运移聚集并行数值模拟软件系统

为了重建油气盆地的运移聚集演化史,开发了盆地多层油资源运移聚集并行计算数值模拟软件系统,提出了全新的多层油资源运移聚集史数学模型,构造了新的精细并行修正迎风分数步迭代格式,并行算法,并行程序设计,采用交替方向网格剖分的方法,该软件已成功地用于东营凹陷、胜利油田滩海地区的油资源评价,取得了良好的应用效果.     

地下水溶质运移中的化学反应

溶质地下水运移过程中会经历许多化学反应，常见的有吸附反应、阳离子交换反应、氧化－还原反应、溶解与沉淀反应、放射性污染质的衰变反应、有机污染质的生物及非生物降解反应等等。本文对影响地下水中溶质运移的各种化学反应进行了综述，并介绍了数学处理方法。     

裂隙介质溶质运移模型的数值模拟

考虑裂隙介质中溶质运移问题的数学模型,建立离散的广义差分格式,给出不同的裂隙介质阻滞系数下的数值算例,并将数值解与解析解进行比较;比较结果表明:利用所建广义差分格式求解裂隙介质中的溶质运移问题是可靠的,且该格式具有稳定性和可实用性,可以用来数值模拟更加复杂的裂隙介质中溶质运移的物理过程.     

含有限速率化学反应火箭燃气射流流场的数值模拟

该文在归纳、总结、分析以往火箭燃气射流流场数值模拟的基础上，结合含有限速率化学反应火箭燃气射流流场的特有规律，利用推导的ＴＶＤ组合数值模拟算子，对某火箭燃气射流流场进行了数值计算。由于含化学反应流体的流动和单一组分混合流流动之间存在着较大的差异，特别是化学反应的存在在一定程度上影响了系统能量的改变，进而改变整个流场中的压力和温度分布，同时化学反应和激波之间的相互增强作用引发了流场中的异常压力和温度，结合数值模拟的结果，分析了产生这些现象的原因，并且和以往的计算结果进行了对比。     

基于溶质运移模拟的某磷矿污染物迁移预测

矿山开采过程中所产生的矿坑排水含有一定的有害物质,给周围地区的地下水环境质量造成了一定的影响。以四川省某磷矿为研究对象,运用地下水溶质运移分析法和Visual Modflow软件溶质运移模拟模块对磷矿区污染物在地下水中的迁移范围和迁移趋势进行了模拟预测分析,结果表明在不考虑污染物在迁移过程中受到土壤和微生物影响的情况下,污染物总体迁移范围不大,污染物随着地下水迁移,总体向金沙江方向扩散,并且浅层地下水与深层地下水具有稳定隔水层,水力联系较弱,污染物不会通过上覆含水层进入深层地下水含水层。     

基于集群系统的导弹流场并行数值模拟

采用36颗安腾2处理器和Infiniband网络设备构建了一套18节点的高性能计算集群系统,经过性能调优,其Linpack值达到每秒可执行1 886亿次浮点运算(188.6 GFlops)的水平.然后,将集群系统扩展为适用于计算流体力学并行应用的数值模拟平台.建立了约为783万结构化网格的战术导弹三维流场仿真模型,通过网格分区算法将模型移植到集群系统上并行求解,并测试了集群系统的性能.结果表明,构建的CFD数值模拟平台硬、软件资源配置合理,能够适用于中等规模的CFD并行仿真.     

城市道路雨水灌溉绿地草坪溶质运移的数值模拟

运用SWMS_2D软件对用城市道路雨水灌溉绿地草坪时,铅离子在土壤中的运移规律进行数值模拟。通过灌溉对比试验,观测铅离子在土壤中随时间及土层深度的变化,对用道路雨水灌溉城市绿地草坪时土壤中溶质的运移规律进行了初步分析,结果表明SWMS-2D软件具有较高的精度和较好的稳定性。     

多组分溶质运移参数反演的数值模拟

讨论了多孔介质中以硫酸盐为主的多组分溶质运移的数学模型.鉴于模型参数的不可直接测量性,提出了一类多参数反演问题,并应用最佳摄动量迭代算法进行了不同参数取值条件下的数值模拟.数值反演结果表明,给出的最佳摄动量迭代算法至少对于所提出的多方程、多参数的反演问题是有效的.     

