求解具有复杂地形二维浅水方程的修正HLL格式

采用非结构网格的有限体积方法,对具有复杂地形的二维浅水方程进行数值模拟.采用HLL近似Riemann解计算界面数值通量,基于三角形网格,底坡源项采用简单的斜底模型离散,保证了地形的离散精度,摩阻源项采用全隐方式求解以保证格式的稳定性.采用多维重构及多维限制器的方法获得空间二阶精度的格式,时间离散采用三阶Runge-Kutta法以获得高阶时间精度.为保证格式的和谐性,对经典的HLL格式计算的数值通量中的静水压力项进行了修正.数值计算的结果验证此格式具有良好的高精度捕捉间断的能力,可以应用到地形复杂的二维浅水问题计算中去.     

山区成品油管道边坡防护设计浅谈

山区地形多变,地质条件复杂,自然山体边坡的稳定程度与其自身的工程地质条件及人为改造激烈程度息息相关.在山区成品油管道边坡防护设计时应综合考虑水、地形和地质的影响,确定合理的坡率、坡高和防护方案.结合管道水保维修实际和正在施工的管道设计图纸,对山区成品油管道边坡防护设计进行了初步探讨.     

复杂地形上坝堤溃决洪水演进的非结构有限体积模型

针对复杂地形上坝堤溃决洪水演进的二维数值模拟,综合考虑底坡项、摩阻项和干湿界面对水流的影响,基于浅水二维水动力学理论建立了非结构有限体积模型.围绕传统底坡项处理技术应用于复杂地形时的不足,通过计算底坡项对物质通量和动量通量的影响,并进行相应的分解,提出了集成底坡项的近似Riemann求解器.分析并采用改进的隐式格式解决了摩阻项可能引起的刚性问题.通过求解干湿单元界面处"镜像湿单元"Riemann问题,结合变量重构技术,有效处理了动边界问题.算例研究结果表明,模型稳定健全,和谐性好,具有较好的推广应用价值.     

激波捕捉格式求解复杂床面浅水方程的源项处理

为了解决激波捕捉格式应用于浅水模拟所带来的源项,尤其是底坡项的处理这一难点问题,建立了一种边界条件给定简单的方法。采取构造单元内部流动变量分布的手段,避开了对底坡项的直接处理,综合了常用的Godunov型通量差分裂格式(flux difference splitting,FDS)和LeVeque波传播方法的思想。通过与"人工渗透法"相结合,该方法被应用于存在移动的干湿边界的情况。对两个有解析解和一个有实验观测数据的算例进行了模拟,模拟结果与解析解或观测数据吻合良好。该方法可有效处理复杂地形变化的二维浅水流动。     

激波捕捉格式求解复杂床面浅水方程的源项处理

为了解决激波捕捉格式应用于浅水模拟所带来的源项,尤其是底坡项的处理这一难点问题,建立了一种边界条件给定简单的方法。采取构造单元内部流动变量分布的手段,避开了对底坡项的直接处理,综合了常用的Godunov型通量差分裂格式(flux difference splitting,FDS)和LeVeque波传播方法的思想。通过与“人工渗透法”相结合,该方法被应用于存在移动的干湿边界的情况。对2个有解析解和1个有实验观测数据的算例进行了模拟,模拟结果与解析解或观测数据吻合良好。该方法可有效处理复杂地形变化的二维浅水流动。     

基于随机森林算法的模糊坡位分类

基于相似度的模糊坡位分类算法使用最小值算子来综合不同地形因子的相似度,忽略了不同的地形因子对不同坡位的影响程度的差异.该文使用随机森林算法分析地形因子与坡位类型之间的关系,计算出不同地形因子相对于各类坡位的重要性评分,并以此作为加权因子,通过加权因子原则,综合计算待分类位置与典型位置的相似度.结果显示,基于随机森林算法的分类准确度和Kappa系数分别达到了0.97和0.96,而基于最小值算子算法的分类准确度和Kappa系数分别为0.88和0.83.相比原有方法,新方法的分类准确度提高了0.09,Kappa系数提高了0.13,由此证明,使用本文提出的新方法进行模糊坡位分类,在一定程度上提高了坡位分类的效果.     

