涡旋的提取和跟踪算法研究

文中提出了基于特征流场[1]概念的平面时变流场多涡结构中涡旋的自动提取及跟踪算法研究。该算法是通过提取流场中的涡旋区域从而确定涡核范围,对涡核采用流线积分的方法来跟踪,精密跟踪三维特征流场内涡核以及在被积流线上记录其具体的演化路径,从而为流场中不同时段的演变过程能更直观的去观察奠定了基础。     

涡旋的提取和跟踪算法研究

提出了基于特征流场概念的平面时变流场多涡结构中涡旋的自动提取及跟踪算法研究。该算法是通过提取流场中的涡旋区域从而确定涡核范围。对涡核采用流线积分的方法来跟踪。精密跟踪三维特征流场内涡核以及在被积流线上记录其具体的演化路径,从而为流场中不同时段的演变过程能更直观的去观察奠定了基础。     

青藏高原清水河地区地质特征及其地球物理响应

青藏高原多年冻土层地质特征与其地球物理响应之间关系的研究是长期困扰地质学者的一个大难题。根据区域地质资料,进行了清水河地区地质研究,查明了该地区的地层、地质构造和多年冻土层地下水特征;在此基础上,采用音频大地电磁法(AMT),对比研究了地质特征的地球物理响应;并布置地质钻孔验证了地质特征与地球物理响应之间的对应程度。结果表明,青藏高原清水河地区地质特征与其地球物理响应之间具有明显的一一对应关系。     

带分流叶片向心涡轮内部流场分析

为了详细研究某型向心涡轮的流动特性和内部流场结构,采用准三维与全三维数值模拟方法对其内部流场进行研究,分别得到多个转速下的特性曲线与主要参数分布,对两种数值模拟方法得到的特性线进行对比,并对设计点的全三维数值模拟得到的流场进行分析。计算结果表明,准三维与全三维数值模拟计算得到的特性线基本相同,计算特性线时可以采用准三维方法,减少计算时间。通过对全三维数值模拟的流场特征的分析,初步了解了向心涡轮内部的流动规律,在设计点叶片前缘和尾缘附近有不同程度的气流损失存在,为进一步改进该向心涡轮设计有一定的参考价值。     

轴流泵叶轮出口流场的3D-PIV测量

为了全面揭示轴流泵叶轮出口流场规律,采用3D-PIV技术对一经改装的轴流泵在设计工况、高效区工况、马鞍区工况、小流量工况和大流量工况下的叶轮出口流场进行了全面测量,并运用TSI公司的Insight和Tecplot软件对数据进行了后处理,得出了各个测试工况下叶轮出口测试区域的空间流线图和横断面三维流速的云图分布.试验结果揭示了轴流泵叶轮出口流场呈螺旋形向外运动的趋势,水流具有较为明显的三维流动特征;证明采用3D-PIV技术对轴流泵叶轮出口流场进行研究是可行的,能够反映三维流场的实际情况,为轴流泵设计提供参考,并对CFD数值模拟轴流泵叶轮出口流场的结果进行验证.     

多点地质统计学在秘鲁D油田地质建模中的应用

应用多点地质统计学和相控建模相结合的方法,以秘鲁D油田V层为例进行了地质条件约束下的地质建模研究。首先根据地质概念模型建立训练图像,然后应用多点地质统计学Snesim算法模拟沉积微相,最后在沉积微相控制下进行储层参数模拟。研究结果表明：多点地质统计学方法不仅忠实于井点数据,而且可以在使用的训练图像中加入地质概念,从而对随机模型进行地质约束;V层沉积微相随机模拟较好地再现了沉积微相的空间结构,其孔隙度模拟实现与相应沉积微相模型吻合较好,且沉积微相对储层参数的空间分布具有较大影响;多点地质统计学方法和相控建模的建模原则有助于从地质的角度对模型进行约束,促进概念模型向定量模型的转化,从而建立合理的反映地下实际情况的三维模型。     

岩滩扩建工程进水口边坡多点位移计监测资料分析

以岩滩水电站扩建工程进水口高边坡多点位移计为例,结合位移变化过程线,地质情况、仪器的布置情况,并将不同部位仪器的监测成果加以对比,综合分析其变形特征.分析结果表明:随着多点位移计测点埋设深度的增加,边坡变形在逐渐减小;1-1断面由于软弱夹层的影响,其变形特征是边坡上部的变形量比下部的变形量大,这对边坡稳定不利,建议对此处进行支护;边坡各部位变形量值的差异与边坡的地质条件和多点位移计的埋设布置形式相关.     