山西柳林泉裂隙发育区溶质运移三维数值模拟

通过野外调查和对几个代表性的碳酸岩露头的实际裂隙测量,得到了山西柳林泉地区岩溶含水岩组中的隙分布规律,在此基础上建立了反映泉区实际情况的三维可混溶淀粉 运移模型,模型用于描述柳林泉区地下水中Ｃｌ＾－的运移行为,模拟效果良好,模型拟合阶段水头和Ｃｌ＾－浓度的计算值与观测值误差绝对值的平均值为０．３６ｍ、６．５ｍｇ／Ｌ;模型检验阶段水头和Ｃｌ＾－浓度的计算值与观测值误差绝对传的平均值分别为０．４９ｍ、６．３ｍｇ／Ｌ。所有结果显示两者基本一致,说明所建型是可靠的,可以用于实际,据此用所建模型预报了柳林泉地区柳林电厂水源地投入使用后咸水入侵的可能性。     

基于ANSYS-CFX的纸坊沟流域泥流运移数值模拟与单向流固耦合分析

基于ANSYS-CFX软件,采用有限体积法模拟纸坊沟流域泥流运移变化过程,得到流场流速、压力等数据.运用模拟流场数值方法对已有拦挡坝结构进行单向流固耦合数值分析计算,结果表明,坝体最大应力强度为5.69×10⁵Pa,坝体最大位移值为5.68×10^-5m;坝体顶部乡村硬化道路防护墙网格发生破坏变形,坝体总位移很小;但迎流面上部中心应力已超出坝体材质所承受最大应力,拦挡坝有出现裂缝、发生变形风险.     

低温冷箱中辐射与导热耦合传热的数值模拟

针对3种不同的隔热处理方案，对低温冷箱中辐射和导热耦合传热进行了数值模拟，同时考虑了管道、支架和横梁对系统传热的影响．计算结果表明：在相同情况下，采取设备包铝箔和加隔热屏的措施使换热器表面的辐射跑冷损失减少了2／3以上；只加铝箔隔热屏时，换热器与横梁间的热桥跑冷也得到了改善，跑冷损失减少了1／2左右。因此，在冷箱与换热器之间加铝箔隔热屏是改善低温冷箱温度分布和降低跑冷损失的一种有效方法。     

数值模拟微波加热化学反应过程的初步研究及热点和热失控现象讨论

通过数值模拟来研究微波加热化学反应这一非线性过程,重点讨论了温度场的时空变化及相关的热点、热失控现象．设被加热物体为无限长圆柱体,入射电磁波为平面波,于是导致了一个二维多物理场的耦合计算问题．计算中采用矩量法求解电磁场积分方程,采用半解析法求解热传导方程,并提出一种微波加热化学反应过程中反应物等效复介电常数的确定方法．对水和一假定的化学反应（A）的计算结果表明,微波加热过程中的热点现象广泛存在,其普遍规律是：当被加热物体半径较小时,电磁波的聚焦作用使物体内部某些地方出现最高温度;当半径增加到一定程度时,电磁波的趋肤效应开始逐渐明显,最高温度出现在物体表面附近,呈现出月牙形的高温区域．这和电磁波传播的基本物理规律相符．在半径值固定的条件下,水在加热过程中热点位置并无变化,而反应A在少数半径值下则有热点的移动．计算研究还发现,无论是水还是反应A,在半径值较小时,热失控现象易发生,即半径值微小的不同会使物体的最高温度有很大不同;相反,在半径值较大时,则热失控现象不明显．值得一提的是,水的最高温度随半径增大呈现震荡减小的趋势,而反应A则几乎是单调减小．这种差别是否只是偶然产生,还需要进一步做出研究．     

角钢成形过程三维有际元热力耦合模拟

应用ＭＡＲＣ／ａｕｔｏｆｏｒｇｅ商用有限元程序，采用大变形弹塑性有限元方法对角钢的轧制过程进行了三维有限元热力耦合模拟，对模拟过程中涉及到的变形、温度场和宽展等进行了分析和探讨，重点分析了角钢异形孔中轧件的变形和应力分布。     

