利用计算机模拟物理教学中的问题

在普通物理学的教学中,通过利用计算机进行数值模拟,解决物理教学过程遇到的数值分析及现象模拟问题.     

计算机数值模拟技术在土建专业课程教学中的应用

本文将数值模拟技术应用于土建专业课程的教学活动，通过阐述数值模拟技术的相关特点，提出了该技术应用于实践教学的设计思路，并结合钢管混凝土拱桥进行了案例分析，实践表明该技术在提升教学质量上有明显作用，为今后土建专业课程改革提供了参考。     

油藏数值模拟在油藏工程课程中的应用

《油藏工程》是石油工程专业本科生的专业核心课程,主要课题是科学合理地开发油田。油藏数值模拟是利用计算机建立三维地质模型来模拟实际油田的开发和预测油藏动态的一门技术。该文通过对两者描述,可以看出,理论上,油藏数值模拟与传统油藏工程的计算方法基本一致,油藏数值模拟技术类似于实际油藏开发的仿真实验。通过教学实例说明,结合数值模拟技术展开油藏工程的课程教学,会使教学过程会变得更加生动、直观,使学生的学习效果更好。     

基于Matlab的物理光学实验教学研究

简要论述在大学物理教学中,将Matlab数值模拟引入到物理光学实验教学的必要性和可行性,主要针对将Matlab数值模拟引入到物理光学实验教学导致学生和教师容易沉迷于数值模拟中,而不愿进入实验室进行真正意义的实验的问题,提出了应该以真正动手做实验为主,Matlab模拟为辅助工具的教学思想,并且以成像测偏实验为例进行了说明。     

计算机数值模拟在理论力学教学中的应用

计算机数值模拟已经成为当前解决力学问题的主要手段。首先分析了在理论力学教学中重视对学生利用计算机进行求解方法训练的必要性;其次,分析了目前实现这一教学理念存在的主要问题和产生原因;最后,探讨了基于移动计算平台进行计算机数值模拟的基本思想和实现方法．通过两个具体的例子,说明了在理论力学教学中引入数值模拟的重要性和便捷性。     

数值模拟在采矿工程专业实践教学中的应用

采矿工程专业实践教学是学生培养的一个重要环节。针对实践教学中存在问题,结合数值模拟技术的特点,分析了数值模拟技术在采矿工程专业实践教学中应用的可行性和主要模式,并给出了应用实例。丰富了实践教学手段,对实践教学效果的提高有一定意义。     

数值模拟技术在《矿山压力及其控制》辅助教学中的应用

结合采矿工程问题的特点,分析了《矿山压力及其控制》课程教学的现状,从教学内容、教学课时、学生学习积极性等角度出发,提出了该课程的可视化教学思路,即采用数值模拟技术再现矿山压力的作用过程。最后,用实际案例对比了传统教学和新型可视化教学的效果,充分肯定了该课程教学中应用数值模拟技术的可行性,且激发了学生学习的兴趣,达到了教学目的和效果。     

动能弹对混凝土靶板侵彻三维数值模拟

根据描述材料特性的经验公式和流体力学的基本理论，对控制方程组在欧拉网格上进行离散差分求解，建立三维数值模拟模型，给出一种基于Youngs技术的三维界面处理方法，并对动能杆侵彻混凝土靶板进行了数值模拟，分析了数值模拟结果，得出模拟结果与工程中的现象基本吻合的结论。     

偏心井的油藏模拟模型

本文介绍一种新型、严格的模拟方法，利用实际井位处理油藏数值模拟中出现的偏心井，并通过二维二相实例验证表明：这种新方法可以大大提高油藏数值模拟的数值解精度。     

潮流数值模拟研究进展

潮流数值模拟为环境污染物迁移乃至环境生态学数学模型提供了重要的动力学背景条件，是海洋环境评价，工程规划所需要的最基本的材料，本文介绍了近年潮流数值模拟的进展，并对数值模拟过程中涉及的一些问题，难点和发展方向作了一定的分析。     

油藏数值模拟效果的定量评价方法

油藏数值模拟工作效果的评价以往都是依靠人为的定性判断来实现的，没有一个统一的定量评定标准。结合多年的油藏数值模拟理论研究与实践经验，作者对数值模拟效果的定量评价方法进行了探索。将区块综合相对误差、单井平均相对误差、瞬时相对误差和单井综合相对误差作为模拟效果评价的量化指标，其中第一个误差用来定量评价区块的拟合效果，后三个误差用来定量评价单井的拟合效果。利用这些指标对孤东油田二区馆陶组中馆4^2、4^5小层的数值模拟效果进行了定量评价。结果表明，用此方法可以对不同区块以及运用不同的数值模拟软件所做的数值模拟工作进行统一的定量评价。     

