基于GIS技术的浅层地下水硝酸盐氮浓度场数值仿真

地理信息系统(GIS)技术与数值模拟技术相结合,揭示地下水硝酸盐氮浓度场的时空变化特征。采用准三维数值仿真技术,建立地下水水流模型、溶质运移模型和地下水运动方程组成的地下水水质模型。先解地下水水流模型,得到地下水渗流场水位函数H(x,y,t);再解地下水运动方程得到各单元的地下水实际流速;最后解溶质运移模型,求出计算区内任一点的硝酸盐氮浓度。数值模拟与空间分析结果表明,研究区地下水水质系统状态比较稳定,硝酸盐氮浓度场的时空分布变化较小。     

裂隙-岩溶介质空间水流数值仿真与流场优化

裂隙-溶隙水流系统的数值仿真具有明显的优点，数值仿真试验可以通过多种数值方法，识别流场特征，刻画流场时空演化规律，本文基于研究区地下水系统概念模型。以非均质各向异性渗流模型仿真裂隙-岩溶水流，用有限元法求数值解，先解逆问题反演求参，再解正问题计算地下水开采资源量，耦合地下水数值仿真模型与线性规划，建立地下水优化管理模型。通过设计地下水降深分布求最优开采量的方法，实现对地下水渗流场的优化调控。     

地下水多层含水层系统的动态数值仿真

建立地下水多层含水层系统的动态数值仿真模型，对郑州市地下水流场进行预报和评价。以非均质各向同性渗流模型仿真地下水流，用不规则三角网格有限差分法求解三维数值仿真模型。先解逆问题反求参数，再解正问题计算地下水各项资源量，数值仿真预报地下水渗流场至１９９８年。通过地下水渗流场的优化调控，使研究区内不合理开采地下水资源所引发的环境问题减小到最低程度，为郑州市水资源管理提供科学依据     

气候变化对地下含水层总氮污染物的影响——以海河流域片平原区为例

地下水是战略性的水资源,在国民经济和社会发展中具有重要的地位。随着人类活动的不断加剧和气候变化等不确定性条件的存在,地下水超采和地下水污染日益严重,直接威胁着重要的战略性水资源。本文旨在研究气候变化如何影响地下水环境。本文以地下水最常见污染物总氮为研究对象,以地下水污染严重的华北平原为研究区域,搭建了包含"二元"水文模型、地表水环境模型、地下水流模型和污染物运移模型的地下水综合模拟框架。根据水流和污染物运移的特征,应用地下水综合模拟框架模拟预测未来气候变化情景下的地下水氮污染情况。根据研究,在A1B情景下,地下水总氮污染情况严重,危及北京市、天津市、唐山市地下水供水安全;A2情景下,地下水总氮污染情况相对较好,但是北京市部分含水层已不适合作为饮用水,B1情景下,区域地下水总氮污染情况最好。     

干扰力作用下潜艇近水面运动的仿真

潜艇近水面运动时受一介波浪力和二阶波浪力的影响较大，本文对一阶波浪力、二阶波浪力和海流力进行了数值计算，然后把这些干扰力作为干扰项加入静水中的潜艇六自由度运动方程得到潜艇近水面运动模型。最后对潜艇近水面运动模型和压水及操舵对消除波浪力的影响进行了仿真分析，仿真结果与实际情况吻合，说明文中提出的潜艇近水面运动仿真模型是合理有效的。     

核素渗漏对地下水污染的数值仿真研究

研究放射性核素在地下水环境中传输的动力学行为是评价核废料处置库安全性能的一个关键性问题。以双重介质理论为基础，充分考虑了地下水变密度对核素浓度分布的影响，建立了孔隙-裂隙介质中核素随地下水迁移的耦合数值模型，其中相对密度项使地下水流控制方程具有非线性性，为此将Galerkin有限元法和Picard迭代法相结合对耦合模型进行了离散，并模拟了核素泄漏对地下水污染的动态过程。数值仿真的结果表明：污染面积随时间推移不断扩大，且纵向扩散显著：数值仿真结果没有出现弥散现象，验证了数值算法的可靠性；核素浓度的分布对水密度变化表现较为敏感，且不同核素（^226Ra、^210Pb和^90Sr）由于各自放射性衰变特征的巨大盖异，受到水密度影响的程度也有很大差别．因此，在对裂隙介质核素迁移的数值仿真分析过程中，不能忽略地下水密度的变化对其造成的影响。     

系统动力学运算过程图分析方法——以供应链模型参数调控延迟计算为例

针对系统动力学仿真方法存在的两个问题，一是仿真结果的数值输出，其数值大小动态变化过程直观性差，不利于理解与应用；二是因仿真程序内涵与计算过程被隐藏，使得流图模型的因果链、仿真方程、仿真程序、仿真数值结果间的内在关系不能较好地展示出来.论文以供应链模型的仿真数值输出为例，首先将流图的因果链与仿真方程相结合建立运算因果链，将运算因果链与仿真方程相结合建立数据过程顶点，进而将数据过程顶点集合与运算因果链组合成"运算过程图"，展示变量顶点值计算过程，解决仿真数值输出难以理解的问题.接着，进行单参数调控延迟量的仿真规律研究，推导出单参数调控延迟量计算的2个定理，为相关参数调控的延迟计算及理论分析提供依据.文章提出的运算过程图具有3个功能：1）直观展示仿真数值计算过程；2）揭示系统动态变化规律，为模型仿真规律展示和研究提供一个新平台；3）验证系统动力学模型的可靠性.     

