稳定点电流源场三维有限差分正演模拟

文章阐述了用有限差分模拟计算三维稳定点电场的原理,提出了可以节约内存,提高运算速度的剖分网格,差分格式和超松弛迭代数值解的计算方法。并采用解析法计算点电源在均匀大地条件下产生的正常电位场,用有限差分计算异常地电异常体引起的异常电位场,进而得到实际电位场,简化了三维地电场数值模拟的问题,并且有效地控制了模拟计算精度。     

条形波导的三维标量FDTD法分析

发展了一种实用的对条形结构波导中光的传输特性进行模拟计算的三维标量时域有限差分(FDTD)数值计算方法,并对在电吸收调制器条形波导中的光场分布进行数值模拟计算,得到了在条形波导中光传输方向上不同横截面上的光场分布形式,这些光场分布是由波导中不同模式场叠加形成的,反映了波导中多模干涉的现象.数值模拟计算的结果与实验测试结果相一致,证明了这种三维标量FDTD法应用于条形光波导结构分析的有效性.此方法具有掌握容易,计算分析简便等优点,适用于条形结构波导的设计、模拟和特性分析.     

曲线的数值描述及其生成算法

提出了一种以二维及三维离散点的坐标值代替函数来描述二维及三维曲线的方法,并给出了这种数值曲线生成的叠代算法,该方法以差分替代导数,直接生成曲线上点的坐标,而不是样条函数。     

地下三维体上电测深曲线规律

以均匀半空间中等轴状三维地质体为例,利用边界积分方程法对对称四极和温纳尔2种装置的电测深进行数值计算,并与相应解析表达式的计算结果进行对比;用数值模拟方法研究了均匀半空间中板状体的对称四极、温纳尔等装置电测深拟断面图"看得见但看不穿”的规律.研究结果表明温纳尔、偶极等测深装置不仅能"看到”而且能"看穿”地下三维体,而对称四极装置及交流电法中采用平面波场的CSAMT,AMT等观测方式通常只能"看到”但不能"看穿”三维异常体;在对称四极测深装置中心剖面上,根据水平板状体的规模及埋深等因素,可分别将其视为一维层状体或均匀半空间处理,这对野外实际工作具有指导意义.     

铸件凝固三维温度场的计算机模拟

本文在论述采用隐式方法进行铸件凝固进程数值模拟的基础上,编制了铸件凝固温度场三维数值模拟计算程序。通过理论计算和实测结果的比较,得出三维数值模拟计算具有较好的精确度。三维模拟计算与二维模拟计算的结果相比较说明,开发三维凝固温度场解析程序是十分必要的。最后,本文提出了在前人基础上继续探索更实用数值方法的重要性。同时指出热应力场的数值模拟是今后研究的发展方向。     

用边界积分方程法对地下目标体基本定位

利用边界积分方程数值模拟法研究了均匀半空间 (地下 )多个三维体条件下的地表视电阻率响应 .此外 ,在微分测深、温纳尔测深及耦极 耦极测深装置下 ,分析了三维地质体的地表视电阻率响应及异常形态与地质体几何参数的对应关系 .通过数值模拟得出了地面各类装置的测深资料特征与地下 (电性 )不均匀体几何参数的基本对应规律以及进行空间定位的方法 ,为目标体成像奠定了基础     

凸轮泵转子型线优化设计及模拟计算

针对渐开线转子型线进行优化设计,在转子型线为渐开线-圆弧的基础上,引入一段高阶曲线,衔接渐开线与圆弧之间的过渡曲线,有效的消除曲线连接处所形成的"尖点"现象.通过对高阶曲线的边界限制和计算机软件的实施得出高阶曲线的方程,并根据几何方法及渐开线的性质从而得到整个转子型线的参数方程,并建立其三维模型.采用动网格技术对凸轮泵三维模型数值模拟计算,结果表明:优化后的模型出口处的"脉动"现象有很大的改善,有效的降低了工作噪音.随着转速的提升,介质在出口处的平均速度也随之升高.通过对比流场的模拟计算和实验结果,验证了模拟计算方法的可行性.     

梯形堤坝对电测深ρ_s曲线的影响

研究了物理模拟和堤坝隐患探测中不同类型的梯形地形对电测深ｐｓ曲线的影响以及对电测深ｐｓ曲线解释结果的影响程度，可为正确评价堤坝隐患提供可靠依据。     

黄河冰凌地电预警技术初探

以黄河济南段冰凌研究为例,采用地电测试方法对黄河凌汛期典型断面进行了流凌量测试,结果显示：（1）电测深曲线的高频部分与流凌量具有明显的数量关系,高频数值越高,河水中冰凌含量越多,视电阻率值也越大;反之,则流凌量少,故高频曲线与低频曲线的差异可反映河道流凌量的多少.（2）对于同一断面,流凌与未结冰相比,曲线高频部分的弯曲特征（曲率）相似,低频部分的弯曲特征（曲率）也相似.研究结果说明,以电测深曲线分解后的高频曲线和低频曲线作为黄河冰凌预警识别指标是可行的.     