可视化的地下水数值模拟

首先简述了DOS环境下，地下水数值模拟面对的问题，随后以地下水模拟系统GMS4．0为例介绍了图形用户环境下地下水数值模拟专业软件的特点。在图形用户环境下，借助于面向对象编程的概念及地理信息系统空间分析技术，地下水数值模拟从模型建立、数据准备到结果输出实现了图形化和可视化，建模过程是面向对象的。这大大有助于人们对地下水数值模拟这一有力分析工具的掌握与应用。同时文中也从一个侧面反映了目前地下水数值模拟专业软件的主流趋势及发展方向。     

以科学为基础的复杂系统工程研制

核武器是特殊的复杂系统，对使用有效性、安全性、可靠性有特殊的要求，核武器的工程研制是以科学为基础的方法进行的，强调基础应用研究，加强系统研究和计算机数值模拟。对复杂系统环境适应能力的力学和材料科学的数值模拟是重要的发展方向，数值模拟的关键建模和试验设计，目前对复杂系统还没有普适的建模理论，21世纪科学的发展，必将在各种学科领域中加快数值模拟的应用。     

图论法在基于混合网格的油藏数值模拟软件设计中的应用

在油藏数值模拟中，井模型的选取直接影响整个计算结果。充分考虑了井附近的渗流特征，建立了更符合井区域渗流规律的井模型。将图论理论应用于油藏数值模拟软件的设计中，使计算变得迅捷，有效地实现了对复杂形状网格的管理。根据图论网格管理系统的特点，采用全隐式和IMPES相结合的数值算法，编制了油藏数值模拟软件。简单算例的计算结果表明，采用新井模型的油藏数值模拟软件，其计算结果比传统的数模软件更能准确合理地反映井底流压的变化。     

微观结点数目对显微偏析数值模拟的影响

凝固过程微观数值模拟是目前材料学科研究的一个热点，其中显微偏析数值模拟具有重要的指导意义，国内在此研究方向上尚处于起步阶段。研究了显微偏析数值模拟中微观结点数目对计算结果的影响，并与试验结果进行了对照，指出基于迭代方法的显微偏析模拟结果与微观时间步数之间的关系为弱影响，不需大量的微观结点数目即可获得比较精确的模拟结果。     

同轴圆柱间旋转流动Taylor-Couette流的数值模拟

本利用有限方法对同轴圆柱间Taylor-Couette流进行数值模拟，轴对称的旋转流动分歧现象被发现，展示了数值模拟结果。     

机械波相干叠加问题的思考与分析

机械波是大学物理教学中的重点也是难点，以平面简谐波为例，具体阐明了波动方程所描述的物理意义，讨论了介质中两相干波源传播过程中各点的相位差，分析了其相干叠加过程，对学生在此问题中易犯的错误进行了分析，并利用数值模拟与数值计算软件Matlab做出相干叠加效果图，便于学生清晰明确地理解。     

数值模拟技术在《铸造工艺与设备》课程教学中的应用

《铸造工艺与设备》是材料成型与控制专业一门实践性非常强的专业方向课程,实践和现场教学是该课程的主要特点与要求,但该课程目前缺乏实验环节。随着多媒体辅助教学的普及,计算机数值模拟技术的推广,数值模拟技术在《铸造工艺与设备》课程教学中的应用逐步应用,对提高教学效率,提升教学质量,体现出了极大的优越性。     

环状悬挑屋盖平均风压与风环境数值模拟

首先对一个较简单的矩形悬挑挑篷进行数值风洞模拟，得到的Baseline雷诺应力模型较适合于悬挑类型的挑篷或屋盖，随后将该湍流物理模型应用到虹口足球场悬挑屋盖中．通过与风洞实验结果的比较，可看出数值模拟方法预测复杂的环状屋盖平均风压是可行的；从数值模拟内场1．5m高度平均风速矢量图结果可知，数值模拟方法预测体育场内的风环境有独特的优越性．最后通过环状悬挑屋盖与单侧、双侧悬挑挑篷数值模拟结果的比较，进一步看出环状悬挑屋盖所受风力的主要特点．     

地铁火灾的盐水实验与计算机数值模拟

为了认识地铁火灾烟气的流动规律，达到为消防设计提供相关资料并采取合理消防措施的目的，采用缩尺盐水实验与计算机计算流体力学数值模拟相结合的方法对地铁火灾进行研究．研究受限空间火灾烟气运动的手段主要有全尺寸火灾实验、小尺寸模拟实验和计算机数值模拟3种．实验模拟了列车着火和站台着火2种情况，得到了地铁火灾的烟气流动规律，比较并分析了计算流体力学数值模拟与盐水实验得出的烟层无量纲高度和无量纲时间．计算流体力学数值模拟与盐水实验得到的烟气到达楼梯口所需时间相差为1．5—2s，到达远侧楼梯口所需时间相差7．2s．二者之间存在着一定的误差，但误差不大．同一时刻，数值模拟比盐水实验得到的无量纲烟层高度高0．1左右，变化趋势一致．结果表明，实验条件选取合理，方程模型选用和边界条件设置恰当，盐水实验与计算流体力学数值方法模拟地铁火灾均是可行的．