数值计算方法在土木工程专业学生教学中的探讨

1.数值计算方法的重要性岩土工程问题的研究方法主要有经验法、解析法、数值计算方法等。但由于岩土工程的区域性、复杂性及差异性,经验法与解析法往往缺乏通用性,其计算结果的准确性很难得到保证。近年来,随着计算机技术的发展和岩土数值计算理论的前进,使得数值计算方法在岩土工程得到广泛的应用于工程实践,成为解决复杂岩土问题的有力工具。     

轻型井点排水法在沟槽开挖工程中的运用

该文通过某供水管道沟槽工程实例,结合工程的具体地质情况,介绍井点排水法在线性工程中的计算方法及计算过程、平面布置和施工方法等.     

矿山供水问题中地下水资源计算方法的探讨

为解决好矿山供水问题,需论证和计算地下水补给量及水源地地下水可开采量,地下水资源的计算方法十分重要。本文结合实体工程,详细阐述了地下水资源的计算方法,可供同类工程计算参考。     

浅谈边坡稳定的分析计算

边坡稳定的分析计算是工程人员常常需做的工作，笔者结合工作的经验积累，结合国内现在边坡稳定计算的现状和发展，对边坡稳定的分析计算方法作了概述，并结合工程的经验，指出了工程人员较为适用的计算方法，同时对在实际工程中进行边坡的稳定分析计算时遇到的工程问题作了简述。     

可靠性分析威布尔三参数估计方法比较分析

对可靠性分析中疲劳寿命Weibull分布的参数估计方法进行研究。在研究相关系数优化法的基础上,提出一种新的参数估计方法——割线优化法。在MATLAB的基础上改进了概率权重矩法,使此参数估计方法精度提高并使之更方便于工程计算。给出了计算Weibull三参数的MATLAB语言程序,并对这三种参数估计方法进行了分析比较。运用这些方法进行工程实例计算,计算结果表明割线优化法有较高的精度。通过实例计算确定了各方法工程应用上的差异及其适用范围,对工程人员选用合适参数估计方法起一定指导作用。     

飞机结构中杆与板连接的工程计算方法

本文分析了飞机设计中杆与板通过螺栓连接时相互传递载荷的机理,给出了这类结构极限承载力的工程计算方法,对比了直接采用有限元全机解的结果和仅利用有限元全机解的输入载荷并结合工程计算方法计算的区别,最后通过某部件极限承载力的试验和试后对螺栓拆解的分析验证了工程计算方法的准确性。     

尾矿坝渗流场三维有限元分析与安全评价

根据某尾矿坝的实际情况,建立尾矿坝三维有限元计算模型,计算并分析其渗流场,对尾矿坝进行渗流安全评价,将评价结果与工程地质勘测所得的资料进行对比分析,以验证尾矿坝渗流场数值模拟方法和计算模型的合理性.计算结果显示,数值模拟所得渗流场与工程地质勘测实测值吻合,计算方法和计算模型合理,可以为尾矿坝的加高工程提供参考.     

基于BIM技术的岩土工程信息模型数值计算功能实现方法

当前岩土工程信息模型更多地应用于可视化展示,一直没能深入到岩土工程的实际应用当中,很难直接进行岩土工程专业分析。究其主要原因,是缺乏将岩土BIM模型转换成计算模型的渠道。通过数据转换,研究岩土工程模型计算功能实现方法,建立BIM模型与计算模型间的映射关系,来解决这一难题。考虑岩土BIM模型和有限元模型的特点,根据等效刚度法,研究计算驱动的岩土工程BIM模型的概化方法。针对岩土BIM模型的数值计算功能需求,聚焦计算网格剖分环节,基于开源TetGen程序,对BIM模型进行四面体剖分,发展面向数值计算的BIM模型网格剖分技术。进一步,建立四面体网格模型与计算模型的信息一一映射关系,实现BIM软件与岩土工程通用数值分析软件之间的数据转换和信息交换,打通了复杂岩土BIM模型向计算模型转换的关键环节。最后,通过两个工程实例验证所提出的岩土BIM模型计算功能实现方法的可行性与有效性。     

对数周期天线结构尺寸的一种近似计算法

利用近似方法来计算对数周期天线的结构尺寸.通过分析天线在水平面和垂直面内的受力情况,利用简单的力学方法计算出天线的吊索和振子尾线的长度,为天线结构设计和工程应用提供数据支撑.计算方法通过实际工程验证,适用于大多数柔索结构的分析计算.     

鱼骨形天线结构尺寸的一种简化计算法

利用简化方法来计算鱼骨形天线的结构尺寸。通过分析天线在垂直面和水平面内的受力情况,利用简单的力学方法计算出天线边吊索和振子尾线的长度,为天线结构设计和工程应用提供数据支撑。计算方法经过实际工程验证,适用于大多数柔索结构的分析计算。     

排桩支护结构反力计算方法

排桩支护结构的计算方法很多,一般有等值梁法、二分之一分担法、逐层开挖支撑(锚杆)支承力不变法、弹性法、有限元计算法等.主要介绍前三种计算方法的原理及步骤.为了对比三种方法计算结果之间的差异,以及与实际施工情况相符的程度,结合昆明市某城中村改造项目的具体工程实例,按照规范要求,给出了三种方法的具体计算过程和结果,分析了不同方法计算的反力大小差异很大的原因,对比得出逐层开挖锚杆支承力不变计算法,符合实际施工情况,是比较合适的计算方法.     