浅谈山坡喷灌工程设计应注意的问题

在山坡喷灌设计中，要充分考虑与平地喷灌的不同之处，如喷灌强度、坡面上喷洒水量的变化、地形起伏地块零散给管道布设带来的困难、地形高差的存在导致管网压力多变给水泵选型带来的一系列问题等等，各地要因地制宜，总结经验，科学地进行规划设计，以最小的投资取得最大的效益，推动喷灌技术在山区农业生产的发展。     

具有实际地形的溃堤水流数值模拟

为了减小因溃堤洪水而造成的人员生命和财产损失,建立了能够模拟具有实际地形的溃堤水流的数学模型。该模型基于非结构网格的有限体积法,采用HLL格式的近似R iem ann解计算界面通量,并利用TVD-MU SCL格式和H ancock格式将计算精度升高到二阶。对底坡源项采用分解法处理,对摩阻项采用了半隐式离散的方法来增加计算的稳定性。通过溃坝算例和混合流算例,验证了该方法的稳定性、和谐性和健全性。该模型已应用于哈尔滨市松北区溃堤水流的模拟。结果表明,该模型能较好地模拟具有实际地形的溃堤水流运动。     

小浪底水库异重流对库区河床冲淤的影响

对小浪底水库异重流潜入位置、地形坡降、坝前水位及其库区河床地形的变化进行分析.结果表明:异重流的发生、运行及其消亡受制于地形的改变和进出库水沙量的影响;库区地形影响异重流的排沙效果,反过来异重流又塑造了库区地形.小浪底水库随着淤积三角洲顶点的不断向前推进,近坝段的比降变陡,有利于异重流排沙,可减少库区的泥沙淤积.     

陕北黄土地貌正负地形坡度组合研究

以沟沿线为分界线的黄土正负地形，是黄土地貌的基本特征，其中正负地形的坡面特征差异在黄土高原呈现一定的空间分异规律．本文以5m分辨率DEM为基本信息源，以自动提取的陕北黄土高原正负地形为依据，通过坡谱对比分析，研究陕北黄土高原不同地貌类型区正负地形的地面坡度组合特征．研究结果显示，在陕北黄土高原不同地貌类型区，其正负地形在所提取的坡谱曲线、坡谱偏度、平均坡度差、坡谱信息熵等一系列指标上有显著的差异．而且这种差异的空间分异呈现一定的规律性，在一定程度上反映了地面的破碎程度与发育程度．     

混合网格化学非平衡绕流通量分裂格式及并行算法

讨论了非结构混合网格上的二阶VanLeer逆风矢通量分裂格式,并将其应用于三维高超声速化学非平衡粘性流场的并行计算.高超声速绕流的复杂性要求对N-S方程求解的数值模拟方法应具有较高的计算精度及效率.我们针对混合网格上的有限体积格心格式,引入辅助点方法建立了具有空间二阶精度的VanLeer逆风矢通量分裂格式,提高了数值格式的模拟精度,并采用分布式并行化计算技术用以提高计算效率.粘性通量的计算采用中心格式,化学非平衡动力学模型为7组元空气反应模型,采用考虑了化学反应特征时间的当地时间步长显式Runge-Kutta时间推进格式.对三维双椭球外形的高超声速粘性流场进行了并行计算,获得满意的结果.     