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。     

某铁矿区电测深资料的一种解释方法

本文通过物理模拟,提出了对非水平层状介质(ρ基→∞)的电测深曲线定性解释的可能性。通过己知地段资料的分析,用数理统计方法提出了某铁矿区基岩起优条件下电测深曲线定量解释的一个近似公式H=97×S-48米。介绍了这个近似公式在未知地段的验证结果。     

三维三相单井数值模拟计算的程序设计

随着微型计算机的计算速度和存储量等性能的提高 ,采用计算机进行小型油藏数值模拟计算成为可能。本文建立了一个柱坐标系下的三维三相单井数值模拟模型 ,并编制了三维三相单井数值模拟计算程序     

催化裂化提升管反应器流动反应模型的建立

基于流体力学和稠密气体分子运动的基本理论,建立了气粒两相流的颗粒动力学模型,并结合催化裂化反应的集总动力学模型建立起催化裂化提升管反应器内原料油气和催化剂颗粒两相流传质、传热、反应的三维模型,用于考察提升狞内催化裂化反应历程。给出了模型方程的数值解法、边界条件和差分方法,编制了模拟计算程序。模拟计算了催化裂化提升管反应器喷嘴附近催化剂颗粒的流动特征。模型的计算结果与炼油厂实际标定的提升管出口给分浓     

综合物探在多金属矿区工程建设中的应用

以保山金厂河铁多金属矿区检测为例,阐述了高密度电阻率法、激电测深在探测异常检测中的应用,通过测深曲线、综合剖面分析并结合钻孔测井测试,准确、及时、高效率地提供了勘察成果,从而为消除地质隐患、确保工程质量提供了依据,满足工程勘察之需.把2种或2种以上的物探方法有效地组合起来,应用高密度电法、激电测深法查明断层情况,为多矿区斜井的设计稳定性提供了科学依据.     

基于有限差分方法的水中爆炸三维数值模拟

针对水中爆炸的三维数值模拟问题,采用基于有限差分的拉格朗日与欧拉相结合的方法,在矩形网格上离散差分基本方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;编写了数值模拟程序,进行了炸药在水中爆炸的三维数值模拟.爆炸场中考虑了有刚性障碍物及有反射有限边界计算域.结果表明,模拟结果与实际情况基本吻合,特别是冲击波在水中传播的模拟效果较好,证明所采用的三维数值模拟方法是有效和可行的.     

差分格式对柴油机进气流动模拟计算结果的影响

研究差分格式对柴油机进气流动模拟计算结果的影响. 利用三维计算软件FIRE,对双进气道柴油机进气道的稳流试验进行了模拟计算. 对动量矩方程、连续性方程、湍流方程的数值解法使用了不同的差分格式,对比不同条件下进气的质量流量和涡流转速,并和试验结果进行对比. 结果表明,不同情况下质量流量的计算值相差很小,和试验值之间的误差较小;涡流转速的计算结果相差很大,当选择高阶差分格式,同时选择适当的混合因子时,涡流转速的计算值和试验值吻合得很好.     

弹性介质Hamilton正则方程与声波方程辛几何算法

建立弹性介质的Hamilton正则方程,把声波介质视为特殊的弹性介质,由弹性介质Hamilton方程导出声波介质地震波方程,对声波方程Hamilton化后给出其蛙跳格式的辛差分算法。将声波方程辛算法应用于二维情况下的地震波场正演数值模拟计算,并与常规的有限差分算法进行比较。结果表明,在地震波场正演数值模拟计算中辛几何算法比常规有限差分算法更具优越性。     

基于Surpac和Phase^2耦合的采空区稳定性模拟分析

为了解决数值模拟计算中复杂建模和单元剖分等前处理难度大的问题,采用三维地学模拟与数值模拟耦合的方法,研究了Surpac和Phase2耦合采空区围岩稳定性模拟.结合某矿山复杂空区群的实际情况,应用Surpac建立了矿山地学三维模型,将数据转换后导入Phase2软件构建了数值分析模型,进行了数值模拟计算,并根据模拟计算结果对采空区的围岩稳定性进行了分析.结果表明,采用数据转换方法将Surpac和Phase2两者的优势充分结合起来,为岩土工程的稳定性数值模拟研究提供了一条新的有效途径.     

铸造充型过程模拟新技术研究

铸造充型过程数值模拟计算中,速度场和压力场的求解非常重要．通常求解粘性不可压流体的基本方程(动量方程及连续性方程)往往采用SOLA-VOF算法,但该方法计算精度和速度并不是很好．本提出了一种新的计算方法——三维近似盒迭代法(ABX),该方法采用混和差分格式离散方程．实践证明,该方法可以准确而迅速地求解N-S方程．     

高维分数阶cable方程隐式差分逼近

针对高维分数阶cable方程的数值差分逼近问题,采用有限体积方法,构造高维分数阶cable方程一种隐式差分逼近格式.结果表明:该隐式差分格式是无条件稳定和收敛的.利用隐式差分方法求解三维情况的数值例子,将数值解与精确解进行比较,说明隐式差分方法的有效性.此方法可应用于其它类型的高维分数阶微分方程.