大沽河口洪水流场数值模拟研究

基于常系数素流基本方程，采用分步杂交法，建立了河口尾闾段洪水二维数值计算模型。并成功地模拟了青岛大沽河河口段不同方案洪水水位及流场变化。     

混凝土软化特性的数值模拟

采用微裂纹区分段线性应变软化律，并考虑由微裂纹演化而造成的弹性刚度劣化对裂缝扩展的影响，在给定σ－ω软化律的基础上，用应变增量迭代法，数值模拟了混凝土三点弯曲梁的Ｐ－△全曲线。     

溃坝洪水演进的数值模拟

开发了溃坝洪水演进数值模型,对模型控制方程采用有限体积法进行空间离散,采用具有总变差减小特性的MacCormack预测-校正格式进行时间离散.采用非规则局部不连续网格划分计算区域,增强了模型对复杂地形的适应能力;具有总变差减小特性的数值格式使模型具备了强大的间断波捕捉能力,并消除了模型稳定性对人工黏性的依赖;基于单元属性与基于界面属性的动边界处理技术使模型能合理地模拟非恒定性强、干湿变动剧烈的水陆边界.实际算例表明：模型在强非恒定流状态下具有稳定性及守恒性,可作为溃坝洪水预报及其灾害防范的有力工具.     

放顶煤开采采空区自然发火数值模拟的应用研究

本文针对新峪矿5112工作面的特征,根据采空区内的气体质量守恒和浮煤与气体的能量守恒利用数学方法建立采空区内流场方程、氧浓度场方程和温度场方程,并根据采空区的实际状况设定相应的边界条件,得到采空区内的温度分布,从而预测在不同的条件下预测采空区内自然发火状况.结果表明,该煤层注入阻化剂后采空区煤自然发火危险性均有大幅度降...     

大型轴流泵空化特性的数值模拟

为了研究大型立式轴流泵内部的空化特性问题,选取幸福泵站中叶轮直径为2.80m的机组作为研究对象,分别进行了试验研究和数值模拟,计算结果与试验结果相吻合,验证了数值模拟的准确性,得到该泵的汽蚀余量为4.86m,临界空化压力为48.50kPa。模拟结果表明:在泵的进口压力从47.00kPa下降到42.00kPa的过程中,空化持续长度从0.24迅速变化到1,空化迅速扩散至整个叶片;当流量大于设计值时,空化只发生在工作面靠近叶片进口边处,而当流量小于设计工况时,空化主要发生在叶片吸力面,且当液流角β′1小于翼型最大厚度处斜率所对应的角度α时,叶片吸力面形成1个空化区域,当β′1大于α时,叶片吸力面将会形成2个空化区域;当大型轴流泵发生空化时,增大进口压力至临界空化压力以上可以有效消除内部空化现象;通过调整运行流量至设计流量附近,可以有效减弱泵内部的空化程度。     

燕子河流域洪水演进数值模拟

为了对中小河流流域洪水风险进行预测分析，以山东省临沂市燕子河流域为研究对象，利用水动力学模型对洪水演进进行数值模拟；采用MIKE 11软件建立一维水动力学模型，分别模拟洪水重现期为5、 10、 20、 50、 100 a的河道洪水演进过程；利用MIKE 21软件对燕子河防洪保护范围构建二维模型；利用MIKE FLOOD软件侧向耦合一、二维模型，模拟不同洪水重现期洪水从河道漫溢至岸边的演进过程，对模拟结果进行分析，得到洪水的淹没范围、水深、流速等信息。结果表明：洪水重现期为5、 10、 20、 50、 100 a时洪水淹没范围分别为0、 4.09、 7.59、 13.87、 18.44 km²,最大淹没深度分别为0、 4.56、 5.46、 6.20、 6.49 m,洪水最大流速分别为0、 3.04、 3.58、 3.98、 4.70 m/s;罗庄区西陆庄村、为儿桥村以及兰陵县西庄村、松山东村等村落为淹没风险较大区域。     

GTA焊接熔池特性的数值模拟

以GTA焊接熔池为研究对象,建立了304不锈钢材料的移动GTA焊接过程的数学模型,模型中考虑了电磁力、浮力和表面张力.利用大型通用商业软件Phoenics3.4进行数值模拟.通过引入液相分数标量描述界面熔融区,能量方程中将潜热转换为热焓源项,而动量方程则引入Darcy源项,由此建立统一的液固相控制方程,实现在固定网格下求解具有移动界面的熔化和凝固过程.应用该模型计算了不锈钢GTA焊接过程中的熔池形状、工件的温度场和熔池的流场,熔池形状计算结果与实际焊接结果吻合.     