用数论方法计算圆筒炉的直接交换面积

本文采用数论方法对圆筒炉的直接交换面积进行了计算,并与采用高斯积分法和蒙特卡罗积分法的计算结果进行了比较,结果表明用数论方法比用高斯方法可以缩短计算时间,并能任意控制精度。     

沥青混合料骨架细观接触的高通量计算

为实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算，首先提出了近邻列表法与改进的窗搜索法两种接触计算方法；然后，使用4种（AC13、AC16、OGFC13及SMA13）沥青混合料对比了两种新方法与遍历法、窗搜索法及iPas软件在计算精度与效率方面的差异，采用虚拟试件研究了可实现计算速度与精度均衡的图像分辨率范围；最后，就高通量计算方法的适用性进行了验证。结果表明：近邻列表法可避免遍历法不可能发生接触集料对的冗余接触计算，改进的窗搜索法通过形态学膨胀处理即可完成传统窗搜索法环扫一周的目的；近邻列表法、遍历法、窗搜索法、改进的窗搜索法及iPas软件尽管计算原理存在差异但具有一致的精度；不同计算方法的计算效率排序为近邻列表法>遍历法>改进的窗搜索法>iPas软件>窗搜索法；图像分辨率的降低会提高接触计算的速度但是会降低接触点计算结果的准确性，综合考虑精度与效率的要求，图像分辨率范围处于0.05～0.075 mm/pixel时可实现计算速度与精度的均衡；近邻列表法能有效地实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算。     

低比转速离心叶轮内部流动的数值计算

针对目前准三维方法在低比转速离心叶轮的流场计算中的结果不太令人满意的现实情况 ,将奇点分布法用于该领域的计算 ,并经实例计算验证了该方法的可行性 ,且在计算过程中显示出该方法的简单、快捷和结果精确程度高的特点     

关于重选产品产率的计算

本文对目前我国常用的选煤产品产率的计算方法——格氏法做了简要的评述;对格氏法、消元法、搜索法、各密度级灰分量法的计算结果进行了比较,指出格氏法存在的问题;并提出了考虑灰分因素进行产率计算的方法。同时,建议制定产率计算方法的统一国家标准     

泥页岩膜效率计算新方法

泥页岩膜效率是泥页岩井壁稳定力学-化学耦合分析中的一个极其重要的参数,膜效率值的测量精度直接影响力学-化学耦合作用下泥页岩井壁稳定性分析的精度。在实验研究的基础上,分析了目前文献中给出的膜效率计算方法存在的问题,给出了新的膜效率计算方法,并将计算结果和文献中方法的计算结果进行了对比与实验验证。结果表明,利用新计算方法得到的膜效率值比文献中方法得到的膜效率值大,相差的幅度随渗透率的增加而增加,说明泥页岩的膜效率与岩石的致密程度密切相关。     

河流生态径流量计算方法的改进

用逐月最小生态径流计算法、逐月频率计算法和Tennant法计算了伊河和洛河的生态径流量,并在此基础上提出了适用于我国北方中小型河流生态径流量计算的一些改进方法:改变连续历时时段计算法、逐月次最小(大)生态径流计算法、确定河流生态径流量上界的参照法和逐月频率计算的综合法.分析结果表明,对于中国北方像伊河和洛河这样流量不是很大但年际和年内变化较为剧烈的河流,采用改进方法确定其河流生态径流量更有利于河流的生态保护.     

一种语音信号线性预测系数的求解新方法

语音信号的线性预测分析是语音信号处理中的重要部分,线性预测系数提取的速度和精确程度直接影响后续的处理工作.现提出一种基于BP神经网络的线性预测系数的求解方法.实验表明,该方法能以较少的训练次数得到较高的计算精度.     

等效梁柱法计算钢筋混凝土拱承载力

为计算钢筋混凝土拱的承载力,通过将钢筋混凝土拱等效成相应长度的偏压柱,然后按偏压柱的公式进行承载力计算.对中国规范、美国规范、日本规范中拱圈计算长度取值方法进行比较,结合所收集的55座钢筋混凝土拱桥资料,发现在常用的矢跨比范围内,三个规范的拱圈计算长度取值基本一致.为验证拱圈计算长度取值的合理性,分别采用经过试验验证的有限元法和等效梁柱法,对一座钢筋混凝土拱桥主拱的承载力进行计算,并进行参数分析,发现等效梁柱法的计算结果均低于有限元法的计算结果,偏于安全.     

太阳能无人机机翼几何非线性气动弹性分析

以大展弦比机翼为研究对象，结合几何非线性结构有限元建模方法与非线性气动力计算技术，提出了一种利用插值技术求解几何非线性气动弹性问题的方法。并以某太阳能无人机机翼缩比模型为例进行计算分析以及试验研究。研究结果表明：提出的方法得到非线性颤振解与常规方法得到的计算结果基本一致，但应用此方法后，不仅计算效率成倍提高，而且能规避常规方法中由于计算工况设定不合理可能导致的严重计算偏差。