地下水数值模拟中的参数灵敏度分析

将局部灵敏度分析和全局灵敏度分析引入地下水数值模型的参数灵敏度分析中,并以塔里木河下游为例,选取含水层渗透系数、给水度、河床沉积物渗透特性系数及模型输入项的河流水位进行地下水数值模拟中的参数灵敏度分析.分析结果表明,河流水位对地下水数值模型的影响最为显著,而其他参数的影响则相对较小,全局灵敏度分析计算出的参数总灵敏度较小.这说明地下水数值模型比较稳定,可以用于模拟塔里木河下游地下水水位变化情况.     

中期数值降雨预报在汛限水位动态控制中应用研究

定义中期数值降雨预报最大可利用预见期、最大可利用预见量和实时预见期折减系数3个参数,对中期数值降雨预报信息进行预处理,且给出评估中期预报精度的指标以及指标的求解方法;然后利用上述3个参数,对汛限水位实时动态控制相对安全期进行定义,进而提出利用中期预报进行汛限水位动态控制的实时相对安全期法.对该方法风险分析过程就是对上述3个参数的优选过程.基于此,分别定义评估风险、风险效益以及调度决策者承受风险能力的指标,建立控制风险在决策者承受能力内而追求风险效益最大的风险分析模型,即参数优选模型.浑江上游桓仁-回龙库群试用结果表明,经济效益显著.     

气流组织评价指标的修正

运用质量权重法对原有的各气流组织评价指标进行修正,以充分发挥数值模拟技术的优势来评价气流组织的性能。建立了数值模型并通过实验验证了模型的准确性。用该数值模型模拟嵌入式空调室内机4种不同工况下的室内气流组织,计算、比较了这4种工况下的原气流组织评价指标值与修正后的指标值,发现修正前、后指标值差异显著,且这些差异导致了评价这4种气流组织结果的不同。分析结果表明,用修正后的评价指标来评价气流组织更加准确、科学。     

邯郸市永年区不同PM修正模型麦田蒸散模拟对比

为探究不同PM修正模型在邯郸市永年区麦田的结构适应性、模拟准确性,以田间水量平衡计算结果为参照,分别选取了3种不同结构形式的PM修正模型命名为PM-1、PM-2和PM-3模型,模拟了永年区冬小麦关键生长期(4—5月)内的农田蒸散,并对比评价其模拟效果。结果表明:模拟精度方面,PM-1模型模拟的决定性系数和整体评价指标的平均值最高,分别为0.773和3.105,而PM-3模型模拟的两个指标最低,分别为0.701和-2.904;PM-1模型时间分布均衡度最高,PM-2模型最低;3种修正模型各具优点和局限性,对永年区蒸散模拟PM-1模型更具适应性。     

机器学习模型在地下水埋深模拟中的适应性分析

基于京津冀气象、社会资料及地下水埋深数据,构建支持向量机(SVM)、循环神经网络(RNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)模型对京津冀地区13个城市地下水埋深进行了模拟,并以确定系数、均方根误差、平均绝对百分比误差、纳什系数对3个模型的适应性进行了评价。结果表明：LSTM模型模拟效果最好,其次是RNN,SVM最差;不同城市基于LSTM模型进行地下水埋深模拟时参数调整最少,适应性最好,SVM模型参数调整最多。将3个模型应用于随机选择的6个测站进行验证,在华北地区浅层地下水埋深模拟方面,LSTM模型模拟精度和可信度最好,适应性最强,是该地区地下水埋深模拟的首选机器学习模型。     

电弧焊接数值模拟中热源模型的研究与发展

焊接过程的数值模拟作为一种有效的计算手段,在焊接温度场及残余应力分布的评价中获得了广泛应用,而焊接热源模型的选择及模型参数的确定直接影响到计算和评价结果的准确性.本文通过对近年来常用的电弧焊接热源模型进行梳理,介绍了其研究进展,分析了不同热源模型的特点及适用性.高斯面热源模型和双椭球体热源模型作为基础热源模型,广泛应用于较小尺寸工件和规则轨迹的焊接过程数值模拟,且具有较高的计算精度;简化热源模型和温度替代型热源模型多用于大厚工件的多层多道焊接及复杂轨迹焊接过程的数值模拟,能够实现效率和精度的统一;多丝电弧焊接热源较为复杂,采用修正后的双椭球体叠加热源模型,计算结果能保证一定的精度;结合型热源模型对熔池形状的描述更灵活,在深熔电弧焊的数值模拟中具有优势.本文可为电弧焊接过程数值模拟的热源模型选择和模型参数确定提供有益参考.     

