分区粘弹性介质样条边界元反分析数值解法

通过改造非均质样条边界元列式方法,建立了分区粘弹性介质边界元反分析的数值求解格式,该数值解法与均匀弹性体边界元法相类似,不需作分区组合计算,简化了计算程序,减少了计算工作量、提高了计算精度和解题效率,为解决非均质围岩反分析中遇到的困难奠定了基础。     

分区介质样条边界元位移反分析法

通过改造均质体边界积分方程,对分区粘弹性介质的全定义域建立位移反分析边界积分方程及数值求解格式。其具体做法是：在满足分区介质的边界条件和区界联接条件下,均质体边界积分方程中引入虚拟力影响项;用样条函数把分区介质的边界积分方程离散化。由此简化了分区问题反分析计算程序,使之与求解均质问题的计算方法趋于一致     

分区非均质固体边界元法的改进

本文借助虚拟力与积分变换法推导出分区不均质弹性及粘弹性问题的边界积分方程,阐述了数值解法。这种数值解法与均质弹性体的边界元法相类似,不需作分区组合计算,也不必随时间逐步求解,从而简化了计算程序,计算量也大大减少,便于工程应用。文中提供了用该方法完成巷道交岔点应力分析的算例。     

不均匀介质样条边界元数值计算方法及应用

引入虚拟力影响项改造均质岩体的边界积分方程,使其满足复合岩体分区介质的边界条件和区界联结条件,采用样条插值函数将分区介质的边界积分方程离散为代数方程组。通过对分区介质样条边界元列式方法的改进,最终使总体系数矩阵成为带宽很窄的条带阵,提高了计算精度和解题效率并应用于平顶山五矿复合围岩的变形分析和支护结构的受力计算。     

洛伦兹系数在储层非均质性评价中的应用

针对目前油气储层宏观非均质性评价参数众多、评价指标无边界的问题,以江苏金湖凹陷王龙庄油田为例,综合运用岩心观察、室内分析试验和测井解释等资料,通过计算岩石样品的渗透率洛伦兹系数对研究区阜宁组二段储层层内和平面非均质性进行研究。洛伦兹系数为0~1的数值,可以作为评价储层非均质程度的指标,从而定量评价储层的宏观非均质性。结果表明,洛伦兹系数能够弥补传统储层非均质性评价指标无边界的问题,可在其他地区的储层宏观非均质性评价中进行推广。     

非均质各向异性油藏水平井产能新解及其影响因素分析

根据水电相似原理,引用物理学中关于点电荷在不同介电常数的无限空间中位场求解方法,将其运用到存在非均质边界的无限大地层中。通过保角变换推导了带角度水平井势函数,并采用镜像反映法等效消去了非均质边界,从而推导出一种求解非均质各向异性油藏水平井产能的新公式,且分析了非均质系数、水平井中心距非均质边界距离、各向异性系数对产能的影响。最后通过实例验证,该公式精确度高、计算简单,可用于确定非均质各向异性油田水平井产能。     

复杂地质条件下初始地应力场模拟的数值流形方法研究

数值流形方法分析岩土工程问题使用初应力模块施加初应力,但初应力在分析初始阶段易发生消散,无法有效保持.针对深埋问题本文提出在模型边界施加面力的方法来保持初应力.通过对均质各向同性、均质各向异性、非均质材料体进行验证,证明了所提方法的可靠性,随后将其运用于含裂隙复杂地质条件下初始地应力的模拟,并于UDEC计算结果进行对比.分析结果表明,该方法对数值流形方法的初始应力保持中具有积极效果,为采用数值流形方法开展数值模拟提供了有效支撑.     

动静叶相互干涉的三维非定常流场数值模拟

将双时间步法应用于叶栅级的全三维黏性非定常数值求解,讨论了分区算法中内边界条件的给定问题,本算法可保证分区边界上具有与内点相同的精度,具有很好的数值稳定性,且通量基本守恒,将该方法应用于具有弯曲导叶的涡轮级的计算可得到典型的非定常流谱,揭示了动静叶之间的相互干涉对叶片气动性能的影响,数值计算结果表明本文给出的算法是合理有效的。     

非均质碳酸盐岩油藏油水两相流动模拟

为了模拟考虑非均匀基质情况下裂缝的特殊导流作用,采用离散裂缝模型结合有限体积方法进行多裂缝非均质碳酸盐岩油藏两相流动模拟研究,对裂缝显式降维处理,根据基质岩块非均质特征分区划分Delaunay三角网,以此为基础构建非均匀控制单元,采用有限体积法推导其数值计算格式,并基于IMPES方法进行求解。该方法避免了由于介质交界面处渗透率变化较大、利用标准有限体积方法产生不准确速度场的问题,实现了非均质碳酸盐岩油藏油-水两相流动模拟。最后通过算例验证了该方法的正确性,并开展了含复杂裂缝非均匀基质碳酸盐岩油藏水驱数值模拟研究,为此类油藏的开采提供参考依据。     

水平向非均质含水层地下水流动半解析数值分析

利用C0修正的傅立叶级数,构建满足非均质含水层交界处流量连续条件的降深试探函数,提出分析水平向非均质含水层中地下水非稳定流动问题的半解析数值分析方法,由算例的计算分析验证了该方法的正确性和合理性,半解析数值分析结果满足流量连续条件.通过对有止水帷幕情况下基坑降水问题的模拟计算,进一步展示了该方法处理水平向非均质含水层中地下水非稳定流动问题的能力,拓展了半解析数值方法在地下水流动分析中的应用范围.     

