离子体增强化学气相沉积)反应室内气体的温度场和速度场的可视化.可视化结果能够准确直观地展示PECVD反应室内气体的温度场和速度场分布情况,为反应室内结构优化设计提供合理化建议;该可视化具有"沉浸感",为优化PECVD生长氮化硅薄膜的工艺参数提供依据,对于使用PECVD生长高质量薄膜材料的太阳能电池具有现实意义.     

黑土长期施肥对农作物产量的影响

经24年8个轮作周期,在黑土上长期不施肥(CK)情况下,作物产量下降了8 2%,单施有机肥(D1)产量增加了9 6%,;单施化肥(N1P1K1)产量增加了31 6%;而有机肥与化肥配合(D1N1P1K1)条件下,产量增加了43 0%。施肥对小麦的产量贡献率最大,其次是玉米,对大豆产量的贡献率最低。氮肥对作物产量的贡献率最大,其次为磷肥,钾肥对产量的贡献率最低。表2,参3。     

基于CFD技术的液力减速器性能预测研究

基于CFD技术，以一雏束流理论的研究成果为参照，利用混合平面方法，同时采用标准k-ε模型及SIMPLEC算法，对全充液工况液力减速器内流场进行了数值模拟分析，得到了液力减速器的内流场压力、速度分布特性，在此基础上进行了制动力矩计算，其结果与实验结果基本吻合，表明采用CFD方法对液力减速器性能进行预测是可行的。     

文丘里管内空化演变模型研究

以文丘里管空化发生器为对象,通过考虑水中空气析出与消解过程的时变性,建立了水气两相动态空化模型。运用FLUENT软件对水气两相流流动问题进行三维数值模拟研究,获得了文丘里管喉口直径、进口压力等对汽含率变化的影响规律。数值模拟结果与实验相对比表明,汽含率随进口压力增加而增加;如果喉径增大,可通过增加进口压力作为补偿,以达到同样的空化效果;出口锥角为20°和8°文丘里管的空化效果对比依赖于进口压力、喉径等条件;模拟条件下串联文丘里管不能实现两级空化。     

锅炉对流受热面非线性动态过程的数字仿真

根据直流锅炉对流受热面管内介质及管外烟气流动传热所遵循的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及金属蓄热方程，采用分布参数法建立了考虑喷水及蒸汽冷凝等情况的过热器、再热器及省煤器动态过程数学模型，该模型能够计算包括参数变化幅度大、锅炉启停与事故状态下的对流受热面动态特性。作为一个例子，计算了石洞口第二电厂1993年7月6日冷态启动过程锅炉主蒸汽压力与温度、再热蒸汽温度及省煤器压力与出口温度等参数随燃料量的变化关系，结果表明计算值与测量值比较一致，所建立的模型是正确可靠的.     

斜坡通道双向行人流安全疏散行为研究

斜坡通道中双向行人流的行为动态是研究人群安全疏散的基础.人群密度增加时,行人之间的挤压、冲突作用均增强,加之,斜坡倾角越大,行人行走的稳定性越差,易引发推挤倒地的安全隐患.本文建立斜坡通道中双向行人流的势函数场元胞自动机模型,考虑行人之间作用力和通道倾斜度影响.该模型用于模拟行人流动态和倒地现象.模拟结果得出:当通道坡度、行人入流密度增加时,上坡人群的倒地概率达40%,而下坡人群的倒地概率高达60%.在此基础上,考虑到我国行人偏向右边行走的习惯,以及人群的跟随效应,通过划分两个方向人群的入流位置,将两向行人流分为两股互不干扰的行人流,从而解决行人之间的挤压与冲突,并通过模拟验证该策略可避免倒地现象发生.     

基于绿灯时间等饱和度的离线Q学习配时优化模型

首先对传统的绿灯时间等饱和度概念进行了扩展,提出了分级绿灯时间等饱和度。在此基础上,针对分级绿灯时间等饱和度目标,构造了奖赏函数,建立了定周期和变周期两种模式下的四种离线Q学习配时优化模型。相对于在线Q学习模型,离线Q学习模型更适合交叉口信号配时优化,变周期模式的离线Q学习模型可以获得解的结构、最优解的分布,这是传统配时理论不具备的。算例结果表明,定周期模式下最优解是唯一的。变周期模式下最优解是不唯一的,呈带状,奖赏分级模型比奖赏不分级的最优解更加集中。     

汽车外流场典型湍流模型比较研究(英文)

在三方程(k-ε-v2)涡粘系数(μt)的计算中,不仅考虑了湍流空间尺度对涡粘系数的影响,而且考虑了湍流时间尺度对涡粘系数的影响,即在模型中更多的湍流输运的物理机理得到了描述,因此,三方程(k-ε-v2)有着比二方程:SST和标准的k-ε等模型更高的计算精度,它是汽车外流场计算中较为理想的湍流模型。通过Ahmed类车体和汽车两个算例的阻力系数计算值与风洞试验数据的对比证实了这点。另外使用k-ε-v2、SST和标准的k-ε模型计算的汽车的纵对称面的压力分布曲线与风洞试验值相比,三方程k-ε-v2模型更接近试验值。     

融合数值流场的内河船舶三维航行虚拟现实系统

为缓解船舶驾驶员在航行环境复杂水域的心理压力,提高船舶航行安全,使船舶驾驶员更直观准确地利用两岸地形及根据航道尺度、桥梁通航尺度、水流态势等情况航行,采用虚拟现实技术对船舶三维航行环境进行了仿真。以长江重庆主城区段水域为例,在对该水域流场的数值模拟的基础上,构建了融合数值流场的船舶三维航行环境。仿真结果表明:所研制的系统对船舶航行环境具有逼真的可视化效果,可有效地提高航行安全和缓解驾驶员心理压力。     

多态交通条件下交叉口定时控制延误模型

延误是评价交叉口服务水平的基本指标, 延误模型对交叉口信号控制方案的选择意义重大. 在多态交通条件下, 采用现有模型分析信号控制下交叉口延误程度存在较大误差. 为适应交叉口交通流的多态性, 基于混合Gamma分布稠密性, 准确拟合交叉口到达车头时距数据. 运用拟合概率函数, 统计交叉口进口到达交通量概率. 将交叉口按照到达交通量大小分为欠饱和、过饱和两种状态, 根据统计概率提出交叉口信号定时控制延误模型. 实例分析表明, 基于混合Gamma分布的延误与实际结果更为吻合.     

基于系统动力学的建筑废弃物管理成本-收益分析：以广州市为例

本文以地处珠三角地区的广州市为例，建立建筑废弃物管理成本-收益分析的一种系统动力学模型，并分别从承包商和社会的角度对建筑废弃物全过程处理的成本与收益进行分析，仿真模拟经济补贴和罚款等正反两种经济措施对承包商和社会的成本收益影响. 模拟结果显示：（1）补贴费用的增加对提高承包商和社会的利润都存在边际递减效应；（2）作为政府的有效政策工具，每t再循环废弃物的补贴额大概25元，既可以使社会总利润为正，又可以保证政策的效率；（3）当单位填埋费用为20元/t时，提高单位填埋费用对社会的负面影响将大于其正面影响；当单位填埋费用分别提高至30元/t和40元/t时，社会成本将出现较大幅度的下降，此时的社会总利润随单位填埋费用增加而增加. 论文最后提出了现阶段我国政府应当采取“罚、补”相结合的策略，有针对性处理建筑废弃物管理问题. 此项研究结论可以为我国转型期的建筑废弃物管理决策提供理论依据和数值参考.