压裂中顶底板对缝高控制作用的数值模拟研究

裂缝在缝高方向的延伸会导致裂缝有效长度的降低,影响压裂效果;也可能直接穿过水层,造成压裂施工的失败。因此,基于FEPG有限元平台,利用网格开裂技术,开展了煤层气井压裂数值模拟研究,对垂向裂缝起裂、扩展及穿层的全过程进行分析。数值模拟结果表明:煤层气井压裂过程中,控制裂缝是否向隔层扩展主要取决于作业的净压力与隔层水平地应力差之间的关系;与储集层岩石力学性质相比,储集层的地应力剖面是影响裂缝垂向扩展范围的主要因素;T型缝、工型缝等复杂缝是由储集层的岩石力学性质和地应力共同作用的结果。这对于提高现场煤层气井水力压裂的效果具有重要的指导意义。     

圆盘水漂运动特性数值模拟研究

为研究近水面的起飞再入式运动对飞行器近海面的高机动突防能力的影响,文中基于CFD数值模拟方法,湍流模型选取SST k-ω模型,利用重叠网格技术,将N~S方程与六自由度弹道方程耦合对三维空间内薄圆盘的水漂运动进行了数值模拟,研究了不同工况下水漂的入水特性和运动规律.结果表明:数值模拟计算得到的圆盘从接触水面到离开水面的时间与实验值吻合较好,圆盘的运动轨迹与实验结果相吻合;圆盘在打水漂向前运动的同时由于自身的旋转产生了马格努斯效应,从而使圆盘的运动轨迹产生了一定的侧向偏移以及圆盘自身的姿态发生了侧向偏转.      

螺旋桨粘流水动力特性数值模拟

采用人工伪压缩方法对常规螺旋桨粘流问题进行了数值模拟,获得了螺旋桨推力系数、扭矩系数等水动力性能参数.以DTMBP4119螺旋桨为例,对其计算结果的网格依赖性和湍流模型的适应性问题进行了数值分析.与试验结果对比,计算结果吻合度好,表明数值方法正确,程序准确、可靠,能够对常规螺旋桨进行有效地理论研究、数值预报.     

嫩江1998年特大洪水环境影响分析

1998年8月嫩江、松花江流域发生的特大洪水，造成大量永恒倒塌和农田被淹，经济损失严重，同时，洪水地对洪水泛滥区域造成比较明显的环境影响，洪水冲洗了盐碱化土壤表面的盐碱，补充了沼泽和湖泊的水量，改进了植物的生长状态和生物多样性条件，增加了洪水后的河道径流补给水量，改善了水质，洪水对生态环境的改善产生了积极的影响。     

松花江吉林市江段江水中多环芳烃来源的研究

为研究松花江吉林市江段中多环芳烃来源,采集了松花江吉林市江段2013年5月(平水期)、2013年8月(丰水期)和2014年1月(枯水期)的江水、沉积物、废水、降尘、降水及地表径流样品,测定了其中16种多环芳烃的含量,利用主成分分析法对降水中多环芳烃的来源进行分析,同时计算松花江吉林市江段中多环芳烃的输入通量。结果表明:江水中多环芳烃来源较为广泛,不同水期江水中多环芳烃来源有一定的差别,但所有水期石油源和交通源均是江水中多环芳烃的主要来源,平水期和丰水期沉积物中PAHs的主要来源是燃烧源,其次是石油源。松花江吉林市江段的多环芳烃最主要是通过上游来水的方式进入到江水中,其它输入方式按输入通量由多到少依次为废水排放、降尘、降水、地表径流。     

松花江佳木斯江段水环境容量分析

从水环境容量利用与管理的角度出发,在科学评价水环境质量现状的基础上,根据水环境功能区的水质目标,通过建立污染源一水环境质量的输入响应关系和模型模拟计算,得到了松花江佳木斯全江段符合不同水域区划要求的水环境容量,为管理提供了科学基础和技术平台,为制定水环境保护专业规划提供了依据.同时,也为协调佳木斯市经济发展和环境变化的关系,制定区域环境规划提供了科学依据.     