熵权非均质综合指数算法及其应用

利用熵权方法可以计算非均质综合指数，其方法包括确定对象的集合、指标因素的集合、指标矩阵、归一化指标值、指标权重以及计算综合指数等。熵权非均质综合指数算法可将数值有差异的属性参数对非均质指数的贡献进行弱化和强化，即去同存异；熵权非均质指数的大小能定量表征储层的非均质性。利用该方法在胜坨油田坨21断块进行了应用，定量地刻划了储层的层间、层内和平面非均质性，取得了满意的效果。     

用线性边界元法分析多层介质传输线

线性边界元法（LBEM）是在常数边界元法（CBEM）的基础上,从线性插值函数出发将边界单元按线性分布来进行处理的一种数值方法。由于工程实际中的传输线一般都通过绝缘包层或介质支架等将导体隔离开来,亦即,工程实际中的传输线基本属于分区均匀（或非均匀）介质中的传输线,故用线性边界元法计算了分区均匀介质填充传输线边值问题,实例计算了两类分区均匀介质填充传输线的电容,其计算精度能满足工程设计需要。     

数值试井技术在复杂边界油藏评价中的应用

根据试井解释曲线表现出的外部边界响应特征，建立任意角度、形状及不同类型的多种外边界的组合，并通过不断调整、完善数值模型的结构、形状和相关参数，建立油藏动态数值试井模型，对不规则形状外边界及其变化情况、储层非均质性、优势渗流通道、低序级断层等复杂边界油藏属性的精确刻画。矿场应用实践表明，数值试井在复杂边界油藏的动静态边界描述方面具有明显的优势。     

二维含动边界流场的并行计算

将并行计算方法应用于含运动边界流场的数值模拟,采用弹簧方法生成非结构运动网格.并行程序结构采用主从模式,主进程只负责数据的发送和接收,每个从进程的计算任务对应一个子区域.通过守恒型ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方程的求解,对NACA0012翼型振动问题进行了数值模拟,并对不同分区数目情况下的计算时间、并行计算加速比和并行计算效率进行了比较.算例结果表明,随着分区数的增加,进行计算CPU的效率先增加后下降,而并行计算的加速比不断增加.     

小波数值均匀化方法求解非均质多孔介质中的非稳定流动问题

详细介绍了小波数值均匀化方法,并将其应用于非均质多孔介质中的非稳定流问题,对连续变化、振荡变化以及随机变化三种非均质多孔介质中的非稳定流问题,分别用小波数值均匀化方法进行了求解.计算结果的对比表明,小波数值均匀化方法比传统的有限体积法有效,既大大地节省了计算量又获得了较好的精度.     

非局部偏微分方程去噪模型

针对传统扩散模型中的边界模糊问题, 提出一种基于非局部信息的非线性偏微分方程去噪模型. 在新模型中引入非局部梯度以探测图像边界, 在区域内部和边界处以不同的速度进行扩散, 从而达到去噪和边界保持的效果. 数值计算采用单边格式计算非局部梯度, 以防止离散情形下边界信息的损失. 理论分析和数值实验结果表明了此模型的有效性.     

动力边界模型对土与结构非线性动力系统数值计算影响的分析

对不同参数条件下自由的远置边界、固定的远置边界、简单的远置边界、粘性局部人工边界和粘弹性局部人工边界等动力边界模型对土与结构非线性相互作用数值计算的影响进行了分析，根据实例计算分析了各种动力边界模型的有效性、数值计算量及计算结果的可靠性。分析结果表明：不同的远置边界模型，对地基计算的合理取值范围有重要的影响，而只要地基的计算范围取得合理，都获得可靠的数值计算结果；粘性与粘弹性局部人工边界对数值计算结果虽有一定的影响，但具有足够的可靠性，而且可把地基计算范围取得较小，大大地减小数值计算量，在满足工程设计计算精度要求的基础上有效地节约计算成本．     

非均质承压稳定流动问题的无单元伽辽金法

建立了求解地下水中导水系数按分片常数定义的非均质承压稳定流动问题的无单元伽辽金(EFG)法和配点法的耦合算法.在不同分区分界线的节点上,基于水头和流量的相容条件,应用配点法建立方程;在各分区除去分界线的子区域上,建立EFG方程,联立得到求解水头函数数值解的耦合方程组.算例结果表明该方法具有较好的计算精度.     

基于非均质多相流模型的液舱晃荡数值模拟

应用非均质多相流模型对不同装载率和激励频率下矩形液舱的横摇晃荡运动进行了数值模拟.分析了液体重心的横向和纵向运动情况,计算了不同工况下自由液面形状与速度场分布以及舱壁测点处压力的时间历程和相应的功率谱密度.模拟结果与均质模型计算结果和试验结果的对比分析验证了非均质模型在模拟液舱晃荡时的优越性.     

基于负载均衡分区法的建筑火灾并行数值模拟及应用

针对建筑火灾数值模拟过程占用计算资源大的问题,采用并行计算方法,综合考虑建筑火灾数值计算中的网格数、通信边界、火源位置以及可燃物密集程度,提出了建筑火灾数值模拟的负载均衡分区算法.并将此方法应用于农贸市场大型火灾数值模拟的并行计算中,与采用传统的递归坐标二分法的计算结果进行了对比.结果表明,建筑火灾负载均衡分区法具有更好的加速比与并行效率.