具有流线型凸包的风力发电机气动特性

以300 W水平轴风力机叶片为研究对象,设计流线型凸包结构,并应用于风轮模型,结合滑移网格技术,对比研究光滑型与流线凸包型风力发电机的绕流场特性以及气动载荷特性,分析了三维绕流场内速度、压力、流线等的变化规律,以及不同风速下风力机的阻力系数及其功率的时程变化规律,探讨了流线凸包型与光滑型风轮在不同风速下运行时绕流特性的差异。结果表明:流线型凸包对流场有较好的改善结果;当风速增大时有明显的减阻效果,最大减阻率为19.53%,但其波动量增加为1.51%;凸包型风轮输出功率明显高于光滑型风轮,但随着风速增加,功率增加率也逐渐减弱。研究结果对水平轴风力机非定常气动特性研究及应用具有重要意义和价值。     

阿联酋富查伊拉北部地下淡水资源探究

阿联酋富查伊拉(Fujairah)位于阿拉伯半岛东部,地下含水的岩溶灰岩地层比较发育,层位稳定,厚度比较大,储水的向斜构造发育,地下储水地质条件较好。在充分收集有关地质资料的基础上,应用现代地下储水地质理论,从富查伊拉的区域地质特征、沉积背景、石灰岩分布特征及构造控制因素、储集能力、地下水动力学特征等方面出发,对富查伊拉有利于地下水保存的地层、构造、水文等地质因素进行了研究,通过分析论证,初步确定了地下水的找水方向和区域。     

基于点云的SUSAN特征点检测算法在三维重建中的应用

针对三维重建中点云特征点检测问题,提出了一种基于点云的最小核值相似区(SUSAN)特征点检测算法,并将其应用于三维重建的初始配准.首先,对待测点云进行遍历,利用kd-tree数据结构获取三维r-邻域核值相似区,计算得到点云的候选特征点;其次,使用快速点特征直方图对候选点进行特征描述并实现两幅点云特征点间的匹配;最后,利用奇异值矩阵分解法计算变换矩阵,完成两幅点云的初始配准.实验结果表明该特征点检测算法计算效率较高,产生的特征点匹配准确,可为精确配准提供较好的初始位置.     

Coherent Streamline Generation for 2-D Vector Fields

Visualizing 2-D vector fields using streamlines is one popular ?ow visualization technique.Standard streamline generation algorithms compute the density of streamlines across the domain,detect features,and employ customized rules to emphasize features.In this process,feature characterization and visual clarity are heavily considered.Simultaneously preserving the temporal coherence for time-varying vector fields,however,remains a challenge.In this paper,we present a coherent and feature-aware streamline generation algorithm by employing a feature-guided streamline seeding technique and a coherent streamline placing scheme.For each frame,a feature map is first computed with critical points or the Finite-Time Lyapunov Exponent(FTLE) approach,and is used to initialize a set of seeds by leveraging the Poisson Disk distribution.These seeds are further optimized by using a deformation-driven moving mesh method.To preserve the temporal coherence,the streamlines generated from the seeds are individually checked subject to their correspondences to the ones in the previous frame.Subsequently,additional streamlines are sequentially inserted in low-density regions.We demonstrate our algorithm on both Computation Fluid Dynamics(CFD) and non-CFD datasets,and compare it with the recent literature.     

小安装角轴流压气机S1流面的流线曲率法解

应用流线曲率法解轴流压气机内部流场，解决小安装角轴流压气机S1流面正问题计算时出现头部突出而产生流线交叉的现象以及迭代难收敛的问题．提出了采用旋转坐标系的方法，以保持叶型头部原有的形状及流道内流线的相对位置不变，经验证得到了很好的结果，可以应用于大多数轴流压气机的计算与分析．     

区域流场对含水层采能区地温场的影响

建立三维水热耦合数值模拟模型,对不同地下水天然流动情况下,含水层采能过程中及采能后地温场的演化进行了模拟和分析。结果表明,对于地下水流动较为显著的地区,地温场的变化幅度不仅受地下水天然流速的影响,还与井位布局方向密切相关。区域地下水的天然流速越大,系统停运期抽水井的温度恢复速度越快;对于相同地下水天然流速,地下水流向沿抽水井指向回灌井比垂直于抽灌井对之间连线方向的情况,抽水井温度变化幅度要小。     