松花江三湖流域土地利用变化的生态环境效应研究

松花江三湖流域是吉林省水资源和林业基地，是长白山动植物资源保护的重要地域．通过对三湖流域土地利用变化及其对生态环境的影响的深入剖析发现，随着人口的增加和经济的发展，三湖流域土地利用结构发生了显著变化，并导致了土地资源生态环境背景的变化，生态环境质量下降甚至恶化，严重影响了水资源、森林资源的可持续利用．并对三湖流域土地利用变化的生态环境效应进行研究，为改变人们的生产方式，加强对资源与环境的保护，促进区域经济与环境的协调发展奠定了基础．     

松花江污染案折射出的经济学思考

以松花江污染案为例,对市场经济学和资源环境经济学等经济理论在治理流域水资源中的失灵进行了探讨,同时根据市场经济学、资源环境经济学的理论,提出了治理松花江流域水资源的相关对策。     

松花江吉林省段水环境变化趋势分析

2001—2008年松花江吉林省段水环境监测资料统计分析表明,松花江吉林省段水环境质量具有逐年好转趋势,但Ⅳ类水质仍占较大比例,水环境质量不能完全达到Ⅲ类标准。沿江主要工业城市点源污水治理效果明显,非点源氨氮污染已成为主要污染源。强化环境管理,提高城市污水处理率,加强流域非点源污染治理力度,是实现松花江流域水污染防治规划目标的根本途径。     

复杂河网中洪水演进二维数值仿真及其应用

为了模拟复杂河网中分洪后水流在较大平面范围内的流动情况，在考虑河床、进出口和动边界等复杂边界条件下，建立了二维洪水演进数学模型，并采用交替方向隐式(ADI)法进行离散和求解．结合流域实时洪水调度仿真系统的总体框架和调用，建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的二维洪水演进数值仿真系统．该系统对永定河分洪区进行了二维洪水实时演进模拟，并结合大清河实测资料进行了模型合理性分析，结果表明，该系统能够适应复杂的边界条件，可为复杂河网实时洪水预报计算和实时洪水调度提供支持。     

群潜坝对河道糙率影响的数值模拟研究

为分析群潜坝对河道糙率的影响规律及机理,运用FLUENT软件,采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合的方法,对坝间距为50,25,12.5,6.25 cm与原河道(没有布置潜坝),流量分别为4,8,15,25及75 m3/h共25种工况下河道水流流场进行了数值模拟,分析了建有群潜坝的河道其糙率的变化,得到了坝间距、水深坝高比对河道糙率的影响规律。其成果对河道整治、河道防洪等具有较大的参考价值与实用价值。     

Mercury pollution in Rana Chensinensis in Weisha River reach, in the upstream region of Songhua River

Twice a year continuous samples of Rana Chensinensis and sediments have been collected near gold mine in the upstream region of Songhua River from 2000 to 2002, for analyzing the total mercury （THg）, methylmercury （MeHg） concentration and correlation in sediments, muscles, livers of the frog. The study indicates that THg and MeHg concentrations in polluted samples near the gold mine are higher than those in unpolluted ones. THg and MeHg con- centrations are higher in autumn, in female, and in livers than those in spring, in male, in muscles respectively. The order of concentration degree in the frog organizations is as follows： liver〉muscle〉ovum〉Fallopian tube. MeHg is the main form of mercury （Hg） existing in autumn, while inorganic Hg is in spring. There is no distinct difference of CMeHg/CTHg between male and female, livers and muscles. The correlation between MeHg concentrations in the river sediments and in the frog＇s livers and muscles are significant, which is related to disorderly discharge of Hg.     

广州珠江感潮河网水流泥沙数值模拟

 基于EFDC模型,构建了广州珠江河网三维水动力与泥沙数学模型。通过1999年7月和2001年2月典型洪、枯季实例验证,表明模型能够较好地反映广州珠江河网水流及泥沙输运过程。输沙过程模拟结果表明,平洲水道至后航道是悬浮泥沙输移的主要路径;冲淤模拟结果表明,21世纪初期广州珠江河网主要表现为“枯冲洪淤”特点,并且河网呈缓慢淤积趋势,年均速率约为2.0 cm/a。各河段中,南航道、沥滘水道是主要的淤积河段,而沙贝海、前航道上段及新造水道是主要冲刷河段。