y+值对翼型气动参数计算精度的影响研究

基于RAE 2822翼型,为了研究粘性底层无量纲参数y+对翼型气动参数计算精度的影响,采用ANSYS ICEM剖分的计算域网格和三维N-S控制方程的有限体积法离散格式,选取SST湍流模型,在不同的y+值下借助ANSYS CFX模块数值计算了该翼型的气动参数,分析了相对误差,绘制了压力系数分布云图。结果表明:过大的y+值导致误差增大;在y+的理论值11.63附近,计算精度变化较小;较小的y+可使精度进一步提高,但过小的y+并不能得到过高的计算精度。y+值对翼型边界不同区域的计算精度影响有所不同,翼型气动参数数值计算时推荐y+取2-4。     

DRAINMOD和HYDRUS-1D模型对水稻控制灌排条件下农田水位的模拟

为研究水稻控制灌排条件下农田水位的变化,根据2017年的水稻测坑种植试验资料,率定DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型参数,以相关系数、平均偏差及纳什效率系数为评价标准,通过比较2018年农田水位模拟值与实测值的吻合程度,分析2种模型模拟稻田干湿交替条件下农田水位的可靠性。结果表明:DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型的模拟结果均能较好地反映农田水位的实际变化情况,模拟值与实测值的相关系数分别为0.778和0.849,平均偏差分别为2.051 cm和1.809 cm,纳什效率系数分别为0.509和0.360,且2个模型模拟结果没有显著差别;DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型均可用于模拟水稻控制灌排条件下农田水位变化,为稻田水分运移研究提供方便可行的方法。     

高压除鳞喷嘴内部流场数值模拟与仿真分析

针对目前工厂广泛使用的高压除鳞喷嘴,应用前处理软件Gambit建立其内部流畅的三维模型,采用Fluent软件提供的Laminar层流模型对不同结构参数的喷嘴内部不可压缩、稳态、层流流场进行了数值模拟,并分析了各参数对其流场速度分布、压力分布和出口轴心速度的影响.仿真值与理论计算值十分接近,数值模拟结果表明,喷嘴收缩角和直径对其内部流场影响较大,而扩张角对其内部流场影响相对较小,但各参数都存在最优值,且各参数之间也存在着最优搭配使射流打击效果最好.     

超音速射流流场湍流模型适应性研究

为了系统研究Fluent湍流模型对超音速射流的适应性状况,运用Fluent自带的5种湍流模型,对Ma=1.7的喷管进行了数值模拟,得到了不同超音速射流在轴线上距喷管出口一定距离的速度与温度分布图,并与试验测试值进行了比较。结果表明,采用标准k-ω模型和标准k-ε模型模拟时与试验结果相差较大,RNGk-ε模型、可实现k-ε模型和SSTk-ω模型的模拟结果差别不是很大。综合近场和远场与试验测试值的比较可以看出,采用SSTk-ω模型模拟的射流结果与试验测试值的吻合度最高,因此该模型最适用于Ma=1.7喷管的超音速射流模拟。研究结果可为转炉炼钢的吹氧装置设计提供参考。     

潜山裂缝性油藏鱼骨井开发效果影响因素分析

鱼骨井是多分支井的一种。裂缝性油藏中鱼骨井能沟通更多裂缝,增加与油藏的接触面积,提高油藏的渗流能力。针对某一裂缝性油藏,筛选出影响鱼骨井开发效果的井身结构参数。利用正交试验设计方法设计了9个试验方案,根据试验方案建立相应的油藏数值模拟模型。基于初期产能、累产油等开发指标,采用直观分析方法,得出影响鱼骨井开发效果的各井型参数的重要程度和最优的参数组合。四个影响因素显著程度依次是主井筒长度、分支间距、分支长度、分支角度;并通过单因素敏感性分析方法验证了相应的正交试验设计结果的准确性。     

浅水不规则波的无网格数值模拟

采用基于配点和径向基函数的无网格数值模拟方法,建立数值海洋工程水池,将源点布置在模拟波浪场之外,沿边界布置配点而不是划分网格;对深水不规则波经斜坡过渡后在均匀水深浅水域中传播的过程进行无网格数值模拟和波谱的迭代修正.不规则波的数值模拟结果显示,该方法形式简单、计算速度快、稳定性好.经物理水池的造波实验验证,波浪谱、波浪参数、波浪时历都与实验结果吻合良好,并具有浅水波特征,最终模拟得到的浅水不规则波令人满意.     