基于水动力学理论的微观流动单元渗流数学模型

 为了研究非均质油藏内部渗流规律,反映不同开发阶段地层中流体流动规律及分布特征,揭示流场变化与储层特征间的内在联系。本文基于水动力学原理及流线簇方程,提出储层中波及范围内具有相似流动规律及储层特征的渗流区域为微观流动单元,建立流量贡献率、流动单元流量非均匀分布曲线和流量强度差异系数渗流数学模型,通过流动单元的区域流量对总产量贡献的大小进行划分,建立流动单元高速流动区与低速流动区的划分准则。通过对五点井网一个注采单元的模拟,结合流线簇方程进行表征,结果表明,高速流动区能量充足,其占整个流动单元面积的53.7%,提供了总流量的61.7%,为流量的主要贡献区域;低速流动区域占整个流动单元总面积的46.3%,只提供了总流量的38.3%。     

可动凝胶深部调驱流线模拟方法研究

可动凝胶深部调驱过程中流体的流动涉及复杂的物理化学过程,快速准确地模拟该过程是参数优化、方案设计的关键.在建立起可动凝胶深部调驱的油水两相多组分数学模型的基础上,推导出了考虑重力和毛管力的三维流线模型,将求解饱和度的三维问题转化为一维问题.采用算子分离技术将流线上的饱和度方程分解为典型的双曲型方程和抛物型方程,并采用分数步差分法求解饱和度方程,利用显示方法解决了隐式问题,提高了求解精度和速度,从而实现了可动凝胶深部调驱的快速准确模拟.     

秦王川盆地南部地下水流场数值模拟

地下水数值模拟是地下水在多孔介质中分布过程机理的模拟,借助Arcview GIS和Aqua3D专业地下水水流模拟软件,根据研究区水文地质勘探资料、抽水试验及地下水水位长观资料,建立了秦王川灌区南部地下水非稳定流的二维模型.采用Galerkin有限元三角形网格剖分技术,求解模型,运用识别后的模型预测了秦王川灌区南部在达到设计水平年条件后,5年内地下水位将平均上升0.98 m,盐渍化范围将进一步扩大.     

深井泵泵内流场的实验研究

应用粒子成像测速（ＰＩＶ）技术对深井泵泵内流场进行了研究,分析了流场对泵阀运动规律的影响以及泵内结构对流场的影响。根据实验结果,建议对混相流深井泵采用偏心球形阀球;对于流道狭小的深井泵采用滴形球阀;对含砂的抽油井所用深井泵,则采用嵌有密封胶皮的锥形阀球。在保证最大过流面积的条件下,阀球罩的断面形状应该尽量采用流线型,以减小过流阻力。应考虑将柱塞的吸入口设计成流线型或喇叭口型,以降低其吸入阻力。在保证柱塞出口有最大过流断面的同时,也应将柱塞出口流道设计成流线型,以此降低柱塞出口处的过流阻力。     

渗流有限元计算中等水头二类边界的处理及原理

在进行新疆某水源地的地下水渗流有限元计算中,遇到必须以水量不很丰富的湖做边界的问题,这个边界不符合第一类边界的条件,它应当是待求水位的第二类边界。但要求在边界上的各节点地下水位相等。本文介绍利用变分原理求得一个新的等水头方程式,参加有限元计算,效果良好。     

同程热水系统循环水流方向探讨

针对现行规范推荐采用的机械循环集中热水供应系统同程管网布置形式,根据水力学原理,提出输水和配水管段水流方向的判据,并图示分析两根、三根及多根立管组成的同程式机械循环集中热水供应系统在纯回水及小量配水工况下的循环水流方向.结果表明:同程热水系统回水管道的循环运行存在多种不同的水流方向;现行机械循环集中热水供应系统的水力计算以纯回水、单一水流方向作为计算的前提,不考虑小量出水工况,是不完善的.要保证每根立管均有循环流量按计算设定的水流方向通过,必须满足一定的水力条件.     

徐州奎河浅层地下水数值模拟

水动力条件分析是研究污染物运移的基础。基于FEFLOW建立研究区二维地下水流数值模型,并用地下水长观资料对模型进行检验,进而分析了河水和地下水的补排关系,为研究地下水污染提供依据。