大连湾准三维潮流场的数值模拟

提出了一个淮三维浅水潮流场的数学模型，并应用于大连湾的潮流场计算，其中设水平方向的速度沿水深方向的变化为势物线型，仍将统治方程沿水溶方向积分，所得到的求解方程与传统的浅水垂向积分方程略有不同，对非线性项的垂向平均更加完整，数值结果表明，本模型具有较好的实用性。     

湖泊风生环流准三维数值模式的改进

在水平流速垂向分布采用二次多项式逼近的基础上,从三维水流运动的基本方程出发,并考虑了垂向涡粘系数的垂向变化,对二维浅水方程组中的动量方程进行修正,建立了数学物理上更合理的湖泊风生环流准三维数学模型.     

风生环流的准三维数值模拟

本文在水平流速垂向分布表达式采用二次多项式的基础上,对二维浅水方程组中的动量方程进行修正,建立了风生环流的准三维数学模型.应用破开算子法求解考虑动量修正的深度平均方程,对破开后的两个分步分别采用隐式格式和预估-校正格式离散,得到了准三维数值解.验证计算表明该数值模式能用于模拟河口,水库和港湾内的风生环流,算法的稳定性好,收敛快.     

计算溃坝波问题的离散速度模型

采用离散速度模型计算二维溃坝波问题. 按照浅水波方 程与气体动力学方程的比拟关系, 给出用于计算浅水波方程的离散速度方法. 计算了两个二维溃坝波问题： 圆形溃坝波问题和部分水坝倒塌后的水流问题. 计算结果显示, 此模型计算程序比较简单、 有效, 且稳定.     

植被作用下复式渠道的三维湍流数值模拟

针对浅水植被作用下的渠道流动特征,建立了三维标准的k-ε双方程湍流数学模型,模型考虑了植物拖曳力对水流的影响,植物阻力作为源项被加入到各方程中.曲线网格被应用模拟复杂边界的区域,变量采用部分交错网格布置,利用控制体积法离散控制方程,采用由二维深度平均方程演化而来的2D泊松方程计算三维自由水面,应用SIMPIEC程式求解离散的方程.通过实验室局部带有刚性植被的顺直矩形水槽和滩地种植植物的复式顺直水槽进行了数值模拟研究,给出了测量断面带有植被和未带有植被的速度对比结果及速度、湍流动能等值线图,计算结果和测量结果符合得较好.通过对比分析发现,未种植植被的水槽主流分布在整个渠道断面,种植植被后,由于植被拖曳力的影响,使得主流流速分布发生了改变,主槽流速增大,滩地流速降低,滩地上计算的纵向流速出现了S型的分布,在植物顶部和临近主槽一侧水流的交界面湍动能最大.     

崖门水道悬沙输运及底床冲淤特性研究

针对感潮水道独特的水动力特征和泥沙输移情况,同时考虑径流、潮流等多种动力因素共同作用,建立了三维悬沙输运及床面冲淤数学模型.水平方向采用非结构三角形网格,垂向采用σ坐标,利用有限体积法离散积分形式三维浅水守恒方程,对每个控制体单元分别进行水量和动量平衡计算.利用模型对崖门水道的悬沙分布和输运情况进行了数值模拟,对泥沙浓度场的分布特征进行了分析,并对底床冲淤变化进行了定量计算.     

非线性强度下浅水波方程的尖峰孤立子解

引入非线性强度浅水波方程,研究了该类方程中非线性强度项m对方程解的影响.对m的不同取值得到了方程的尖峰孤立子解,特别是二类新型尖峰孤立子解,此新解不同于通常的e-|x-ct|型的尖峰孤立波解,且解是非局部的,可以表示为δ函数的形式,并给出相应解的图形.同时,对浅水波方程中的常系数γ进行了讨论,得到γ>0,γ<0下不同类型的非线性强度浅水波方程的孤立波解.     

粒子碰撞中的某些现象和散射截面方程

在回顾了粒子碰撞中的模型后,讨论了由这些碰撞得到的某些实验现象.进而重点探讨了某几类碰撞截面和相应的散射方程.这些方程及截面是互相联系,甚至可以统一的.在此把方程归为4类:特殊函数方程、VdW方程,分布及一般分布的方程和某些新的方程.     

海洋环流的数值模拟

对三维浅水流方程,运用一种新的半隐式有限差分法求解,并对该法的有效性及精确性进行分析．将动量方程中的压强梯度和连续性方程中的速度,用θ法分离,其中θ可看作隐式参数．对流项和粘性项用欧拉一拉格朗日法离散．采用共轭梯度求解自由面高度η;采用Cholesky法求解差分点的速度．结果表明：当1／2≤θ≤1时,方法稳定;当θ＜1／2时,最精确、有效．以一个方形等深的理想海域进行数值实验,得到了良好的结果．     