玻璃熔制过程的定量化评价

提出了评价玻璃熔化过程和玻璃澄清过程的定量指标——熔化指数和澄清指数，从而建立了应用数值模拟手段来定量地评价和分析玻璃熔制过程的方法。用澄清指数考查了熔窑结构和操作参数对彩色显像管玻璃熔制质量的影响，为玻璃生产提供了理论依据，指出了改进方向。研究成果已成功地应用于实际生产，经济效益显著。     

基于ALE算法的水射流破土特性

为探究水射流破土过程中射流参数对破土特性的影响,通过ALE流固耦合算法建立了淹没状态下水射流破土的数值模型,开展水射流破土的室内试验验证了数值计算结果的准确性。基于数值模型分析不同射流速度和靶距下冲蚀深度与体积的变化特征,探讨射流参数对破土特性的影响机制。研究结果表明：水射流破土形成的冲蚀深度随着射流速度的增大而逐渐变大,且随着射流时间的增加会呈现线性增长、缓慢稳定增长和稳定三个阶段;靶距越大冲蚀深度越小,但冲蚀体积受射流速度的影响较大,在低速时冲蚀体积随靶距的减小而增大,而在高速时冲蚀体积则会先减小后增大再减小;基于试验结果分析敏感性可知射流速度对冲蚀深度与体积的影响程度要大于靶距。     

弹性波传播的低数值频散波场模拟方法

压制数值频散以提高计算精度是检验地震波数值模拟方法的一个重要标准。基于弹性波传播方程,建立了低数值频散波场模拟的八阶FNRK方法。该方法以Runge-Kutta方法对时间导数进行三阶离散,以近似解析离散算子替代差分算子对空间偏导数进行八阶离散,结合通量校正传输技术消除离散后的数值频散。弹性波场模拟结果表明,与高阶有限差分方法相比,该方法能在压制数值频散方面具有明显的优势,计算精度提高,且适应于地震波在大规模复杂介质中传播的波场模拟。     

抛物面天线反射面参数化建模与热变形优化分析

为更好地分析卫星在轨运行期间天线主反射面热变形对天线性能的影响,应用PCL,对MSC.PATRAN/NASTRAN进行二次开发,将参数化建模、抛物面拟合、型面精度分析引入有限元计算,并对某大口径复合材料天线主反射面在均匀温度场下的热变形进行了数值模拟,优选出合理的铺层方式,获得了变形后的天线性能指标.研究结果表明:数值模拟探索出适合于在轨卫星天线减少热变形的铺层设计方法,所获变形值、抛物面拟合参数、型面精度误差等结果符合设计要求,为复合材料天线主反射面的设计应用提供了依据,同时解决了通用CAE软件无法预估热变形对天线性能影响的问题.      

基于股票期权定价熵模型的套期保值参数研究

基于股票期权定价熵模型,本文给出了一套平行于Black-Scholes期权定价模型（BS模型）的套期保值参数的定义及其计算公式,并与BS模型框架下的套期保值参数进行了相应的数值模拟比较与分析。结果表明：熵模型套期保值参数的灵敏度要大于BS模型,从而为不完全市场中衍生产品风险管理提供了一种新途径。     

Application of nonlinear optimization method to sensitivity analysis of numerical model

A nonlinear optimization method is applied to sensitivity analysis of a numerical model. Theoretical analysis and numerical experiments indicate that this method can give not only a quantitative assessment whether the numerical model is able to simulate the observations or not, but also the initial field that yields the optimal simulation. In particular, when the simulation results are apparently satisfactory, and sometimes both model error and initial error are considerably large, the nonlinear optimization method, under some conditions, can identify the error that plays a dominant role.     

素混凝土本构模型参数的实验研究

在对JHC(Holmquist-Johnson-Cook)模型进行理论分析的基础上,针对该模型的力学参数获取问题设计了一系列具体的实验,并通过这些实验获取了一种素混凝土的JHC模型的具体参数。依据所获取的JHC模型力学参数,运用LS-DYNA有限元软件,对素混凝土板在爆炸载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟,并进行了相应的爆炸实验。数值模拟结果与实验结果吻合较好,表明按照本文提供的实验方法来测定JHC模型参数是有效的。