一个改进的海气耦合模式及其数值模拟

基于“线性统计修正”同步耦合方案,把中国科学院大气物理研究所两层大气环流模式同具有较高分辨率的热带太平洋环流模式耦合起来,长期数值积分表明,模式不但能够模拟出真实合理的平均气候状态及其季节变化,还能模拟出与观测接近的年际气候变率,这种年际变率在热带太平洋表现为海温在次表层达到其是大值并一在赤道上的沿斜晶层自西向东传播而在赤道两侧则自东向西传播,从而构成了主周期为４ａ左右的循环过程。     

计算机数值方法模拟化学反应动力学过程

本利用四阶Runge-Kutta方法解化学反应的微分动力学方程，计算方法普适性广，计算机求解精度高，使用方便。可用于不同类型化学反应动力学方程的计算。     

高速冷滚打成形热力耦合模拟

为了解决高速冷滚打成形零件质量缺陷问题,进行了冷滚打成形过程热力耦合模拟,得到了工件应力场和温度场的分布规律。研究结果表明:随着滚打轮的打入,工件成形区的温度急剧升高,工件温度较高的区域分布在工件的剧烈变形和金属流动较大的区域。     

基于并行计算的消声器三维数值模拟

针对某款汽车复杂消声器建立了三维数值计算模型,采用并行计算技术对该模型进行计算．通过分析数值计算结果,找到该款消声器产生压力损失和再生噪声的主要部位分别是消声器进气内插管开孔处和出气内插管的进口处．据此提出了相应的改进方案．计算结果显示,改进后消声器的背压比原消声器背压大幅度下降,最大可下降20%左右．这种基于计算流体力学理论结合并行数值模拟技术的设计方法,计算一个算例仅需20 min左右,降低了设计周期和设计成本．     

流固耦合法模拟岩石爆破时耦合范围的确定

为研究岩石爆破问题模拟中的流固耦合算法以及提高计算效率,文章采用LS-DYNA软件开展大量计算,分别讨论了不同装药半径(r)、不耦合系数(K)和网格精度条件下流固耦合区域半径(R)对单元峰值应力衰减曲线的影响,并结合应力云图和应力时程曲线分析,确定出合理的流固耦合范围。结果表明:随着耦合装药半径r的增大,最小合理流固耦合半径R_(min)与r比值呈减小趋势;相同装药半径下随着K增大,R_(min)/r逐渐增大;网格精度对流固耦合半径取值影响较小;相同条件下,当R较小时,应力云图不稳定且应力时程曲线后期会迅速衰减,适当增大流固耦合半径会逐渐消除该现象。对于一般的岩石爆破问题,建议R/r取5～10。     

采场应力变化的流闯耦合模拟研究

随着矿井开采深度的增加,瓦斯压力对煤层开采过程中采场应力的影响越来越明显。,根据煤层瓦斯渗流特性和固体介质变形基本理论,考虑煤层瓦斯压力的变化对煤岩体破裂的影响,建立了煤层开采过程中应力场和瓦斯运移场相耦合作用的数学模型对含有不同煤层瓦斯含量和不同瓦斯压力的煤岩体,在开采过程中采场应力所发生的变化进行了数值模拟研究与分析。通过研究煤层开采过程中,在不同地应力和煤层瓦斯压力的影响,得出采场应力的变化规律。其结果对于矿井煤层正常开采时,解决采场应力的变化所引起冲击地压灾害事故隐患的技术性问题等提供可靠的理论指导。     

采场应力变化的流固耦合模拟研究

随着矿井开采深度的增加,瓦斯压力对煤层开采过程中采场应力的影响越来越明显。根据煤层瓦斯渗流特性和固体介质变形基本理论,考虑煤层瓦斯压力的变化对煤岩体破裂的影响,建立了煤层开采过程中应力场和瓦斯运移场相耦合作用的数学模型。对含有不同煤层瓦斯含量和不同瓦斯压力的煤岩体,在开采过程中采场应力所发生的变化进行了数值模拟研究与分析。通过研究煤层开采过程中,在不同地应力和煤层瓦斯压力的影响,得出采场应力的变化规律。其结果对于矿井煤层正常开采时,解决采场应力的变化所引起冲击地压灾害事故隐患的技术性问题等提供可靠的理论指导。