三维MHD方程在BMO空间中的正则性准则

利用能量估计的方法以及Bernstein、Young等不等式,在BMO空间中得到三维方程用水平速度场和水平磁场刻画的三维MHD方程弱解的正则性准则。     

波浪在浅水中运动及破碎的数值研究

在一维的Boussinesq方程中引入表面翻滚的概念，通过附加迁移动量项来考虑浅水中的波浪运动以及破碎情况，建立数学模型。利用此数学模型对Airy波和孤立波在浅水中运动以及破碎情况进行模拟，得出的结果与Schoiffer和Goda的结果比较，吻合良好。     

考虑二维降雨入渗的非饱和土边坡稳定性分析

以非饱和土边坡体积含水率为控制变量,基于非饱和土水分运移基本方程建立了二维降雨入渗计算模型,并编制了计算程序.充分考虑降雨中的水平和垂直入渗及降雨过程中土体入渗能力的变化,建立了可考虑体积含水率变化的非饱和土边坡稳定性分析模型,实现了边坡稳定性的实时分析,并可搜索最危险滑裂面.通过具体工程案例的分析可知,边坡中的体积含水率与边坡的稳定性有密切的关系,其中边坡初始含水率影响最大,而降雨强度则较小.降雨对浅层边坡稳定性影响较大,随着降雨时间的增加,含水率由浅到深逐渐减小,而最危险滑裂面则逐渐向浅层移动.     

汽车行驶震动对浅埋暗挖施工的影响

城市浅埋暗挖法常应用于繁华地带道路下修建人防地下商业街和过街通道等地下工程.这类工程顶板距离地表一般比较浅,道路上汽车行驶震动将对浅埋暗挖施工造成较大的影响.利用ANSYS进行数值模拟定性地分析了行车震动在人防工程水平和竖直方向的传播规律,结合洛阳市纱厂南路浅埋暗挖工程进行震动参数测试,获取了道路下钢筋混凝土结构水平和竖直方向的加速度,研究了行车震动在钢筋混凝土结构中的传播规律以及对浅埋暗挖施工的影响.结果 表明:在水平方向上,从跨中至两侧,加速度值逐渐减小;在竖直方向上,由上至下,加速度值呈线性减小规律;有汽车通过时加速度值是无汽车通过时的1.48～5.33倍,路面汽车行驶对道路下浅埋暗挖土方开挖的不利影响比较明显.     

高精度火箭橇试验轨道动力学方程组的建立

针对高速火箭橇试验用无碴、无缝、平直的高精度轨道系统,利用轨道动力学理论,推导建立了该系统在竖向、横向与扭转的耦合动力学方程组.解决了高精度火箭橇轨道系统动态特性计算问题,为火箭橇轨道设计提供了理论基础.     

浸入式倾斜侧吹气体在熔池中的穿透行为

利用摄像法对气体在液态金属中的穿透深度进行了实验研究，在实验基础上，通过量纲分析，分别得出气体无量的水平和垂直穿透深度的经验表达式，结果表明，当修正弗劳德数和喷嘴倾角一定时，随着喷嘴直径的增大，气体水平和垂直穿透深度增大，当喷嘴直径和喷嘴倾角一定时，气体水平和垂直穿透深度均随着修正弗劳德数的增加而增大。     

利用天然电场选频法研究断层接触带

天然电场选频法在地下水勘探中应用效果较好,但目前对该方法理论研究甚少.主要从理论与实践两方面研究垂直断层上天然电场选频法的异常特征.根据经典的大地电磁测深法理论,从麦克斯韦方程组和边界条件出发,推导谐变大地电磁场中垂直断层上方,地面水平电场的解析计算式;然后对理论模型的各个参数进行假定,计算获得地表主剖面上水平电场强度分量曲线;最后将理论模型上的模拟计算结果与实测曲线进行对比分析.根据对比分析可知,二者曲线形态相似、特征相同,由此推断选频法的异常主要是由天然感应二次电场所致.     

浅海波导中椭球体声散射特性研究

利用边界元法研究了三维海洋波导中声波与椭球散射体相互作用问题.分析了海洋波导中声波与结构体相互作用的声散射特性,包括声压在水平断面和垂直断面的分布特点.数值分析表明:浅海中椭球体的散射特性与自由场中明显不同,当椭球体按照一定比例变化时,其散射声压变化规律会近似于球体而声压幅值低于球体,这对于浅海中非规则目标散射特性的研究是非常重要的.浅海波导对散射目标有显著的影响.     

变形浅水波方程组新的精确解

应用Fan子方程法和符号计算软件Maple得到变形浅水波方程组新的精确解：三角函数精确解、双曲函数精确解、有理函数精确解、双周期Jacobi椭圆函数精确解和双周期Weierstrass椭圆函数精确解.     

NRSM短期气候模式对温州台汛期预测能力检验(Ⅰ):月和季降水检验

利用NRSM短期气候模式对台风重灾区浙江省温州市的台汛期(7-9月)的短期气候的要素──月和季降水量进行预测。结果发现,模式形势场的预报与实况场有很好的对应,形势场有很高的利用价值;模式对极端天气预报效果好,模式对预报的第1个月特涝准确率较高,对涝的预测能力较强;对第2、3月的特旱预报准确率较高,对旱的预测能力强;模式对各地7～9月份台汛期旱涝趋势准确率可达50%～70%;但模式还存在一些不足有待改进。