具有比例延迟的中立型方程新块θ-方法稳定性

相对于一般的数值方法，块方法由于其简化计算步骤和稳定性好的特点在数值计算中具有明显的优势。文章针对新θ—方法给出了新θ—方法，并对具有比例延迟的中立型方程进行数值处理，通过考察方程及其扰动方程的数值解，得出了新块θ—方法GP—稳定的充分条件。     

一元肥料效应函数模型研究

应用正交多项理论给出了一种施肥量的不等距的一元正交多项式肥料效应函数，它有如下优点：不需解正规方程，因而可避免“病态”出现；所有效应系数之间不存在相关性；计算量比普通的多项式回归模型小。     

地下水系统准三维流场数值模拟与流场宏观调控

郑州市长期过量开采地下水致使地下水位大幅度下降,由此引发了一系列水环境问题：１）区域地下水降落漏斗形成并不断扩展;２）大幅度增加供水难度和费用;３）导致水环境质量恶化;４）诱发地面塌陷和沉降．研究区内地下水系统（＜２５０米）可概化为浅层地下水系统和中深层地下水系统,两者通过弱透水层系统发生水力联系．本项研究根据抽象出的研究区地下水系统概念模型,建立了地下水流场准三维模拟模型．经模型校正和识别后对研究区地下水流场做了数值预报,并基于此提出流场宏观调控技术方案     

Application of Hierarchical Optimal Control Theory to Coordinative Management for Water Resources Utilization and Regional Economic Development

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＯｐｔｉｍａｌＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒｙｔｏＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｖｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔｆｏｒＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＲｅｇｉｏｎａｌＥｃｏｎｏｍｉｃＤｅｖｅｌｏｐｍｅ...     

红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型

在红外成象自寻的导弹半实物仿真系统精度分配中 ,各仿真设备对整个系统的仿真精度灵敏度难以计算。本文建立红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型 ,利用数学仿真实验和统计拟合成功地解决了这一难题 ;根据动力学基本定理、图象处理算法和国家仿真设备的规范标准建立了导弹、弹体三轴转台、目标二轴模拟转台、过载模拟器和红外成象系统的数学模型。所建模型 ,不进行刚体运动模型的线性化 ,充分考虑了转台各轴之间的耦合作用和红外成象技术的影响 ,更精确、更全面地反映了仿真系统的实际运行特性 ,并具有较强的通用性     

两相流重粒子运动的非线性系统方程组的计算

本文阐述两相流重粒子运动的非线性常微分方程组实际上代表一个系统的方程组,讨论了常用的解法如Runge—Kutta法等和它的结果。本文采取变步长用有限分析法把非线性项线性化,构造一个迭代序列,逐步迭代修正非线性项,求解一般形式的非线性系统方程;并验证迭代逼近解的收缩运算条件;给出计算重粒子运动轨迹和速度的算例,结果分析和说明应用的实例。     

Valuation of stock loans under a Markov chain model

In recent years the use of Markov chain models to model stock price movement has received increased attention among researchers. Markov chain models combine the discrete movements of a binomial tree model while retaining the Markovian properties of Brownian motion, thus allowing the best properties of both of these models. In this paper, the authors consider a Markov chain model in which the underlying market is solely determined by a two-state Markov chain. Such a Markov chain model is strikingly simple and yet appears capable of capturing various market movements. By proper selection of parameters, the Markov chain model can produce sample paths that are very similar to or very distinct from a classical Brownian motion, as the authors demonstrate in this paper. This paper studies the stock loan valuation, or the value of a loan in which a risky share of stock is used as collateral, under such a model. Dynamic programming equations in terms of variational inequalities are used to capture the dynamics of the problem. These equations are solved in closed-form. Explicit optimal solutions are obtained. Numerical examples are also reported to illustrate the results.     

考虑公交车辆影响的城市交通流元胞自动机模型

城市道路上的车流主要是公交车和小汽车混合流,而一般交通流理论都是以小汽车流为对象进行研究和建模。在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,提出了一种考虑公交车辆影响的多速混合车辆双车道元胞自动机模型,重新标定了元胞长度、运行车速、随机慢化机制,引入了公交车辆,设定了公交车停靠站、改进了车辆变换车道规则,小汽车与公交车不仅最大速度不同,而且车辆运行中占用元胞点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,再现了传统交通流三参数之间的关系,发现纯小车流与考虑公交车流相比阻塞项更为明显和规律,只要在车流中存在公交车,整个车流的流量和速度就会受到较大的影响。为进一步更好地描述城市混合交通流奠定了基础。     

煤矸石淋滤液对地下水污染的数值仿真研究

针对新邱露天煤矿矸石山附近于家沟地区地下水污染的实际情况，分析了矸石山淋滤液在地下水中的、迁移规律。在综合考虑对流、弥散、吸附解吸及存在源汇项的条件下建立煤矸石淋滤液在地下水中迁移的动力学数学模型，采用有限差分的方法对模型进行了数值求解，对不同污染强度、不同时间条件下地下水系统中淋滤液动态变化规律进行了数值仿真，预测了污染物浓度的时空分布特征，并结合实际水质监测数据对模拟结果进行了分析。模拟结果表明，污染物浓度变化趋势及模拟值与监测结果基本吻合，从而验证了模型的可靠性和实用性，为地下水污染的治理提供依据。