用能流密度法研究昆明地区的地震活动时空分布特征

 利用能流密度法,计算昆明及其周边部分地区（236°N～270°N,1015°E～1045°E）地震释放的能量,得到该区域能流密度对数值的等值线图．分析图形获得各时间段地震能量释放情况,研究了能量释放的区域、强弱,周期及其变化趋势,获得研究区域地震活动时空分布特征．认为研究区域已经进入地震活动强烈时期．讨论能流密度图在潜在震源区的划分和地震预报中的参考意义．     

地源热泵中U型埋管传热过程的数值模拟

以钻孔壁为界将U型埋管的换热区域划分为钻孔内外两部分,并分别采用稳态与非稳态传热来分析求解,两区域模型间通过钻孔壁温耦合连接,以构成完整的埋管传热模型.对于钻孔以外部分,采用变热流圆柱源模型来求解钻孔瞬时壁温.钻孔以内部分,在考虑埋管流体温度的沿程变化及U型管2支间热干扰的基础上,基于能量平衡建立了钻孔内U型埋管的稳态传热模型.用所建U型埋管传热模型对地源热泵系统的运行特性进行了动态模拟,得出了埋管出口流体温度、钻孔瞬时壁温、单位埋管吸热量及热泵COP随运行时间的变化规律.所建埋管模型可为地源热泵系统的动态模拟、优化设计及其改进提供参考.     

带第二声速的变系数热弹性力学方程组间断解的性态

主要研究一维空间变量的带第二声速的变系数线性及半线性热弹性力学方程Cauchy问题间断解的渐近性态.当松弛系数趋于零时,得到弹性体温度的间断将消失,弹性波和热流量的间断将以弹性波的速度传播;这些间断随时间增长呈指数衰减,且衰减率与非线性项的增长率、热传导系数、弹性波速度的变化率有关.     

外场协同强化扩散传质过程的唯象分析

根据非平衡热力学熵产生表达式中热力学力和流的定义，并结合不可逆过程中热力学力和流之间的因果关系，推导了热力学力和流之间的唯象表达式，由此分析得到：除化学势梯度及温度梯度(热扩散，Soret效应)能引起物质的扩散外，外场力也对物质扩散流产生贡献，其扩散传质流大小不仅与外场参量梯度大小及化学势梯度大小有关，还与它们的方向配合有关，即与外场同化学势场的配合有关，当外场梯度与化学势场梯度方向一致时，扩散传质流最大．     

潮汐锁相行星的大气环流与气候

红矮星是宇宙中数量最多的恒星,其表面辐射温度比太阳的辐射温度低得多,因此,红矮星的宜居带与恒星的距离非常近．因为距离其恒星较近,在强大引力的作用下,位于红矮星宜居带内的宜居行星很可能是潮汐锁相行星．锁相行星的特征是其一侧永远面对恒星,另一侧则永远背对恒星,从而形成极端不均匀的加热．我们在本文中使用一个真实的大气环流模式与平板海洋相耦合来研究锁相行星表面的气候要素和大气环流特征．我们特别针对两种自转速度进行了模拟试验．结果发现,在慢速自转条件下（自转和公转周期均为243天）,大气环流基本是热力驱动的下层辐合和上层辐散的运动,行星的表面仅有恒星直射点附近比较湿润,其他区域均比较干燥,背阳面尤其寒冷．在快速自转条件下（自转和公转周期均为l天）,科里奥利力的作用比较显著,大气环流以纬向西风为主,并呈现波动特征,赤道上空出现超级旋转的西风急流,湿润区域显著扩大．EP通量诊断分析表明,赤道超级旋转急流是由于热带Rossby波随高度向极地方向传播所产生的EP通量在赤道附近的辐散造成的．     

超临界水在垂直上升圆管中传热的数值分析

利用FLUENT对超临界水在垂直上升圆管内的传热特性进行了CFD研究,计算结果与Yamagata试验结果进行了对比.采用5种不同湍流模型对同一工况进行计算,结果表明RNG k-ε湍流模型所得到的计算结果与试验结果更为接近.在RNG k-ε湍流模型中比较了不同的y+下的计算结果,结果表明当y+≤1时计算结果与试验结果符合较好,y+=0.1时二者相符最好,最大偏差约为13%.最后选用RNG k-ε湍流模型并取y+=0.1计算了不同的热流密度下的传热特性,结果表明在大比热区低热负荷时传热会得到强化,而随着热负荷的增加,传热强化的效果会被减弱直到出现传热恶化现象.